JPS6330229Y2 - - Google Patents

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JPS6330229Y2
JPS6330229Y2 JP1979175788U JP17578879U JPS6330229Y2 JP S6330229 Y2 JPS6330229 Y2 JP S6330229Y2 JP 1979175788 U JP1979175788 U JP 1979175788U JP 17578879 U JP17578879 U JP 17578879U JP S6330229 Y2 JPS6330229 Y2 JP S6330229Y2
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current
gate
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turn
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案はゲート電流によつてオンオフ動作する
ゲートターンオフ・サイリスタの消弧回路に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an extinguishing circuit for a gate turn-off thyristor that is turned on and off by a gate current.

ゲートターンオフ・サイリスタ(以下GTOと
略記する)において、電流容量50Aのものでは
100mA程度の微小なゲート電流で点弧させるこ
とができるが、ターンオフさせるには通常5A程
度の電流をゲートに逆方向に流さねばならない。
この場合、ターンオフ利得は10程度である。また
電流容量の小さい、たとえば1〜5A程度のGTO
でもターンオフ利得はせいぜい15〜20以下であ
る。
Gate turn-off thyristors (hereinafter abbreviated as GTO) have a current capacity of 50A.
It can be ignited with a minute gate current of about 100 mA, but to turn it off, a current of about 5 A must normally flow through the gate in the opposite direction.
In this case, the turn-off gain is about 10. Also, GTO with small current capacity, for example, 1 to 5 A
But the turn-off gain is at most 15-20 or less.

従来、この種GTOを動作させるためのゲート
電流Igおよび負荷電流ILの各波形は第1図aおよ
びbに示す。従つて、GTOに順方向に電圧を印
加した状態でゲートに第1図aに示すように点弧
電流IgONを流すと、GTOは導通状態に移行して第
1図bに示す負荷電流ILを流す。次に負荷電流IL
をオフするためにGTOのゲートに逆方向に第1
図aに示すように電流IgOFFを流すことにより負荷
電流ILはオフする。しかしながらこのIgOFFは利得
で決る値以上流さねばならず、このため制御回路
の容量が大きくなるという重大な欠点を有する。
Conventionally, the waveforms of the gate current Ig and load current I L for operating this type of GTO are shown in FIGS. 1a and 1b. Therefore, when a forward voltage is applied to the GTO and an ignition current I gON is applied to the gate as shown in Figure 1a, the GTO becomes conductive and the load current I as shown in Figure 1b occurs. Run L. Then the load current I L
1st in reverse direction to GTO gate to turn off
As shown in Figure a, the load current I L is turned off by flowing the current I gOFF . However, this I gOFF must flow at a value greater than the value determined by the gain, which has the serious drawback of increasing the capacity of the control circuit.

本考案はこのような欠点を除去するために、主
回路を構成するゲートターンオフ・サイリスタに
流れる電流によりコンデンサを充電し、この充電
されたコンデンサのエネルギーをスイツチング要
素により放電させて前記ゲートターンオフ・サイ
リスタを消弧するエネルギーとして利用し、これ
により特に電流容量の大きいゲートターンオフ・
サイリスタのターンオフ利得を回路上高めるよう
にしたゲートターンオフ・サイリスタの消弧回路
を提供しようとするもので、以下実施例を用いて
説明する。
In order to eliminate such drawbacks, the present invention charges a capacitor with a current flowing through the gate turn-off thyristor constituting the main circuit, and discharges the energy of the charged capacitor by a switching element to switch the gate turn-off thyristor off. is used as energy to extinguish the arc, and this enables gate turn-off and
The present invention aims to provide a gate turn-off thyristor arc extinguishing circuit that increases the turn-off gain of the thyristor, and will be described below using embodiments.

