JPS6248222A - パルス発生回路のサイリスタを保護する方法および装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はパルス操作静電収集装置のサイリスタを保護す
るための方法および装置（回路）に関する。

〔従来の技術〕

パルス操作静電収集装置においては、電圧パルスはスイ
ッチ要素、通常はサイリスタあるいは直列および／′ま
たは並列に接続されたサイリスタからなる回路をトリガ
することによって与えられる。

パルスがピーク値に到達するとサイリスタ内に電流が流
れなくなり、パルスが減衰する開電流はサイリスタと並
列に接続されているリターンダイオード中を流れる。サ
イリスタ中の電流がある期間、回復時間の間流れないと
、このサイリスタが再びトリガーされて新たなパルスを
発するまで、このサイリスタは順方向には非導通状態に
なる。

サイリスタ内を電流が流れなくなった後であって回復時
間が経過する前に静電収集装置内にスパークが発生する
場合、サイリスタは順方向にバイアスされ、電流は部分
的のみに導通するサイリスタを通して流れる。即ち、電
流は分れており、依然として部分的に導通状態のザイリ
スタ半ぷ体チップの部分に集中される。これらの部分は
従って過負荷状態となり、損傷したり破壊したりする可
能性がある。

ヨーロッパ特許第６６９５０号（パルス発生器用サイリ
スタ保護）およびヨーロッパ特許出願第８４３０７４６
６．７　（高速動作スパーク検出器）は、静電収集装置
のスパークが検出される時にパルス発生器のサイリスタ
の再トリガが行われる方法が記載されている。リターン
ダイオードからサイリスタへ電流が切り換わる瞬間に再
ト、リガ信号が発生される場合、このような再トリガは
、過負荷の危険なしにサイリスタが再び電“流を流すこ
とを可能にする。

〔発明が解決しようする問題点〕

電流がサイリスタからリターンダイオードへ切り換わる
わずかの瞬間およびその数ミリ秒前においては、再トリ
ガシステムにおける避けがたい反応時間のために、静電
収集装置がスパークした結果性じる電流がサイリスタに
もどる瞬間において再トリガ信号が発生される条件を満
たすことが困難である。

これは、低電圧パルス高さが高い直流電圧と同時に静電
収集装置において使用される極端な動作状態における特
別の場合である。このような状況下において、スパーク
の発生からサイリスタ中を電流が流れようとするまでの
時間はマイクロ秒の程度である。

スパークを検出するためおよび再トリガ信号を発生ずる
ために必要とされる時間は典型的には１または２マイク
ロ秒であるので、再トリガ信号は結果としては遅すぎて
しまう。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 本発明の目的は、パルス回路内の電流を検知することを
通して、電流がサイリスタからリターンダイオードへ切
り換わる前の一瞬を定め、この瞬間に基づき、通常の再
トリガ信号が遅すぎてしまう期間中てあり各単一パルス
の間にサイリスタに送られる保護トリガ信号を発生ずる
機能を存する回路を提供することにある。これによって
、全Ｐ界部品が保護トリガ信号によって保護されること
が保証される。

この期間に発生する全てのスパークは、結果として問題
なくサイリスタが電流を流すことにするが、これは保護
トリガ信号がすでに発生されているからである。保護ト
リガが終止した後のある瞬間にスパークが生しる場合、
リターンダイオード中の電流は高い値になり、スパーク
から、電流がリターンダイオードからサイリスタへ切り
換わろうとするまでの時間が十分に長くなるので、通常
の再１−リガ信号が発生される。

パルス期間中にスパークが発生しない場合、保護トリガ
信号の終了からパルスの終了までの時間がサイリスタの
回復時間よりも長いようにパルス期間が選択されている
と、保護トリガ信号が損傷を与えることはない。

〔実施例〕

以下、本発明を図面を参照しつつより詳細に説明する。

第１図は本発明による保護トリガシステムを示すブロッ
ク図、第２図は通常パルス中の各信号のタイミング図、
および第３図はスパーク中の各信号のタイミング図であ
る。

第１図において、高周波電流変成器２の１次巻線１はパ
ルス発生器（図示されず）のパルス回路に接続されてお
り、従って、サイリスタ電流およびリターンダイオード
電流はこのパルス回路を流れる。結果として、電圧が２
次巻線３に発生する。

