JPS61167369A - サイリスタ変換器のゲ−ト信号発生装置 - Google Patents

サイリスタ変換器のゲ−ト信号発生装置

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JPS61167369A
JPS61167369A JP60005727A JP572785A JPS61167369A JP S61167369 A JPS61167369 A JP S61167369A JP 60005727 A JP60005727 A JP 60005727A JP 572785 A JP572785 A JP 572785A JP S61167369 A JPS61167369 A JP S61167369A
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JP
Japan
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switch
light emitting
signal
series
semiconductor switch
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JP60005727A
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English (en)
Inventor
Ryuji Iyotani
隆二 伊予谷
Hiroo Konishi
小西 博雄
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、複数個のサイリスタが直列、あるいは直並接
続されたサイリスタ変換器のゲート信号発生装置に関す
る。
〔発明の背景〕
直流送電や周波数変換に用いられるサイリスタ変換器は
、高電圧のため、サイリスタを多数、直列あるいは直並
列接続している。この多数のサイリスタを点弧する手段
として、低電位部にあるゲート信号発生装置の発光素子
からの光信号を、光ファイバによって高電圧部にあるサ
イリスタへ送る、いわゆる、光点弧方式と呼ばれる方式
がある。
第3図はその方法を示したもので、光で直接点弧するサ
イリスタ(以下光サイリスタという)を用いた場合であ
る1図において、サイリスタバルブ上は、光サイリスタ
THを多数直列接続している。主はこのサイリスタバル
ブ上へ光信号を送るゲート信号発生装置で、複数個直列
接続された発光素子LEと、これに直列に接続し、ゲー
ト制御装置!(図示せず)からの指令で、所望のタイミ
ングでオン、オフする半導体スイッチ5からなる回路を
一組とし、これらが複数組並列に接続されている。3は
、発光素子LEに電流を供給する電源。
4は電流を調整する抵抗である0発光素子LEからの光
信号は、光ファイバLFにより各光サイリスタTHへ送
られる。このような構成において。
半導体スイッチ5が故障した場合について考えてみる。
まず、スイッチ5が何らかの原因で開放故障した場合は
、そのスイッチ5の組の発光素子LEには電流が流れな
いため、光信号が出ない。
この場合の対策は光サイリスタへ送る信号を一個の発光
素子からではなく、異なる組の発光素子LEからそれぞ
れ光を光ファイバLFで受けて、光サイリスター個に送
っている。すなわち、光す。
イリスタTHが信号を受ける光源を多重化し、発光素子
−個の光がこなくても、残りの発光素子で充分動作でき
るようにしている0次に、短絡故障の場合であるが、半
導体スイッチ5が短絡すると、発光素子LEには電流が
流れ続ける。このため。
発光素子LEの劣化1等積や、サイリスタバルブ上では
、短絡故障した半導体スイッチ5の列から光信号を受け
ている光サイリスタ以外の光サイリスタに常に電圧が印
加し、サイリスター個当りの電圧が過大になると破壊を
招く恐れがある。このように、発光素子LEに流れる電
流を制御する半導体スイッチ5の短絡故障は、サイリス
タバルブ上に重大な影響を及ぼす、この短絡故障に対す
る保護として、特開昭57−135671号公報に示さ
れるように、パルストランスを用いて、トランス二次側
番5発光素子を接続し、短絡故障時に、パルストランス
の飽和特性を利用してパルス信号期間を短くする方法が
ある。この方法は簡単な構成で、故障時にも信号期間を
短くできるが、パルストランスを用いているため、回路
に洩れインダクタンスが存在し1発光素子電流の立上り
がゆるやかになる要因となる。この場合には直列接続し
た光サイリスタのターンオン時間のばらつきが大きくな
る。
また、特開昭58−116062号公報に示されるよう
に、並列接続された発光素丁番グループの動作状態を監
視し、あるグループに継続して電流が流れると、その信
号で他のグループ全部を点弧する。こうすれば、サイリ
スタ全数に信号が送られるので1部分ターンオンの状態
が防げ、サイリスタバルブを保護できる。しかし、短絡
故障した箇所を除去しなければ、この状態が続くため、
サイリスタ変換器を停止して修理を行なう必要がある。
