JPS63166315A - Ａｃソリッドステート・スイッチ - Google Patents
Ａｃソリッドステート・スイッチInfo
- Publication number
- JPS63166315A JPS63166315A JP62320037A JP32003787A JPS63166315A JP S63166315 A JPS63166315 A JP S63166315A JP 62320037 A JP62320037 A JP 62320037A JP 32003787 A JP32003787 A JP 32003787A JP S63166315 A JPS63166315 A JP S63166315A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gate
- silicon
- controlled rectifier
- field effect
- effect transistors
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/16—Modifications for eliminating interference voltages or currents
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
- H03K17/081—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit
- H03K17/0814—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the output circuit
- H03K17/08144—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the output circuit in thyristor switches
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
- Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (AREA)
- Rectifiers (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はスイッチング回路、特に主要スイッチング素子
が逆並列関係に接続されたサイリスタであるような回路
に係わる。
が逆並列関係に接続されたサイリスタであるような回路
に係わる。
ＡＣ負荷回路の電力を制御するには、機械的及び電気機
械的スイッチング素子よりも本来的に有利であることか
ら、半導体スイッチ装置が使用されている。広く採用さ
れているＡＣスイッチは逆並列接続された１対のサイリ
スタから成り、サイリスタごとにそのゲート端子に駆動
回路が必要である。逆並列接続のサイリスタにゲート駆
動電流を供給するいくつかの公知の方法、例えば、パル
ス駆動、連続駆動、負荷電流駆動などがある。
械的スイッチング素子よりも本来的に有利であることか
ら、半導体スイッチ装置が使用されている。広く採用さ
れているＡＣスイッチは逆並列接続された１対のサイリ
スタから成り、サイリスタごとにそのゲート端子に駆動
回路が必要である。逆並列接続のサイリスタにゲート駆
動電流を供給するいくつかの公知の方法、例えば、パル
ス駆動、連続駆動、負荷電流駆動などがある。
通常の比較的低いＡＣ電力周波数では、負荷電流駆動に
より発生するおそれのあるスイッチ回路の電圧スパイク
を回避し、また、パルス駆動の場合に発生するおそれの
ある、軽負荷電流状態下でのすべてのサイリスタのター
ンオフを回避する上で、連続駆動方法が好ましい。しか
し、比較的高い電力周波数、例えば２０ ｋＨｚにおい
ては、サイリスタに対して連続ゲート駆動が行われる場
合でもスイッチ回路に電圧スパイクが発生することがわ
かっている。このような電圧スパイクは電磁障害を発生
させるおそれがあり、さもなければ連携の回路に有害な
影響を及ぼすおそれがある。本発明の目的は比較的高い
周波数のＡＣシステムに使用して、逆並列接続サイリス
タの所望の特性を維持しながら、電流波形ゼロ交差に続
く過度の電圧スパイクを伴なわないＡＣソリッドステー
ト・スイッチング回路を提供することにある。
より発生するおそれのあるスイッチ回路の電圧スパイク
を回避し、また、パルス駆動の場合に発生するおそれの
ある、軽負荷電流状態下でのすべてのサイリスタのター
ンオフを回避する上で、連続駆動方法が好ましい。しか
し、比較的高い電力周波数、例えば２０ ｋＨｚにおい
ては、サイリスタに対して連続ゲート駆動が行われる場
合でもスイッチ回路に電圧スパイクが発生することがわ