第2図は本考案によるゲートターンオフ・サイ
リスタの消弧回路の一実施例を示し、同図におい
て1は主GTOで、ここではこの主GTO1のアノ
ード電極側に主回路を構成する主GTO1に流れ
た負荷電流を検出するための変流器2が設けられ
ている。この変流器2としては通常の変流器で
も、あるいは飽和形変流器でもよく、要は主
GTO1を流れる電流にて後述のコンデンサを充
電すればよく、そのためにはこの変流器2の出力
側(二次巻線側)の一端はダイオード3を介して
小容量補助GTO4のアノード電極に接続され、
この補助GTO4のカソード電極は抵抗5を介し
て前記主GTO1のカソード電極に接続されてい
る。また6は前記変流器2の出力側(二次巻線
側)の他端とダイオード3のカソード電極との間
に接続されたコンデンサ、7はアノード電極が前
記変流器2の出力側の他端および主GTO1のゲ
ート電極に接続され、かつカソード電極が補助
GTO4のアノード電極に接続されたツエナーダ
イオードであつて、このツエナーダイオード7は
コンデンサ6の端子電圧を一定値におさえるため
のものである。また8はアノード電極がGTO4
のカソード電極と抵抗5との接続点に接続され、
かつカソード電極が前記変流器2の出力側の一端
に接続されたダイオードであつて、変流器2をリ
セツトするためのものである。なお、Gは主
GTO1のゲート端子、g,kは夫々補助GTO4
のゲート端子、カソード端子である。
Fig. 2 shows an embodiment of the gate turn-off thyristor arc extinguishing circuit according to the present invention. A current transformer 2 is provided for detecting the load current. This current transformer 2 may be a normal current transformer or a saturated current transformer;
It is sufficient to charge the capacitor described later with the current flowing through GTO1, and for that purpose, one end of the output side (secondary winding side) of current transformer 2 is connected to the anode electrode of small capacity auxiliary GTO4 via diode 3. is,
The cathode electrode of this auxiliary GTO 4 is connected to the cathode electrode of the main GTO 1 via a resistor 5. Further, 6 is a capacitor connected between the other end of the output side (secondary winding side) of the current transformer 2 and the cathode electrode of the diode 3, and 7 is a capacitor whose anode electrode is connected to the output side of the current transformer 2. Connected to the other end and the gate electrode of main GTO1, and the cathode electrode is auxiliary.
This Zener diode 7, which is connected to the anode electrode of the GTO 4, is used to suppress the terminal voltage of the capacitor 6 to a constant value. Also, in 8, the anode electrode is GTO4
connected to the connection point between the cathode electrode and the resistor 5,
Further, the cathode electrode is a diode connected to one end of the output side of the current transformer 2, and is used to reset the current transformer 2. In addition, G is the main
Gate terminals of GTO1, g and k are auxiliary GTO4 respectively
These are the gate terminal and cathode terminal.

このような構成のもとに、主GTO1のゲート
Gに点弧電流を流して主GTO1をオンにし、負
荷電流を流すと、変流器2には巻数比で決まる電
流がダイオード3およびコンデンサ6を介して流
れ、コンデンサ6は充電される。そして主GTO
1に所定期間負荷電流が流れるとコンデンサ6は
図示の極性で電荷が充電され、この状態で補助
GTO4のゲート端子gとカソード端子kにゲー
ト端子g側を正とした点弧指令パルスを与える
と、補助GTO4は導通状態に移行する。このた
めコンデンサ6は放電し、電流がコンデンサ6→
補助GTO4→抵抗5→主GTO1のカソード電極
→主GTO1のゲート電極→コンデンサ6のルー
プに流れ、主GTO1はオフ状態に移行する。そ
して抵抗5によりダイオード8を介して変流器2
にリセツト電流が流れ、変流器2は主GTO1が
再び点弧した場合の前述したと同様のコンデンサ
6の充放電サイクルに備える。一方GTO4は主
GTO1がオフするに必要な時間すなわちターン
オフ時間の後、補助GTO4のゲート端子・カソ
ード端子gk間にカソード端子k側を正とする消
弧パルスを流すことによつて、補助GTO4はオ
フ状態に戻る。
Based on this configuration, when an ignition current is applied to the gate G of the main GTO 1 to turn on the main GTO 1 and a load current is applied, a current determined by the turns ratio flows through the current transformer 2 to the diode 3 and the capacitor 6. , and the capacitor 6 is charged. And the main GTO
When load current flows through capacitor 1 for a predetermined period of time, capacitor 6 is charged with the polarity shown, and in this state it is auxiliary.
When a firing command pulse is applied to the gate terminal g and cathode terminal k of the GTO 4 with the gate terminal g side being positive, the auxiliary GTO 4 shifts to a conductive state. Therefore, capacitor 6 is discharged, and the current flows from capacitor 6 to
It flows through the loop of auxiliary GTO 4 → resistor 5 → cathode electrode of main GTO 1 → gate electrode of main GTO 1 → capacitor 6, and main GTO 1 shifts to the off state. The resistor 5 connects the current transformer 2 via the diode 8.
A reset current flows through the current transformer 2 in preparation for a charge/discharge cycle of the capacitor 6 similar to that described above in the event that the main GTO 1 fires again. On the other hand, GTO4 is mainly
After the time required for GTO1 to turn off, that is, the turn-off time, the auxiliary GTO4 returns to the off state by passing an extinguishing pulse with the cathode terminal k side being positive between the gate terminal and cathode terminal gk of the auxiliary GTO4. .