【発明の目的〕
本発明の目的は1発光素子に流す電流を制御する半導体
スイッチの故障(短絡および開放)に対しても、サイリ
スタ変換器を停止せず、かつ、立上りの早いゲート信号
が得られる信頼性の高いサイリスタ変換器のゲート信号
発生装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明の要点は、複数個直列接続した発光素子と、その
電流制御を行なう半導体スイッチに第一のスイッチを直
列に接続したものを一組とし、これら二組を第二のスイ
ッチで接続して一対とし。
各組に設けている電流平衡用の抵抗からその組の導通状
態を検出して、半導体スイッチが短絡、あるいは、開放
故障した場合には、検出信号により、第一のスイッチを
開放して、第二のスイッチを閉じ、片方の半導体スイッ
チで運転を継続しようとするものである。
〔発明の実施例〕
第1図に本発明の一実施例、第2図にその動作の説明図
を示す、第1図では、ゲート信号発生装W11について
のみ示している1発光素子は二つの組に分け、それぞれ
発光素子LEa−1〜LEa−n、LEb−1〜LEb
−nが直列に接続されている。この発光素子には、電流
平衡用抵抗4a。
4bと、ゲート制御装置6からの指令信号COMでオン
、オフする半導体スイッチ5a、5b及び切換え用の第
一のスイッチSa、Sbが発光素子と半導体スイッチの
間に直列に接続されている。
さらに、これら二組の発光素子群の間には第二の切換用
スイッチScが発光素子のカソード側に接がれ、これで
一つの対をなしている。抵抗4a。
4bの両端の電圧を検出して、その組の導通状態の検出
信号al、blとし、排他的論理和回路X0RI、X0
R2の一方の入力とする。この回路のもう一方の入力は
、半導体スイッチ5a。
5bのオン、オフ指令COMが接がれている。排他的論
理和回路X0RI、X0R2の出力信号a2.b2は、
短絡や開放などの異常時に出力し、それぞれ異常のあっ
た組の第一のスイッチSa。
sbの開放指令信号となる。また、これと同時に信号a
2.b2は、オア回路ORの入力となり。
どちらか一方が入力すると回路ORの出力信号c1が第
二のスイッチScの投入指令信号として、スイッチSc
を閉じる。排他的論理和回路X0R1、X0R2の出力
信号a2.b2は、故障検出信号としても用い、故障検
出回路(図示せず)に信号を送って、故障発生を検出す
る。
この例では簡単のため発光素子群二組のみを対として示
したが発光素子が多数になると必要に応じてこの対の数
を増し、並列に接続してゆけばよ塾A。
以上の構成において、動作を第2図により説明する。第
2図において、(a)は通常動作時。
(b)は半導体スイッチ5a、5bの短絡故障時。
(c)は開放故障時の場合である。(a)では。
ゲート制御指令信号COMと、検出信号al。
blが同じなので排他的論理和回路X0RI。
X0R2の出力信号は無い、(b)は半導体スイッチ5
aまたは5bが短絡したため、指令信号COMの出力が
無くなっても、検出信号a1またはblの出力は有りの
状態となる。このため、排他的論理和回路X0RIまた
はX0R2は、指令信号COMの出力が無しの時点から
出力信号を出す0例えばいま半導体スイッチ5bが短絡
すると。
検出信号b1によって排他的論理和回路X0R2の出力
が有りの状態となる。この信号によって第一のスイッチ
sbを開放するとともに、オア回路ORの出力信号C1
で第二のスイッチを投入する。
また、故障検出回路へ信号b2を送って故障状態を知ら
せる。これにより発光素子LEb−1〜LEb−2は、
半導体スイッチ5aのオン、オフ動作により電流が流れ
、半導体スイッチ5bの故障にもかかわらず、運転の継
続が可能である。半導体スイッチ5aまたは5bは、故
障時には通常の二倍の電流が流れるので、この分の電流
容量を見込んでおく。
(c)は半導体スイッチ5aまたは5bが開放熔障の場
合であり、指令信号COMが送られてきた時点で、検出
信号a1またはblの出力がなければ排他的論理和回路
X0RIまたはX0R2の出力信号が出る。これ以降は
上述した短絡故障の場合と同様の動作を行ない、第一の
スイッチSaまたはsbを開放、第二のスイッチScを
投入し。
健全な組の方に接続して、運転を継続する。
第4図は、第1図における抵抗4a、4bの両端の電圧
から導通状態を検出するための方法を示す、対になって
いる二組とも同様な構成なので、片方だけについて示し
ている。(a)は抵抗4aの両端にパルストランス7a
の一次側を接続し。
二次側の電圧を検出信号a1とするものである。
(b)は、ホトカプラ8を用いたもので、抵抗4aの両
端に電流制限用の抵抗9と発光素子8aの直列回路を接
続する1発光素子8aには逆並列に逆電圧防止用のダイ
オード10を接続する。一方、受光側は、電源11aに
受光素子8bと抵抗12aの直列回路を接続して構成す
る。抵抗4aの両端に電圧が印加されると、抵抗9を通
って発光素子8aに電流が流れて発光する。そのため、
受光素子8bがオンして抵抗12aに電圧があられれ、
