JPS6112471B2 - - Google Patents
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- JPS6112471B2 JPS6112471B2 JP52133566A JP13356677A JPS6112471B2 JP S6112471 B2 JPS6112471 B2 JP S6112471B2 JP 52133566 A JP52133566 A JP 52133566A JP 13356677 A JP13356677 A JP 13356677A JP S6112471 B2 JPS6112471 B2 JP S6112471B2
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- JP
- Japan
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- gate
- capacitor
- current
- thyristor
- gto
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- Expired
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 35
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 26
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- 101100449818 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) ECM4 gene Proteins 0.000 description 1
- 101100449816 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) GTO1 gene Proteins 0.000 description 1
- 101100449817 Schizosaccharomyces pombe (strain 972 / ATCC 24843) gto2 gene Proteins 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Power Conversion In General (AREA)
- Thyristor Switches And Gates (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はゲートターンオフサイリスタ（以下
GTOと略称する。）のゲート回路に関する。
GTOと略称する。）のゲート回路に関する。
GTOはアノードＡ、カソードＫおよびゲート
Ｇを持つ３端子４層PNPN構造の半導体素子で正
のゲート信号によりターンオンし負のゲート信号
によりターンオフすることができる電力制御素子
である。このGTOのゲート回路の従来例を第１
図に示す。図において、１１はGTO、１２は補
助電源、１３は充電々流制限用の抵抗器、１４は
コンデンサ、１５は補助サイリスタ、GXは補助
サイリスタ１５のゲートである。先ず第１図に示
すGTO１１の動作について述べる。ゲートＧに
点弧信号を与えるとGTO１１は導通状態とな
る。次に補助サイリスタ１５のゲートGXに点弧
信号を与えると、コンデンサ１４の電荷が、コン
デンサ１４、GTO１１のカソードに、ゲート
Ｇ、補助サイリスタ１５を通つて、放電し、
GTO１１に負のゲート信号を与えるのでGTO１
１はターンオフすることになる。コンデンサ１４
の放電電流icは、図示しない配線のインダクタン
ス、回路の抵抗（配線の抵抗、GTO１１のゲー
ト−カソード間の抵抗補助サイリスタ１５の抵抗
の和）で制限される。コンデンサ１４の静電容量
をＣ、配線のインダクタンスををＬ、回路の抵抗
の抵抗値をＲ、コンデンサ４の電圧をＥC GTO
１１のアノード電流をＩA、GTO１１のターンオ
フゲインをＫとすれば、コンデンサ１４の放電々
流icのピーク値ＩCは次の条件を満足していなけ
れば、GTO１１はターンオフしない。
Ｇを持つ３端子４層PNPN構造の半導体素子で正
のゲート信号によりターンオンし負のゲート信号
によりターンオフすることができる電力制御素子
である。このGTOのゲート回路の従来例を第１
図に示す。図において、１１はGTO、１２は補
助電源、１３は充電々流制限用の抵抗器、１４は
コンデンサ、１５は補助サイリスタ、GXは補助
サイリスタ１５のゲートである。先ず第１図に示
すGTO１１の動作について述べる。ゲートＧに
点弧信号を与えるとGTO１１は導通状態とな
る。次に補助サイリスタ１５のゲートGXに点弧
信号を与えると、コンデンサ１４の電荷が、コン
デンサ１４、GTO１１のカソードに、ゲート
Ｇ、補助サイリスタ１５を通つて、放電し、
GTO１１に負のゲート信号を与えるのでGTO１
１はターンオフすることになる。コンデンサ１４
の放電電流icは、図示しない配線のインダクタン
ス、回路の抵抗（配線の抵抗、GTO１１のゲー
ト−カソード間の抵抗補助サイリスタ１５の抵抗
の和）で制限される。コンデンサ１４の静電容量