ここで、たとえば主GTO1が50Aの容量でタ
ーンオフ利得が10とした場合、従来回路では主
GTO1のゲートに5A以上の逆電流を流す電源を
必要としたが、本実施例回路では補助GTO4を
用いることにより前述した動作により主GTO1
をオフにすることができる。この場合、たとえば
電流容量5AのGTO4を用いると、このGTO4の
点弧電流はせいぜい100mA程度であり、従つて
100mAの点弧指令パルスをGTO4に与えること
により主GTO1をオフとすることができる。ま
た、ここで補助GTO4の利得は20程度であるた
め、このGTO4を250mAでオフさせることがで
きる。また主GTO1の点弧指令パルスも大体数
100mAでよい。
For example, if main GTO1 has a capacity of 50A and a turn-off gain of 10, the conventional circuit
Although a power source was required to flow a reverse current of 5A or more to the gate of GTO1, in this example circuit, the main GTO1
can be turned off. In this case, for example, if a GTO4 with a current capacity of 5A is used, the ignition current of this GTO4 is about 100mA at most, so
The main GTO 1 can be turned off by applying a 100 mA firing command pulse to the GTO 4. Furthermore, since the gain of the auxiliary GTO 4 is about 20, this GTO 4 can be turned off at 250 mA. Also, the number of firing command pulses for main GTO1 is approximately
100mA is sufficient.

このようにすることにより、主GTO1を消弧
させるための電源が不要であり、また外部回路的
にターンオフ利得を10〜100倍以上高めることが
できる。また変流器2を用いたことにより主
GTO1がオンした時のスイツチング損失の抑制
と主GTO1がオフした時の変流器2のリセツト
による過電圧(具体的にはdV/dt)抑制を行な
うことができる。
By doing so, a power source for extinguishing the main GTO 1 is not required, and the turn-off gain can be increased by 10 to 100 times or more using an external circuit. In addition, by using current transformer 2, the main
Switching loss can be suppressed when the GTO 1 is turned on, and overvoltage (specifically, dV/dt) can be suppressed by resetting the current transformer 2 when the main GTO 1 is turned off.

なお本実施例においては、ゲートターンオフ・
サイリスタの消弧回路に補助GTO4を用いたけ
れども、本考案はこれに限定されることなく、補
助GTO4を用いる代りにトランジスタやサイリ
スタなどのスイツチング要素を用いてもよいこと
はもちろんである。
Note that in this example, the gate turn-off
Although the auxiliary GTO 4 is used in the thyristor arc extinguishing circuit, the present invention is not limited thereto, and it goes without saying that a switching element such as a transistor or a thyristor may be used instead of using the auxiliary GTO 4.

また本実施例においては、変流器2を主GTO
1のアノード電極側に接続したけれども、本考案
はこれに限定されることなく、たとえば主GTO
1のカソード電極側など、要は主GTO1に流れ
る負荷電流が検出される位置に接続すればよいこ
とはもちろんである。
In addition, in this embodiment, the current transformer 2 is used as the main GTO
Although the present invention is not limited to this, for example, the main GTO
Of course, it is only necessary to connect it to a position such as the cathode electrode side of the main GTO 1, where the load current flowing to the main GTO 1 is detected.

また本実施例においては、変流器2のリセツト
用ダイオード8を用いたけれども、変流器2を構
成する材質によつては変流器2のリセツトを必要
とせず、従つてダイオード8の回路は不要の場合
もある。また単に電流制限用抵抗5が不必要にな
ることもある。更に図示省略してあるが、主
GTO1のアノード、カソード間には通常のサイ
リスタ等に用いられているCRスナバー回路が接
続されていることは勿論である。
Further, in this embodiment, although the diode 8 for resetting the current transformer 2 is used, depending on the material that constitutes the current transformer 2, it may not be necessary to reset the current transformer 2. may not be necessary. Further, the current limiting resistor 5 may simply become unnecessary. Furthermore, although not shown, the main
Of course, a CR snubber circuit, which is used in ordinary thyristors, is connected between the anode and cathode of GTO1.