この２次巻線３には抵抗器４の負荷がかかっている。こ
の電圧はパルス回路を通過する電流に比例する。固定参
照信号との関係で計算されて決められた電圧信号はａと
称される。信号ａの極性は従って、サイリスタ電流に対
しては正の値であり、リターンダイオード電流に対して
は負の値である。

電圧信号ａはピーク値検出器５に通される。この検出器
５の出力信号は信号ａ正の最大値と常に等しい。各新た
なパルスに先立って、ピーク値検出器の信号すが零にリ
セットされることが保証される。これはピーク値検出器
のメモリ部品を適当な時定数で放電することによって最
も容易に行われる。この部品は通常コンデンサによって
構成される。

信号すは電圧分配器６へ送られる。この分配器６は、信
号Ｃが信号すの適当な分数であるように機能する。信号
Ｃは典型的には信号すの１１５に選ふことかできる。信
号Ｃは電圧比較器７の入力の一方へ送られ、信号ａは電
圧比較器７の他方の人力へ送られる。

この電圧比較器７は、信号Ｃが信号ａよりも大きいかあ
るいは等しい限り、信号ｄを出力する。

信号ｄはタイマー回路８へ送られる。このタイマー回路
８は、信号ｄに正のシフトが生した後のある期間信号ｅ
を発生する。

信号ｅは増幅回路９へ送られる。この回路の出力にはケ
ーブル整流システムＩＯが接続されている。このシステ
ムは、パルス発生スイッチ部品を構成する直列および／
または並列接続されたサイリスタをトリガする。

ケーブル整流システムは上述の保護トリガシステムに接
続されるだけでなく、パルスをスタートする通常のトリ
ガシステムおよびスパーク検出によって解放される再ト
リガシステムに接続されている。

第２図は通常パルスの際の信号ａ−ｅの時間変化を示し
ている。この図面は更に、収集装置の電圧■が表示され
ており、直流電圧レベルおよび重ねられたパルス電圧が
示されている。

信号ａはパルス回路内の電流を表わす電圧信号である。

信号すは信号ａによって得られた正の最大ピーク値を示
している。このピーク値がｔ２において得られると、次
のパルスが発生されるｎ；ｉにｂの値が零に近いことを
保証するのに十分速いが、パルス期間（１＋からＬ６）
内の理想的なピーク値からｂの値が大きく離れるほど速
くない速さでピーク値が下降する。

信号Ｃは信号すに比例するが、値は信号すの１１５であ
る。信号ｄは論理信号である。この信号は信号Ｃが信号
ａよりも大きいかあるいは等しい限り、高状態にある。

時刻ｔ１に続いて直ちに信号Ｃは信号ａよりも低くなり
始め、信号ｄが続いて低くなる。

ｔ３において、信号ａは信号Ｃよりも低くなる。

信号Ｃはこの際ｔ２で発生する信号ａのピーク値の例え
ば１１５の大きさを有している。

信号ａがサイン曲線にほぼ従うので、ｔ３は１１５のア
ークサイン、時刻ｔ４で発生ずるＮ　＋ｍ過の前１１．
５４°で発生ずる。

［３ての信号ａが信号Ｃよりも低くなる時、信号ｄは直
ちに高レベルにシフトする。ごのレベルは同様に信号ｅ
が上昇し、期間Ｌ３か七）Ｌ　５の間高状態に留まるこ
とを保証する。保護１−　ＩＪガ信号は信号ｅによって
制御されるので、電１・丸がサイリスタからリターンダ
イオードヘシフトする時ｉｌｌ　ｔ　ｑの瞬間において
保護トリガ信号が作ら＋することか分かる。これによっ
て全臨界領域にお；１ろ完全な保護が保証される。