をＣ、配線のインダクタンスををＬ、回路の抵抗
の抵抗値をＲ、コンデンサ４の電圧をＥC GTO
１１のアノード電流をＩA、GTO１１のターンオ
フゲインをＫとすれば、コンデンサ１４の放電々
流icのピーク値ＩCは次の条件を満足していなけ
れば、GTO１１はターンオフしない。
一般にGTO１１のターンオフゲインは低い
（具体例を述べると２程度であり、200Aのアノー
ド電流をしや断するのに必要な負のゲート電流の
ピーク値は100Aということになる。）ので、補助
電源１２の容量が大きくなると、コンデンサ１４
は補助電源１２の一定な電圧で充電される為、ア
ノード電流ＩAの大小にかかわらずコンデンサ１
４の放電々流のピーク値ＩCは一定で、GTO１１
を図示しない電力変換装置のスイツチング素子と
して使用する場合、軽負荷時の効率が低下すると
いう欠点がある。
（具体例を述べると２程度であり、200Aのアノー
ド電流をしや断するのに必要な負のゲート電流の
ピーク値は100Aということになる。）ので、補助
電源１２の容量が大きくなると、コンデンサ１４
は補助電源１２の一定な電圧で充電される為、ア
ノード電流ＩAの大小にかかわらずコンデンサ１
４の放電々流のピーク値ＩCは一定で、GTO１１
を図示しない電力変換装置のスイツチング素子と
して使用する場合、軽負荷時の効率が低下すると
いう欠点がある。
本発明の目的は、上記欠点を除去し、補助電源
１２を必要としない、またコンデンサ１４の電圧
ＥCがGTO１１のアノード電流に応じて変化す
る。従つて、アノード電流ＩAが小さくなると発
生損失も小さくなるゲートターンオフサイリスタ
のゲート回路を提供することにある。
１２を必要としない、またコンデンサ１４の電圧
ＥCがGTO１１のアノード電流に応じて変化す
る。従つて、アノード電流ＩAが小さくなると発
生損失も小さくなるゲートターンオフサイリスタ
のゲート回路を提供することにある。
第２図に本発明をチヨツパ回路に応用した一実
施例を示す。２１は直流電源、２２はGTO、２
３はゲート回路でゲート回路２３は補助サイリス
タ２３１、コンデンサ２３２、ダイオード２３
３、抵抗器２３７より構成される。２４は変流器
で、１次巻線W1、２次巻線W2、３次巻線W3を有
し、図示極性で結合している。２５は環流ダイオ
ードで、２６は負荷である。
施例を示す。２１は直流電源、２２はGTO、２
３はゲート回路でゲート回路２３は補助サイリス
タ２３１、コンデンサ２３２、ダイオード２３
３、抵抗器２３７より構成される。２４は変流器
で、１次巻線W1、２次巻線W2、３次巻線W3を有
し、図示極性で結合している。２５は環流ダイオ
ードで、２６は負荷である。
以下前述構成から成るチヨツパ回路の動作を説
明すると、先ずGTO２２を点弧すると直流電源
２１、GTO２２、変流器２４の１次巻線W1を通
して負荷２６へ電流が供給される。変流器２４の
２次巻線W2には、変流器２４が飽和しない期
間、電流が誘起され、ダイオード２３３を通し、
コンデンサ２３２を図示極性に充電する。このと
き、変流器２４の３次巻線W3には、環流ダイオ
ード２５の効果で電流は流れない。コンデンサ２
３２の電圧が所定の値になると変流器２４の磁束
は飽和し、その２次巻線には電流が誘起されなく
なり、コンデンサ２３２の充電は終り、その後ダ
イオード２３３の効果によつて、コンデンサ２３
２の電圧は保持される。
明すると、先ずGTO２２を点弧すると直流電源
２１、GTO２２、変流器２４の１次巻線W1を通
して負荷２６へ電流が供給される。変流器２４の
２次巻線W2には、変流器２４が飽和しない期
間、電流が誘起され、ダイオード２３３を通し、
コンデンサ２３２を図示極性に充電する。このと
き、変流器２４の３次巻線W3には、環流ダイオ
ード２５の効果で電流は流れない。コンデンサ２
３２の電圧が所定の値になると変流器２４の磁束
は飽和し、その２次巻線には電流が誘起されなく
なり、コンデンサ２３２の充電は終り、その後ダ
イオード２３３の効果によつて、コンデンサ２３
２の電圧は保持される。
次に補助サイリスタ２３１が点弧すると、コン
デンサ２３２の電荷が、コンデンサ２３２、
GTO２２のカソードＫ、GTO２２のゲートＧ、
補助サイリスタ２３１を通つて、放電しGTO２
２に負のゲート信号を与えるので、GTO２２は
ターンオフする。
デンサ２３２の電荷が、コンデンサ２３２、
GTO２２のカソードＫ、GTO２２のゲートＧ、
補助サイリスタ２３１を通つて、放電しGTO２
２に負のゲート信号を与えるので、GTO２２は
ターンオフする。
GTO２２がターンオフすると負荷２６を流れ
ていた電流は、負荷２６、環流ダイオード２５、
変流器２４の３次巻線W3、再び負荷２６のルー
プで環流する。このときの変流器２４の３次巻線
を流れる電流の極性は、GTO２２が通電してい
るときとは、逆極性なので、変流器２４の磁束の
リセツトが為され、次のサイクルに備える。ここ
で抵抗２３７は変流器２４の２次接線W2に誘起
される電流をバイパスし、過電圧の発生を防止し
ている。
ていた電流は、負荷２６、環流ダイオード２５、
変流器２４の３次巻線W3、再び負荷２６のルー
プで環流する。このときの変流器２４の３次巻線
を流れる電流の極性は、GTO２２が通電してい
るときとは、逆極性なので、変流器２４の磁束の
