JPS6399761A - 双方向サイリスタスイツチ回路 - 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、双方向サイリスタスイッチ回路に関し、特に
サイリスタを用いた双方向スイッチのオフ制御回路に関
するものである。

〔従来の技術〕

サイリスタ　（Ｔ　ｙｒｉｓｔ、ｏｒ）は、サイラトロ
ンのトランジスタに対応するもので、トリガ条件が簡単
で、かつスイッチ時間がマイクロセコンド程度の高速動
作が可能である。サイリスタスイッチを逆方向に２個並
列接続して、双方向スイッチとして用いたものが知られ
ている。

従来、この種の双方向スイッチのオフ制御回路は、第２
図に示すような構成である。第２図において、Ｌａ、ｌ
ｂはサイリスタ、３ａ、３ｂはトランス、１０ａ、１０
ｂ、２０は接点端子、３０゜４０はオフ制御信号入力端
子、２ａ、２ｂはＮＰＮ形オフ制御用トランジスタであ
る。Ａ、Ｋ。

Ｇｐ＋ＧｎはサイリスタＬａ、Ｌｂの端子の名称であっ
て、Ａはアノード、Ｋはカソード、Ｇｐはｐゲート、Ｇ
ｎはｎゲートである。なお、第２図（、）はサイリスタ
内部の等価回路図であり、第２図（ｂ）は一般的記法を
用いて表わされた回路図である。

次に、従来の双方向サイリスタスイッチのオフ制御動作
を説明する。サイリスタがオンしている状態において、
電流が流れている側のサイリスタ（ここでは、第２図（
、）のサイリスタ１ａとする）では、接点端子１０ａに
流入した電流が１ａ内のＰＮＰ）−ランジスタのベース
とコレクタに分流し。

ＰＮＰトランジスタのコレクタ電流がＮＰＮトランジス
タのベース電流となって８力端子２０に流出する。また
、ＮＰＮトランジスタはベースに電流が流れるため、コ
レクタからエミッタつまり接点端子ｔａｂに向けた電流
を流す。このＮＰＮトランジスタのコレクタ電流は、上
記の分流されたＰＮＰトランジスタのベース電流であっ
て、ＰＮＰトランジスタのコレクタ電流を流すように作
用する。すなわち、ＰＮＰトランジスタのコレクタ電流
→ＮＰＮ）−ランジスタのベース電流→Ｎ　Ｐ　Ｎトラ
ンジスタのコレクタ電流→ＰＮＰトランジスタのベース
電流→ＰＮＰ！−ランジスタのコレクタ電流、の経路で
正帰還がかかり、サイリスタ１ａはオン状態を維持する
。

このサイリスタをオフするには、この正帰還の経路を遮
断することが必要である。このため、オフ制御用トラン
ジスタ２ａのコレクタをサイリスタ１ａのＰゲートＧｐ
、つまりサイリスタｌａ内のＮＰＮトランジスタのベー
スに、オフ制御用トランジスタ２ａのエミッタをサイリ
スタ１ａのカソード、つまりＮＰＮトランジスタのエミ
ッタに接続し、トランジスタ２ａのベース・エミッタ間
に電流を流すことにより、サイリスタ１ａのＰゲートＧ
Ｐ・カソードに間、つまりＮＰＮトランジスタのベース
・エミッタ間を短絡して、上記８還経路を遮断し、サイ
リスタ１ａのオフ動作を行っている。第２図の場合、オ
フ制御用トランジスタ２ａおよび２ｂを駆動するため、
トランス３ａ。

３ｂを介して駆動信号を供給しており、トランスの２次
巻線の８１端子が８２端子に対して正電位となった時点
で駆動される。

従って、双方向サイリスタスイッチの場合には、接点端
子２０と１０ｂ間のサイリスタ１ｂについても、全く同
じようにしてオフ制御動作を行っているため、オフ制御
用トランジスタ２ｂを駆動するためのトランス３ｂが必
要となり、全体では２個必要である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように、従来、１つの双方向サイリスタスイッチの
オフ機能を実現するためには、２個のトランス（駆動信
号を供給するためのトランス）が必要である。その結果
、サイリスタスイッチは高価となり、小型化も困難であ
る。

本発明の目的は、このような従来の問題を解決し、オフ
制御用の回路を削減できる双方向サイリスタスイッチ回
路を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明の双方向サイリスタス
イッチ回路は、第１のサイリスタのＰゲート側とカソー
ド側間に第１のオフ制御用トランジスタのコレクタおよ
びエミッタを接続し、第２のサイリスタのｎゲート側と
７ノ一ド側間に第２のオフ制御用トランジスタのコレク
タおよびエミッタを接続することに特徴がある。