かっている。このような電圧スパイクは電磁障害を発生
させるおそれがあり、さもなければ連携の回路に有害な
影響を及ぼすおそれがある。本発明の目的は比較的高い
周波数のＡＣシステムに使用して、逆並列接続サイリス
タの所望の特性を維持しながら、電流波形ゼロ交差に続
く過度の電圧スパイクを伴なわないＡＣソリッドステー
ト・スイッチング回路を提供することにある。
本発明のＡＣソリッドステート・スイッチはそれぞれが
ゲート、カソード及びアノードを有する第１及び第２シ
リコン制御整流器を含み、第１整流器のアノードを第２
整流器のカソードと電気的に接続し、第１整流器のカソ
ードを第２整流器のアノードと電気的に接続することに
より、第１及び第２シリコン制御整流器を逆並列に電気
接続する。本発明のスイッチはまた、それぞれがゲート
、ドレン、ソース及びドレンとソースを結ぶ主要導電パ
スを有する第１及び第２電界効果トランジスタをも含む
。これらの電界効果トランジスタの主要導電パスは電気
的に互いに直列接続して、第１及び第２シリコン制御整
流器と並列の回路枝を形成する。第１及び第２シリコン
制御整流器のゲート及び第１及び第２電界効果トランジ
スタのゲートにほぼ同時にゲート信号を供給する手段を
設ける。
ゲート、カソード及びアノードを有する第１及び第２シ
リコン制御整流器を含み、第１整流器のアノードを第２
整流器のカソードと電気的に接続し、第１整流器のカソ
ードを第２整流器のアノードと電気的に接続することに
より、第１及び第２シリコン制御整流器を逆並列に電気
接続する。本発明のスイッチはまた、それぞれがゲート
、ドレン、ソース及びドレンとソースを結ぶ主要導電パ
スを有する第１及び第２電界効果トランジスタをも含む
。これらの電界効果トランジスタの主要導電パスは電気
的に互いに直列接続して、第１及び第２シリコン制御整
流器と並列の回路枝を形成する。第１及び第２シリコン
制御整流器のゲート及び第１及び第２電界効果トランジ
スタのゲートにほぼ同時にゲート信号を供給する手段を
設ける。
本発明のスイッチを比較的高い周波数のＡＣシステム、
例えば２０ ｋＨｚの周波数で動作するシステムに使用
すれば、スイッチに発生する電圧スパイクを著しく軽減
することができる。
例えば２０ ｋＨｚの周波数で動作するシステムに使用
すれば、スイッチに発生する電圧スパイクを著しく軽減
することができる。
本発明の詳細は添付図面に示す好ましい実施例に関する
以下の説明から明らかになるであろう。
以下の説明から明らかになるであろう。
第１図は本発明の１実施例に従って構成されたＡＣソリ
ッドステート・スイッチを略示するダイヤグラムである
。このスイッチはそれぞれがゲート、アノード及びカソ
ードを有する２つのシリコン制御整流器５ＣＲＩ、５Ｃ
Ｒ２を含み、５ＣＲ１のアノードをＳＣＲ２のカソード
と電気的に接続し、５ＣＲＩのカソードを５ＣＲ２のア
ノ−ドと電気的に接続することにより両シリコン制御整
流器を逆並列構成に電気接続する。それぞれがゲート、
ドレン、ソース及びドレンとソースを結ぶ主要導電パス
を有する１対の金属酸化物半導体電界効果トランジスタ
Ｑｌ、Ｑ２を電気的に接続することにより、両電赤効果
トランジスタの主要導電パスの直列回路を含む回路枝１
０を形成する。この回路枝を第１及び第２シリコン制御
整流器と並列に接続する。公知構成の１対のゲート電源
１０．１２が第１及び第２シリコン制御整流器のゲート
及び第１及び第２電界効果トランジスタのゲートにゲー
ト信号を供給する手段として働く。連携のシリコン制御
整流器に適当なゲート電流を供給するため抵抗器Ｒ１，
Ｒ２を設ける。この実施例では、ゲート電源が連続的に
１５ボルトＤＣを供給し、スイッチＳ！、Ｓ２はスイッ
チング装置にゲート電圧を供給する手段として作用する
。例えば２０ ｋＨｚという比較的高い周波数を有する
ＡＣ電源１６はスイッチＳｌ、Ｓ２を閉じることによっ
て負荷１８と電気的に接続することができる。
ッドステート・スイッチを略示するダイヤグラムである
。このスイッチはそれぞれがゲート、アノード及びカソ
ードを有する２つのシリコン制御整流器５ＣＲＩ、５Ｃ
Ｒ２を含み、５ＣＲ１のアノードをＳＣＲ２のカソード
と電気的に接続し、５ＣＲＩのカソードを５ＣＲ２のア
ノ−ドと電気的に接続することにより両シリコン制御整
流器を逆並列構成に電気接続する。それぞれがゲート、
ドレン、ソース及びドレンとソースを結ぶ主要導電パス
を有する１対の金属酸化物半導体電界効果トランジスタ
Ｑｌ、Ｑ２を電気的に接続することにより、両電赤効果
トランジスタの主要導電パスの直列回路を含む回路枝１
０を形成する。この回路枝を第１及び第２シリコン制御
整流器と並列に接続する。公知構成の１対のゲート電源
１０．１２が第１及び第２シリコン制御整流器のゲート