これを検出信号a1として取出す。
第5図は、第二のスイッチSaまたはSbの具体例を示
す、(a)は励磁コイルによりスイッチ接点を動作させ
るスイッチである。励磁コイル5b−bには、電源11
b、制限抵抗12b、サイリスタTHIが直列に接続さ
れ、接点5b−aは″“常時投入“の状態となっている
。いま信号b2がパルストランス7bの二次側にくると
、サイリスタTHIが点弧し、電源11bから電流が励
磁コイル5b−bに流れ、接点5b−aを開放して、そ
の状態を保持する。(b)は半導体スイッチ(例えば、
トランジスタ、MOS  FET)を用いた例である。
半導体スイッチ(ここではトランジスタ)Sbのベース
にはフリップフロップ回路FFの出力“′Q”が接続さ
れ、運転を開始するときは、電源11cとセット入力端
子Sの間に直列に接続したスイッチSdを閉じて、′Q
”の出力を有りの状態とする。すなわち、半導体スイッ
チsbは常にオン状態にある。故障が発生してブリップ
プロップ回路FFのリセット入力端子Rに信号が入ると
、IIQ”の出力が無くなり、半導体スイッチsbはす
みやかにオフ状態となる。この半導体スイッチを用いれ
ば、故障、とくに、半導体スイッチ5a、または、5b
が短絡状態になった場合でも、即時、電流が遮断可能な
ため1発光素子LEa−1〜LEa−n、LEb−1〜
LEb−nの劣化や破損の防止、あるいは、サイリスク
変換器の運転上に有利である。
第6図は、第二のスイッチScの具体例を示す。
これは第5図(a)に示したものと同様の構成で。
“常時開放”の接点5c−aを備えたものにおいて、信
号c1がパルストランス7cの一次側にくるとサイリス
タTH2が点弧し、電源lie、励磁コイル5c−b、
制限抵抗12.サイリスタTH2の直列回路に電流が流
れ、励磁コイルSc−すにより接点5c−aが閉じられ
る。
〔発明の効果〕
本発明によれば、立上りの早いゲート信号を供するとと
もに1発光素子の電流を制御する半導体スイッチが短絡
および開放の故障を発生しても、その故障状態を検出し
速やかに、健全な半導体スイッチの方へ切換えて運転を
継続するので、極めて信頼性の高いサイリスタ変換器の
ゲート信号発生装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の回路図、第2WIは。 第1図の動作説明図、第3図は従来の回路図、第4図な
いし第6図は第1図の具体例を示した図である。 2 ・・・ゲート信号発生装置、3・・・電源、4a、
4b・・・電流平衡用抵抗、5a、5b・・・半導体ス
イッチ。 6・・・ゲート制御装置、LEa−1〜LEa−n。 LEb−1〜LEb−n−発光素子、Sa、Sb・°°
第一のスイッチ、Sc・・・第二のスイッチ。 X0RI、X0R2・・・排他的論理和回路、OR・・
・オア回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、複数個のサイリスタを直列、あるいは直並列接続し
    たサイリスタ変換器、このサイリスタ変換器は、直列接
    続した半導体スイッチの動作に応じて発生する発光素子
    の信号で制御されるものにおいて、 電流平衡用抵抗、前記発光素子および前記半導体スイッ
    チに第一のスイッチを直列に接続したものを一組として
    構成し、この構成の二組を第二のスイッチで接続して一
    対とし、それぞれの組に半導体スイッチの故障を検出す
    る手段を設け、この手段により、前記第二のスイッチを
    開放し、前記第二のスイッチを投入することを特徴とす
    るサイリスタ変換器のゲート信号発生装置。 2、前記半導体スイッチの故障を検出する手段はその組
    の導通状態を検出する信号と、前記半導体スイッチを制
    御する信号との排他的論理和をとることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載のサイリスタ変換器のゲート信
    号発生装置。 3、前記導通状態を検出する信号は、電流平衡用抵抗か
    ら得ることを特徴とする特許請求の範囲第1項または第
    2項記載のサイリスタ変換器のゲート信号発生装置。
JP60005727A 1985-01-18 1985-01-18 サイリスタ変換器のゲ−ト信号発生装置 Pending JPS61167369A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007288825A (ja) * 2006-04-12 2007-11-01 Fuji Electric Systems Co Ltd 電力変換装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007288825A (ja) * 2006-04-12 2007-11-01 Fuji Electric Systems Co Ltd 電力変換装置

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