上述したように本考案によるゲートターンオ
フ・サイリスタの消弧回路を用いれば、主回路を
構成するゲートターンオフ・サイリスタを消弧さ
せるための電源を必要とせず、特に電流容量の大
きい前記ゲートターンオフ・サイリスタのターン
オフ利得を回路上たとえば外部回路的に10〜100
倍以上に高めることができる。また本考案によれ
ば変流器を用いたことによりゲートターンオフ・
サイリスタがオンした時のスイツチング損失の抑
制とゲートターンオフ・サイリスタがオフした時
の変流器のリセツトによる過電圧(具体的には
dV/dt)抑制を行なうことができる。更にコン
デンサに蓄えられる電荷は主回路電流即ちゲート
ターンオフサイリスタのアノード・カソード間に
流れる電流に比例した大きさとなるから、主回路
電流が大きいときには大きな逆電流をゲートに流
してターンオフさせ、主回路電流が小さいときに
は小さな逆電流をゲートに流してターンオフさせ
ている。即ち、ゲイン(主回路電流/逆電流)を
一定にして動作させている。ここに逆電流の大き
さを常に一定にしてターンオフさせる場合には、
逆電流を過電流レベルを見込んだ値に設定しなけ
ればならず、このため低い負荷電流レベルでも高
い逆電圧でターンオフさせるから、余分な逆電圧
に対応するエネルギーがゲートターンオフサイリ
スタのカソード接合でロスしてしまい、効率が悪
いのみならず、ゲートターンオフサイリスタを劣
化させる要因ともなる。これに対し本考案のよう
に逆電流を主回路電流に対応した大きさとすれ
ば、効率が良い上、劣化を抑えることができる。
As described above, if the gate turn-off thyristor arc extinguishing circuit according to the present invention is used, there is no need for a power source to arc extinguish the gate turn-off thyristor constituting the main circuit, and the gate turn-off thyristor, which has a particularly large current capacity, can be used. For example, the turn-off gain of 10 to 100 can be set in the external circuit.
It can be more than doubled. In addition, according to the present invention, by using a current transformer, gate turn-off and
Suppression of switching loss when the thyristor is turned on, gate turn-off, and overvoltage caused by current transformer reset when the thyristor is turned off (specifically,
dV/dt) suppression can be performed. Furthermore, the charge stored in the capacitor is proportional to the main circuit current, that is, the current flowing between the anode and cathode of the gate turn-off thyristor, so when the main circuit current is large, a large reverse current is passed through the gate to turn it off, reducing the main circuit current. When is small, a small reverse current flows through the gate to turn it off. That is, it is operated with the gain (main circuit current/reverse current) constant. If you want to turn off the reverse current by keeping it constant,
The reverse current must be set to a value that takes into account the overcurrent level, so even low load current levels are turned off at a high reverse voltage, so energy corresponding to the extra reverse voltage is lost at the cathode junction of the gate turn-off thyristor. This not only causes poor efficiency but also causes deterioration of the gate turn-off thyristor. On the other hand, if the reverse current is made to have a magnitude corresponding to the main circuit current as in the present invention, efficiency is high and deterioration can be suppressed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図aおよびbは夫々従来のゲートターンオ
フ・サイリスタの動作を説明するためのゲート電
流および負荷電流の波形図、第2図は本考案によ
るゲートターンオフ・サイリスタの消弧回路の一
実施例を示す回路であつて、図中1は主GTO、
2は変流器、4は補助GTO、6はコンデンサを
示す。
Figures 1a and b are waveform diagrams of gate current and load current, respectively, to explain the operation of a conventional gate turn-off thyristor, and Figure 2 shows an embodiment of the gate turn-off thyristor arc extinguishing circuit according to the present invention. In the circuit shown in the figure, 1 is the main GTO,
2 is a current transformer, 4 is an auxiliary GTO, and 6 is a capacitor.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 主回路を構成するゲートターンオフ・サイリス
タに流れる電流を検出する変流器の一方の出力端
子にアノードが該出力端子側となるようにダイオ
ードを接続し、該ダイオードのカソードと前記変
流器の他方の端子間コンデンサを接続し、かつ該
コンデンサと前記ダイオードのカソードとの接続
点と前記ゲートターンオフ・サイリスタのカソー
ド間にスイツチング素子を接続するとともに、前
記ゲートターンオフ・サイリスタのゲートを前記
変流器の他方の出力端子とコンデンサとの接続点
に接続して構成したことを特徴とするゲートター
ンオフ・サイリスタの消弧回路。
A diode is connected to one output terminal of a current transformer that detects the current flowing through the gate turn-off thyristor that constitutes the main circuit, with the anode facing the output terminal, and the cathode of the diode and the other of the current transformer are connected. A switching element is connected between the connection point between the capacitor and the cathode of the diode and the cathode of the gate turn-off thyristor, and the gate of the gate turn-off thyristor is connected between the terminals of the current transformer. An arc extinguishing circuit for a gate turn-off thyristor, characterized in that it is connected to a connection point between the other output terminal and a capacitor.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS424909Y1 (en) * 1964-06-03 1967-03-14

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS424909Y1 (en) * 1964-06-03 1967-03-14

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