及び第１及び第２電界効果トランジスタのゲートにゲー
ト信号を供給する手段として働く。連携のシリコン制御
整流器に適当なゲート電流を供給するため抵抗器Ｒ１，
Ｒ２を設ける。この実施例では、ゲート電源が連続的に
１５ボルトＤＣを供給し、スイッチＳ！、Ｓ２はスイッ
チング装置にゲート電圧を供給する手段として作用する
。例えば２０ ｋＨｚという比較的高い周波数を有する
ＡＣ電源１６はスイッチＳｌ、Ｓ２を閉じることによっ
て負荷１８と電気的に接続することができる。
第２図は主スイツチング装置が逆並列接続されている２
つのシリコン制御整流器から成る従来型ＡＣソリッドス
テート・スイッチに現われる電圧を示す波形２０である
。抵抗負荷に１０アンペアを供給する２００ボルト、２
０ ｋＨｚ電源の場合、それぞれの電流ゼロ状態に続い
てスイッチに約５．６ボルトの電圧スパイクが発生する
。
つのシリコン制御整流器から成る従来型ＡＣソリッドス
テート・スイッチに現われる電圧を示す波形２０である
。抵抗負荷に１０アンペアを供給する２００ボルト、２
０ ｋＨｚ電源の場合、それぞれの電流ゼロ状態に続い
てスイッチに約５．６ボルトの電圧スパイクが発生する
。
第３図は第２図の波形発生に使用されたのと同じ電源及
び負荷を使用する本発明の１実施例におけるスイッチ電
圧の波形２２である。この場合、それぞれの電流ゼロ状
態に続く電圧スパイクが約３ボルトに軽減された。
び負荷を使用する本発明の１実施例におけるスイッチ電
圧の波形２２である。この場合、それぞれの電流ゼロ状
態に続く電圧スパイクが約３ボルトに軽減された。
従って、逆並列構成のシリコン制御整流器と並列に１対
の直列電界効果トランジスタを加えることによって回路
の過度特性が著しく改％される。電界効果トランジスタ
は電圧駆動のゲートを含むから、公知ゲート電源をその
まま使用できる。
の直列電界効果トランジスタを加えることによって回路
の過度特性が著しく改％される。電界効果トランジスタ
は電圧駆動のゲートを含むから、公知ゲート電源をその
まま使用できる。
本発明をもっと完全に説明するため、第１図のＡＣソリ
ッドステート・スイッチを構成する構成成分の一覧を表
Ｉに示す。
ッドステート・スイッチを構成する構成成分の一覧を表
Ｉに示す。
表 Ｉ
第１図に関連の成分仕様
品 目 タ イ
フ゛Ｓ［：Ｒ１，Ｓ（：Ｒ２Ｗｅｓｔｉｎｇｈｏ
ｕｓｅ Ｔ６０７０８１８５４ＢＴＱｌ、 Ｑ２
Ｍｏｔｏｒｏｌａ ＭＴＭ６８６０Ｒ１，８２４０オー
ム、５ワツト この実施例はスイッチングＳＣＲに接続されて低抵抗と
して作用し、電圧スパイク発生中、負荷電流の大部分を
導通ずる金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯ
ＳＦＥＴ）を使用する。電圧スパイク発生時の負荷電流
は比較的低い。サイクルの残り時間を通してＳＣＲ’。
フ゛Ｓ［：Ｒ１，Ｓ（：Ｒ２Ｗｅｓｔｉｎｇｈｏ
ｕｓｅ Ｔ６０７０８１８５４ＢＴＱｌ、 Ｑ２
Ｍｏｔｏｒｏｌａ ＭＴＭ６８６０Ｒ１，８２４０オー
ム、５ワツト この実施例はスイッチングＳＣＲに接続されて低抵抗と
して作用し、電圧スパイク発生中、負荷電流の大部分を
導通ずる金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯ
ＳＦＥＴ）を使用する。電圧スパイク発生時の負荷電流
は比較的低い。サイクルの残り時間を通してＳＣＲ’。
が電流の大部分を導通する。ＯＮ状態における電流に対
するＭＯＳＦＥＴの抵抗は低いが、ドレン／ソース・ジ
ャンクションにダイオードが組込まれているから、ＯＦ
Ｆ状態において電流を遮断するには２つの逆直列ＭＯ５
ＦＥＴを使用する必要がある。
するＭＯＳＦＥＴの抵抗は低いが、ドレン／ソース・ジ
ャンクションにダイオードが組込まれているから、ＯＦ
Ｆ状態において電流を遮断するには２つの逆直列ＭＯ５
ＦＥＴを使用する必要がある。
以上、本発明の好ましい実施例に関連して説明したが、
本発明の範囲を逸脱することなく種々の変更が可能であ
ることは当業者にとって明白であろう。例えば、ＳＣＲ
及びＦＥＴを導通させるのにパルス・ゲート駆動方式を
利用してもよい。その場合、パルスはゼロ交差点におい
て印加され、電圧スパイク発生中ＦＥＴをＯＮ状態に維
持できる充分な幅を持つことになる。次のゼロ交差点ま
でＳＣＲが導通状態を続ける。従って、頭書した特許請
求の範囲はこのような変更をも含むものと理解されたい
。
本発明の範囲を逸脱することなく種々の変更が可能であ
ることは当業者にとって明白であろう。例えば、ＳＣＲ
及びＦＥＴを導通させるのにパルス・ゲート駆動方式を
利用してもよい。その場合、パルスはゼロ交差点におい
て印加され、電圧スパイク発生中ＦＥＴをＯＮ状態に維
持できる充分な幅を持つことになる。次のゼロ交差点ま