リセツトが為され、次のサイクルに備える。ここ
で抵抗２３７は変流器２４の２次接線W2に誘起
される電流をバイパスし、過電圧の発生を防止し
ている。
ここで、GTO２２を流れる電流をＩA、コンデ
ンサ２３２の静電容量、充電々圧をそれぞれＣ、
ecとし、変流器２４の磁束の飽和値をΦとし、磁
束が飽和するまでの時間をＴとすると ｅcＴ＝Φ …… ，式よりＴを消去すると となりコンデンサ２３２の電圧ｅcはGTO２２を
流れる電流ＩAの平方根に比例することになり、
軽負荷時には、コンデンサ２３２の電圧は低下す
るので、それだけ、発生する損失が少なくなる。
ンサ２３２の静電容量、充電々圧をそれぞれＣ、
ecとし、変流器２４の磁束の飽和値をΦとし、磁
束が飽和するまでの時間をＴとすると ｅcＴ＝Φ …… ，式よりＴを消去すると となりコンデンサ２３２の電圧ｅcはGTO２２を
流れる電流ＩAの平方根に比例することになり、
軽負荷時には、コンデンサ２３２の電圧は低下す
るので、それだけ、発生する損失が少なくなる。
次に他の実施例を第３図に示す。第３図では、
ゲート回路２３の内部構成が、第２と異なるだけ
で第２図と同一記号を符したものは同一の機能を
有する。ゲート回路２３中、ダイオード２３３〜
２３６は変流器２４の２次巻線W2を全波整流し
ている。従つてGTO２２がターンオフした後、
変流器２４の３次巻線W3を通つて流れる電流
で、２次巻線にも電流が誘起されるので、GTO
２２がターンオフ後も、ゲートＧに負バイアスが
加わる効果がある。即ち、GTO２２がターンオ
フすると、負荷２６のインダクタンス分により負
荷電流は、負荷２６→環流ダイオード２５→３次
巻線W3→負荷２６のループで環流する。この
時、変流器２４の２次巻線W2に電圧が誘起さ
れ、２次巻線W2→ダイオード２３３→GTO２２
のカソードＫ→GTO２２のゲートＧ→補助サイ
リスタ２３１→ダイオード２３５→２次巻線W2
のループで電流が流れ、GTO２２に対し、負バ
イアス電流となる。しかる後にGTO２２のター
ンオフが確立すると、GTO２２のカソードＫと
ゲートＧ間のインピーダンスが高くなり、補助サ
イリスタ２３１は自然消弧する。それと同時に、
変流器２４の２次巻線W2に流れていた電流は、
２次巻線W2→ダイオード２３３→コンデンサ２
３２→ダイオード２３５→巻線W2のループで流
れ、コンデンサ２３２を充電する。ここで変流器
２４の２次巻線W2は全波整流するので第２図の
場合と異なり、GTO２２がオフしたときに過電
圧が、発生しないが、抵抗２３７の抵抗値を、調
整すればコンデンサ２３２の電圧ｅcも調整可能
となる。
ゲート回路２３の内部構成が、第２と異なるだけ
で第２図と同一記号を符したものは同一の機能を
有する。ゲート回路２３中、ダイオード２３３〜
２３６は変流器２４の２次巻線W2を全波整流し
ている。従つてGTO２２がターンオフした後、
変流器２４の３次巻線W3を通つて流れる電流
で、２次巻線にも電流が誘起されるので、GTO
２２がターンオフ後も、ゲートＧに負バイアスが
加わる効果がある。即ち、GTO２２がターンオ
フすると、負荷２６のインダクタンス分により負
荷電流は、負荷２６→環流ダイオード２５→３次
巻線W3→負荷２６のループで環流する。この
時、変流器２４の２次巻線W2に電圧が誘起さ
れ、２次巻線W2→ダイオード２３３→GTO２２
のカソードＫ→GTO２２のゲートＧ→補助サイ
リスタ２３１→ダイオード２３５→２次巻線W2
のループで電流が流れ、GTO２２に対し、負バ
イアス電流となる。しかる後にGTO２２のター
ンオフが確立すると、GTO２２のカソードＫと
ゲートＧ間のインピーダンスが高くなり、補助サ
イリスタ２３１は自然消弧する。それと同時に、
変流器２４の２次巻線W2に流れていた電流は、
２次巻線W2→ダイオード２３３→コンデンサ２
３２→ダイオード２３５→巻線W2のループで流
れ、コンデンサ２３２を充電する。ここで変流器
２４の２次巻線W2は全波整流するので第２図の
場合と異なり、GTO２２がオフしたときに過電
圧が、発生しないが、抵抗２３７の抵抗値を、調
整すればコンデンサ２３２の電圧ｅcも調整可能
となる。
以上を要約するとGTO２２オフする為のゲー
ト回路２３中のコンデンサ２３２を変流器２４を
介して、少なくともGTO２２を流れる電流ある
いは、GTO２２および、環流ダイオード２５を
流れる電流で充電するので、コンデンサ２３２を
充電する為の補助電源が不要となりまた、軽負荷
時には、コンデンサ２３２の電圧が低下するので
軽負時の効率が高くなる等の効果がある。
ト回路２３中のコンデンサ２３２を変流器２４を
介して、少なくともGTO２２を流れる電流ある
いは、GTO２２および、環流ダイオード２５を
流れる電流で充電するので、コンデンサ２３２を
充電する為の補助電源が不要となりまた、軽負荷
時には、コンデンサ２３２の電圧が低下するので
軽負時の効率が高くなる等の効果がある。
第１図は従来のゲートターンオフサイリスタの
ゲート回路図、第２図は本発明をチヨツパ回路に
適用した一実施例の回路図、第３図は本発明をチ
ヨツパ回路に適用した他の実施例の回路図であ
る。 １１……GTO、１２……補助電源、１３……
抵抗、１４……コンデンサ、２１……直流電源、
２２……GTO、２３……ゲート回路、２３１…