〔作　　用〕

本発明の双方向サイリスタスイッチ回路は、第１のサイ
リスタのＰゲートと、第２のサイリスタのｎゲートに、
それぞれオフ制御用トランジスタを付加して、両オフ制
御用トランジスタのベース間を共通のトランスから駆動
することにより、１個のトランスによりオフ制御動作を
行う。この結果、従来のオフ制御回路に比べてその構成
を簡略化することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を、図面により詳細に説明する。

第１図は、本発明の第１の実施例を示す双方向サイリス
タスイッチ回路の構成図および等価回路図である。第１
図における２ａ、２ｂ’は、それぞれＮＰＮ形とＰＮＰ
形のオフ制御用トランジスタであり、その他の記号は第
２図のものと同じである。なお、第１図（ａ）は等価回
路図、第１図（ｂ）は一般的記法による回路図である。

第１図（、）において、第１のサイリスタ１ａにはＮＰ
Ｎ形のオフ制御用トランジスタ２ａを、従来の構成と同
じように接続する。また、第２のサイリスタｌｂにはＰ
ＮＰ形のオフ制御用トランジスタ２ｂ’　のコレクタを
、ｎゲートＧｉｌ、つまりサイリスタｌｂ内のＰＮＰト
ランジスタのベースに、オフ制御用トランジスタ２ｂ’
のエミッタをサイリスタ１ｂのアノード、つまりＰＮＰ
　トランジスタのエミッタに接続する。両オフ制御用ト
ランジスタ２ａ、２ｂ’の駆動は、両トランジスタ２ａ
、２ｂ’のベース間に対して行われる。すなわち、２ｂ
’　のベース→２）１′のエミッタ→２ａのエミッタ→
２ａのベースの経路で駆動される。

第１図（ａ）では、ｓ１端子が５２端子に対して正とな
った場合、上記オフ制御電流が流れる。この電流により
、両オフ制御用トランジスタ２ａ。

２ｂ’は共にオンし、サイリスタｌａは従来と同じ動作
によりオフされ、他のサイリスタｌｂはＰＮＰトランジ
スタがオフされるため、正帰還ループが遮断されてオフ
する。

この結果、単一のオフ制御回路（つまり、トランス３）
により、双方向サイリスタスイッチを構成する２つのサ
イリスタをオフ制御することができるので、オフ制御回
路の簡略化が実現できる。

第３図は、本発明の第２の実施例を示す双方向サイリス
タスイッチ回路の構成図と等価回路図であって、オフ制
御回路とオン駆動回路を組合わせたものである。３はオ
フ駆動用トランス、４はオン駆動用トランスである。

サイリスタｌａ、ｌｂの開成（オン）動作は、オン駆動
用トランス４の８１端子→サイリスタ１ａのＰゲートＧ
ｐ→カソードに→サイリスタ１ｂのアノード→ｎゲート
Ｇｎ→オン駆動用トランス２次巻線の５２端子の経路に
電流が流れることにより行われる。また、オフ動作は、
オフ制御用トランス３からの駆動により、第１の実施例
と同じ経路で行われる。

第３図の構成においては、オン・オフ制御ともに、各々
単一の回路で構成することができる。その結果として、
サイリスタを用いて開成、開放が可能な双方向スイッチ
を、簡易な回路で構成できる。

第４図は１本発明の第３の実施例を示す双方向サイリス
タスイッチ回路の構成図であって、（ａ）はコンデンサ
結合の例を示し、（ｂ）は電流結合の例を示す。５，６
はコンデンサ、７はダイオード、８．９は電流源（矢印
は電流の方向）であり、その他の記号は第１．第２の実
施例で示したものと同じものを示す。

第４図（、）では、コンデンサの容量を、スイッチが取
扱う信号に対して無視できる程度、例えば数〜１０数ｐ
Ｆ程度に選定し、駆動信号の周波数をコンデンサのイン
ピーダンスが十分低くなるように、例えば数ＭＨｚに選
定すれば、実質的にスイッチを駆動回路との絶縁状態に
維持したまま、オフ制御を行うことができる。なお、ダ
イオード７は、コンデンサ５，６のチャージが一方向に
行わることを防止するため、必要に応じて挿入される。