でＳＣＲが導通状態を続ける。従って、頭書した特許請
求の範囲はこのような変更をも含むものと理解されたい
。
第１図は本発明の１実施例に従って構成されたＡＣソリ
ッドステート・スイッチを略伝するダイヤグラム；第２
図は主スイッチング素子が１対の逆並列接続のサイリス
タである公知スイッチにおける電圧を示す波形図：第３
図は第１図のＡＣソリッドステーツ・スイッチにおける
電圧の波形図である。 １２．１４ ・・・・ゲート電源 １６・・・・・ＡＣ電源 １８・・・・・負荷
ッドステート・スイッチを略伝するダイヤグラム；第２
図は主スイッチング素子が１対の逆並列接続のサイリス
タである公知スイッチにおける電圧を示す波形図：第３
図は第１図のＡＣソリッドステーツ・スイッチにおける
電圧の波形図である。 １２．１４ ・・・・ゲート電源 １６・・・・・ＡＣ電源 １８・・・・・負荷
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ゲート、カソード及びアノードを有する第１シリコ
ン制御整流器と； ゲート、カソード及びアノードを有する第 ２シリコン制御整流器とを含み； 前記第１シリコン制御整流器のアノードを 前記第２シリコン制御整流器のカソードと電気的に接続
すると共に前記第１シリコン制御整流器のカソードを前
記第２シリコン制御整流器のアノードと電気的に接続す
ることにより、前記第１及び第２シリコン制御整流器が
逆並列構成に電気接続され； さらに、それぞれがゲート、ドレン、ソー ス及び前記ドレンと前記ソースを結ぶ主要導電パスを有
する第１及び第２電界効果トランジスタと； 前記第１及び第２電界効果トランジスタの 主要導電パスの直列回路を含み、前記第１及び第２シリ
コン制御整流器と電気的に並列接続された回路枝と； 前記第１シリコン制御整流器及び前記第１ 電界効果トランジスタのゲートにほとんど同時にゲート
信号を供給する手段と； 前記第２シリコン制御整流器及び前記第２ 電界効果トランジスタのゲートにほとんど同時にゲート
信号を供給する手段とから成ることを特徴とするＡＣソ
リッドステート・スイッチ。 ２、前記ゲート信号が連続ＤＣ信号であることを特徴と
する特許請求の範囲第１項に記載のＡＣスイッチ。 ３、前記第１及び第２電界効果トランジスタが金属酸化
物半導体電界効果トランジスタであることを特徴とする
特許請求の範囲第１項に記載のＡＣスイッチ。 ４、前記第１及び第２電界効果トランジスタのドレンを
電気的に互いに接続したことを特徴とする特許請求の範
囲第１項に記載のＡＣのスイッチ。 ５、前記ゲート信号供給手段が 前記第１シリコン制御整流器及び前記第１ 電界効果トランジスタのゲートに接続する第１ゲート電
源と； 前記第２シリコン制御整流器及び前記第２ 電界効果トランジスタのゲートに接続する第２ゲート電
源とから成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載のＡＣのスイ ッチ。 ６、前記ゲート信号が外部ＡＣ電圧のゼロ交差時に印加
されるパルスであることを特徴とする特許請求の範囲第
１項に記載のＡＣスイッチ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/943,093 US4736268A (en) | 1986-12-18 | 1986-12-18 | High frequency AC solid state switch |
| US943,093 | 1986-12-18 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63166315A true JPS63166315A (ja) | 1988-07-09 |
Family
ID=25479094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62320037A Pending JPS63166315A (ja) | 1986-12-18 | 1987-12-16 | Ａｃソリッドステート・スイッチ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4736268A (ja) |
| EP (1) | EP0272898A3 (ja) |
| JP (1) | JPS63166315A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006050697A (ja) * | 2004-08-02 | 2006-02-16 | Kyoto Denkiki Kk | 交流電力調整装置 |
Families Citing this family (24)