…補助サイリスタ、２３２……コンデンサ、２３
３〜２３６……ダイオード、２３７……抵抗、２
４……変流器、２５……環流ダイオード、２６…
…負荷。
ゲート回路図、第２図は本発明をチヨツパ回路に
適用した一実施例の回路図、第３図は本発明をチ
ヨツパ回路に適用した他の実施例の回路図であ
る。 １１……GTO、１２……補助電源、１３……
抵抗、１４……コンデンサ、２１……直流電源、
２２……GTO、２３……ゲート回路、２３１…
…補助サイリスタ、２３２……コンデンサ、２３
３〜２３６……ダイオード、２３７……抵抗、２
４……変流器、２５……環流ダイオード、２６…
…負荷。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ゲートターンオフサイリスタをオフする際に
閉路されるスイツチング素子を介してゲートター
ンオフサイリスタのゲートとカソード間に接続さ
れるオフゲート電流を供給するコンデンサと、ゲ
ートターンオフサイリスタと負荷回路との間に直
列に設けられる変流器の１次巻線と、一端が前記
コンデンサの一方の端子に接続され、他端がダイ
オードを介して前記コンデンサの他方の端子に接
続される前記変流器の２次巻線と、該２次巻線に
並列接続される抵抗器と、前記ゲートターンオフ
サイリスタのターンオフ時、負荷電流を環流させ
るために前記負荷回路に並列に設けられる前記変
流器の３次巻線と環流ダイオードからなる直列回
路を備えたゲートターンオフサイリスタのゲート
回路。 ２ ゲートターンオフサイリスタをオフする際に
閉路されるスイツチング素子を介してゲートター
ンオフサイリスタのゲートとカソード間に接続さ
れるオフゲート電流を供給するコンデンサと、ゲ
ートターンオフサイリスタと負荷回路との間に直
列に設けられる変流器の１次巻線と、直流側端子
が前記コンデンサに接続され、交流側端子が前記
変流器の２次巻線に接続されるダイオードブリツ
ジ回路と、前記２次巻線に並列接続される抵抗器
と、前記ゲートターンオフサイリスタのターンオ
フ時、負荷電流を環流させるために前記負荷回路
に並列に設けられる前記変流器の３次巻線と環流
ダイオードからなる直列回路を備えたゲートター
ンオフサイリスタのゲート回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13356677A JPS5467755A (en) | 1977-11-09 | 1977-11-09 | Gate circuit of gate turn-off thyristor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13356677A JPS5467755A (en) | 1977-11-09 | 1977-11-09 | Gate circuit of gate turn-off thyristor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5467755A JPS5467755A (en) | 1979-05-31 |
| JPS6112471B2 true JPS6112471B2 (ja) | 1986-04-08 |
Family
ID=15107790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13356677A Granted JPS5467755A (en) | 1977-11-09 | 1977-11-09 | Gate circuit of gate turn-off thyristor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5467755A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS633366U (ja) * | 1986-06-21 | 1988-01-11 | ||
| JPH01231707A (ja) * | 1988-03-11 | 1989-09-18 | Tokyu Constr Co Ltd | 洗浄装置を備えた移送装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5917861A (ja) * | 1982-07-20 | 1984-01-30 | Nec Corp | ゲ−トタ−ンオフ制御回路 |
-
1977
- 1977-11-09 JP JP13356677A patent/JPS5467755A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS633366U (ja) * | 1986-06-21 | 1988-01-11 | ||
| JPH01231707A (ja) * | 1988-03-11 | 1989-09-18 | Tokyu Constr Co Ltd | 洗浄装置を備えた移送装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5467755A (en) | 1979-05-31 |
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