Ｌ、からむ、までの期間において、す、１’　ｌスタは
ターンオフし、ホールドオフ強さを取り戻し、そし７て
ｔ、においてパルス期間が終了する。

第３図はスパークが発生するパルス°期間における信号
の時間変化を示す。ｔｌｌにおいて、パルスが発生され
る。信号ａはｔ１□でピーク値を達成する。この値は信
号すにおいて維持される。ｔ１３において、信号ａおよ
びＣは交差し、信号ｄが形成され、この信号は信号ｅが
形成されることを再び必要とする。この信号ｅは刻時信
号である。ｔ１４において、曲線ａは零ラインを交差す
るが、これは電流がサイリスタからリターンダイオード
ヘシフトすることに対応している。

収集装置のスパークはｔ１５で発生するが、これば曲線
Ｖの零ラインに急速に近づく所に対応している。

曲線がゼロラインに再び近づき始めるのと同時に、信号
ａは変化してｔ１６でゼロラインに到達する。この瞬間
に、電流がリターンダイオードからサイリスタに切り換
わり、保護トリガ信号の構成を意味する信号ｅが、この
切り換わりの瞬間に形成されて、問題なくサイリスタが
電流を流すことができる。ｔ１７において、信号ａの値
は信号Ｃの値を越える。この信号Ｃの値は信号ｄを低く
する。

ｔ１８において、刻時信号ｅは停止し、ｔｏｏにおいて
、信号ａはｔ１□で得られるピーク値を越え、信号すお
よびＣがさらに増大する。

ｔ２゜において、信号ａはピーク値に到達し、ｔｚ＋に
おいて、信号ａと信号Ｃとが互いに交差して信号ｄが形
成される。信号ｄは再び信号ｅを作り出す。この信号ｅ
は従ってｔ２１からｔ２□の期間に存在し、保護トリガ
がこの期間に発生される。

この期間において、更新された電流の切り換えが発・生
じ得ないので保護トリガは必要とされないが、損傷を与
えないので保護トリガを取り除くために電子回路の複雑
性を増大することは好ましくない。

ｔ２□からｔｚｚの期間サイリスタはターンオフし、オ
フ強度を回復し、そしてｔ２３でスパーク期間が終了す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による保護トリガシステムのブロック図
、第２図は通常パルス期間の各信号のタイミング図、お
よび第３図はスパーク期間の各信号のタイミング図であ
る。 ■・・・１次巻線、　２・・・高周波電流変成器、３・
・・２次巻線、　４・・・抵抗器 ５・・・ピーク値検出器、６・・・電圧分配器７・・・
電圧比較器、８・・・タイマー回路、９・・・増幅回路
、 １０・・ケーブル整流システム。 で１１

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）パルス操作される静電収集装置を制御するパルス
   発生器の回路のサイリスタを保護する方法において、パ
   ルス電流が前記サイリスタから復帰ダイオードに切り換
   わる直前から復帰ダイオードの導電期間中の瞬間までの
   時間を含む時間間隔内でサイリスタにトリガ信号が送ら
   れ、静電収集装置中の電気スパークのために電流が向き
   を急に変え、スパーク検出および再トリガ手続が完了し
   ていないほど早く前記スパークに続いてサイリスタに電
   流が戻ろうとする場合にトリガ信号がサイリスタに送ら
   れることが保証されるパルス発生回路のサイリスタを保
   護する方法。
2. （２）パルス発生器のパルス回路と直列接接された１次
   巻線（１）および電流を表わす電圧信号を与える抵抗（
   ４）が並列接続された２次巻線を有する高周波電流変成
   器（２）、 電流表示電圧信号のピーク値が測定されるピーク値測定
   ユニット（５）、 電流表示電圧が報告されたピーク値と比較され、出力信
   号が前記報告されたピーク値が電流表示電圧を越えたこ
   とを示す電圧比較器（７）、前記電圧比較器（７）の出
   力によって作動されるタイマー回路（８）、および トリガ電流を接続されているケーブル点火システム（１
   ０）に伝送する増幅器（９）からなる特許請求の範囲第
   （１）項記載の方法のための保護トリガ回路。