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|---|---|---|---|---|
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| GB9100283D0 (en) * | 1991-01-07 | 1991-02-20 | Raychem Ltd | Overcurrent protection device |
| US5319515A (en) * | 1990-10-12 | 1994-06-07 | Raychem Limited | Circuit protection arrangement |
| US5410193A (en) * | 1992-10-02 | 1995-04-25 | Eastman Kodak Company | Apparatus and technique for connecting a source of zero crossing AC voltage to and disconnecting it from an AC load line |
| GB2277215B (en) * | 1993-04-16 | 1997-04-23 | Marconi Gec Ltd | A power control switch |
| DE4313882C1 (de) * | 1993-04-28 | 1994-08-04 | Electromatic Ind A S | Halbleiterrelais zum Schalten einer Wechselstromlast |
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| DE102004046823B3 (de) | 2004-09-27 | 2005-12-08 | Siemens Ag | Elektronisches Schaltgerät, insbesondere Leistungsschalter, und zugehörige Betriebsweise |
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| US10411694B2 (en) | 2016-07-22 | 2019-09-10 | Abb Schweiz Ag | Solid state switch system |
| US10790819B1 (en) * | 2020-02-26 | 2020-09-29 | Abb Schweiz Ag | Power switch control |
| US11469757B2 (en) | 2020-10-16 | 2022-10-11 | Abb Schweiz Ag | Solid-state power switch |
| US11641103B2 (en) | 2020-11-06 | 2023-05-02 | Abb Schweiz Ag | Power semiconductor switch clamping circuit |
| US11955900B2 (en) | 2021-06-30 | 2024-04-09 | Abb Schweiz Ag | Soft turn-off for motor controllers |
| US12074209B2 (en) | 2021-09-08 | 2024-08-27 | Abb Schweiz Ag | Sensor-less overcurrent fault detection using high electron mobility transistors |
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-
1986
- 1986-12-18 US US06/943,093 patent/US4736268A/en not_active Expired - Fee Related
-
1987
- 1987-12-16 JP JP62320037A patent/JPS63166315A/ja active Pending
- 1987-12-18 EP EP87311221A patent/EP0272898A3/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
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| EP0272898A2 (en) | 1988-06-29 |
| US4736268A (en) | 1988-04-05 |
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