また、抵抗でも代用できる。

第４図（ｂ）では、定電流でオフ駆動しており、交流信
号に対して実質的に絶縁状態を実現できる。

これらの実施例からも明らかなように、本発明は駆動回
路の構成によらずに、適用可能である。

第５図は、本発明の第４の実施例を示す双方向サイリス
タスイッチ回路の構成図と等価回路図であって、オフ制
御用トランジスタの極性を入れ替えたものである。すな
わち、第１図、第３図、第４図では、オフ制御用トラン
ジスタとして、第１のサイリスタ１ａにはＮＰＮ型を、
第２のサイリスタ１ｂにはＰＮＰ型を用いていたが、本
実施例では、第１のサイリスタｌａにＰＮＰ型を、第２
のサイリスタ１ｂにＮＰＮ型を用いる。

本実施例におけるオフ制御動作は１次のようにして行わ
れる。オフ制御電流は、トランス５の２次巻線のｓ２→
オフ制御用トランジスタ２ｂのベース→エミッタ→サイ
リスタＩｂのＧ１１→アノード→サイリスタ１ａのカソ
ードに→ＧＰ→オフ制御用トランジスタ２ａ’のエミッ
タ→ベース→トランス５の２次巻線のｓｌの経路で流れ
る。

従って、ｓ２端子が５１端子に対して正となった場合、
オフ制御用トランジスタ２ａ’、２ｂがオンし、サイリ
スタ１ａのＧ　ｐ−に間、およびすイリスタ１ｈのＧｌ
ｌ・Ａ間が短絡されて、両サイリスタＩａ、ｌｂはオフ
する。なお、サイリスタがオフしている場合には、当該
サイリスタには電流が流れず、オフ制御用トランジスタ
２ａ’、２ｂのコレクタ・ベース間を介して、オフ制御
電流が流れる。

このように、オフ制御用トランジスタの極性によらず、
本発明を適用することが可能である。

本発明は、遮断が必要なサイリスタスイッチ、あるいは
直流が流れろ部分に使用されるサイリスタスイッチに好
適であり、例えば、多数のスイッチを使用するディジタ
ル交換機の加入者回路における試験アクセススイッチや
、リンギング送出スイッチ等に使用することができる。

また、実施例で示したコンデンサは、小容址で実現でき
るので、スイッチ素子と合わせて同一集積回路内に搭載
することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、サイリスタを用
いた双方向スイッチのオフ制御を、単一の回路で実現す
ることができるので、回路を簡略化することが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す双方向サイリスタ
スイッチ回路の構成図と等価回路図、第２図は従来の双
方向サイリスタスイッチ回路の構成図と等価回路図、第
３図は本発明の第２の実施例を示すオン駆動回路を組み
合わせた双方向サイリスタスイッチ回路の構成図と等価
回路図、第４図は本発明の第３の実施例を示す双方向サ
イリスタスイッチ回路の構成図、第５図は本発明の第４
の実施例を示すもので、オフ制御用１−ランジスタの極
性を入れ替えた双方向サイリスタスイッチ回路の構成図
と等価回路図である。 ｌａ、ｉｂ：サイリスタ、２　ａ　、２　ｂ　Ｈ２ａ　
’　。 ２ｂ′　：オフ制御用トランジスタ、３，３ａ、３ｈ：
オフ駆動用トランス、４：オン駆動用トランス、１０ａ
、１０ｂ、２０：接点端子、３０．４０：オフ制御入力
信号端子、５，６：コンデンサ、７：ダイオード、８，
９：電流源、Ａニアノード、Ｋ：カソード、ＧＰ：Ｐゲ
ート、Ｇｎ：　ｎゲート。 第　　　１　　図 第　　２　　図 第　　　３ （ａ） 第　　　４ （ａ） １０ａ　　ｌＱｂ 図 （ｂ） １０ａ　　　　　　ｌ□ｂ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１のサイリスタのカソード側と第２のサイリス
   タのアノード側を接続してスイッチの一端とし、第１の
   サイリスタのアノード側および第２のサイリスタのカソ
   ード側を独立に、または接続してスイッチの他端とした
   双方向サイリスタスイッチ回路において、第１のサイリ
   スタのｐゲート側とカソード側間に第１のオフ制御用ト
   ランジスタのコレクタおよびエミッタを接続し、第２の
   サイリスタのｎゲート側とアノード側間に第２のオフ制
   御用トランジスタのコレクタおよびエミッタを接続する
   ことを特徴とする双方向サイリスタスイッチ回路。