KR940002276Y1 - Generated control circuit of gto thyristor - Google Patents
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Abstract
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Description
제 1 도는 본 고안에 따른 GTO 다이리스터의 구동제어 회로도이다.1 is a drive control circuit diagram of a GTO thyristor according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
100 : 구동펄스출력회로 200 : 구동전원공급회로100: drive pulse output circuit 200: drive power supply circuit
300 : 피크치 구동전원공급회로 400 : 구동제어회로300: peak drive power supply circuit 400: drive control circuit
110 : 펄스출력부 210 : 바이어스제어부110: pulse output unit 210: bias control unit
310 : 스위칭부 Q1~Q7 : 트랜지스터310: switching unit Q1 to Q7: transistor
FET1~FET4 : 전계효과트랜지스터 Th1 : 서이미스터FET1 ~ FET4: Field effect transistor Th1: Thermistor
GTO : TGO 다이리스터 UR1 : 가변저항GTO: TGO thyristor UR1: Variable resistor
본 고안은 GTO(Gate Trun Off) 다이리스터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 GTO 다이리스터의 구동을 용이하게 제어할 수 있는 GTO 다이리스터의 구동제어회로에 관한 것이다.The present invention relates to a GTO (Gate Trun Off) thyristor, and more particularly, to a drive control circuit of a GTO thyristor capable of easily controlling the driving of the GTO thyristor.
다이리스터는 게이트의 전극을 가진 PNPN 구조의 고내압, 대전류 소자로서 일반 산업용 및 철도차량의 대전력 변환장치에 급속한 속도로 그 응용이 확대되고 있다.Dyistors are PNPN structured high voltage, high current devices with gate electrodes, and their applications are rapidly expanding in large power converters for general industrial and railway vehicles.
일반적인 다이리스터의 특징은 게이트 전극으로 부터 게이트 전류를 흘림으로서 도통시킬수 있으며 도통상태의 다이리스터를 저지상태(오프)를 되돌려 보내기 위해서는 순전류를 유지전류 이하로 감소시키던지 부하전류보다 큰 피크(PEAK) 전류를 애노드와 캐소드(ANODE COTHODE)간에 역으로 흘려야 한다. 이점을 개량하여 게이트에 역전류를 인가함으로서 턴오프가 가능하게 한 것이 GTO 다이리스터이다.The characteristics of a general thyristor can be conducted by flowing a gate current from the gate electrode, and the forward current can be reduced to below the holding current or a peak larger than the load current in order to return the conducting die lister to the off state (off). The current must flow in reverse between the anode and the cathode (ANODE COTHODE). The GTO thyristor has been improved to enable the turn-off by applying a reverse current to the gate.
즉, GTO 다이리스터는 게이트에 구동전류를 인가하는 제 1 전원 공급부와, 게이트에 역전류를 인가하는 제 2 전원 공급부를 턴 온, 오프가 제어되는 것이다.That is, the GTO thyristor is controlled to turn on and off the first power supply for applying a driving current to the gate and the second power supply for applying a reverse current to the gate.
그러나, GTO 다이리스터가 온 또는 오프상태로 되기 위해서는 온 또는 오프상태를 유지하기 위한 전류이상의 피크전류를 필요하게 되므로, 종래의 GTO 다이리스터를 구동하는 제 1, 제 2 전원 공급부는 GTO의 턴온시에는, 피크전류 및 그 뒤를 따라 흐르는 전류 모두를 하나의 제어로 하여 그 스위칭 소자가 대용량화되며, 피구동 GTO의 정격에 따른 전류의 크기를 조절할 수 없는 단점이 있으며, 턴 오프시에는 바이폴라 트랜지스터를 사용하여 턴 오프 시간이 길어지며, 또한 오프시 매우 큰 피크전류를 흘릴 수 있는 대용량의 소자가 필요하였다.However, in order for the GTO thyristor to be turned on or off, a peak current equal to or greater than a current for maintaining the on or off state is required. Therefore, the first and second power supply units for driving the conventional GTO thyristor are turned on when the GTO is turned on. In this case, the peak current and the current flowing along it are all controlled by one control, so that the switching device becomes large in capacity, and the magnitude of the current according to the rating of the driven GTO cannot be adjusted, and a bipolar transistor is used during turn-off. Therefore, the turn-off time is long, and a large capacity device capable of flowing a very large peak current at the time of turning off is required.
본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 고안의 목적은 GTO 다이리스터의 턴은 구동시 GTO 다이리스터가 구동하기 위한 초기의 피크전류를 소정시간만 제공하고, 소정시간 후에는 GTO 다이리스터의 구동전류만을 제공하게 하여 전력소모를 방지할 수 있게 하고, 제어를 따로하여 동작온도 및 피구동 GTO에 따른 필요 전류를 쉽게 제어하는 구동회로를 제공하는데 있다.The present invention is to solve this problem, the object of the present invention is to provide the initial peak current for driving the GTO thyristor only a predetermined time when the turn of the GTO thyristor, and after a predetermined time It is to provide a drive circuit that can provide only the drive current to prevent power consumption, and to separately control the required current according to the operating temperature and the driven GTO separately from the control.
본 고안의 다른 목적은 GTO 다이리스터의 구동을 정지(턴 오프)시키기 위하여 다수의 전계효과 트랜지스터(Field Effect Trasistor) : 이하 FET라 함)를 병렬로 연결하여 GTO 다이리스터의 게이트에 역전류를 인가하게 함으로서 구동제어회로를 소형화시킬 수 있고, 바이폴라 트랜지스터에 비해 턴 오프시간을 줄일 수 있어 신뢰성있는 GTO 구동회로를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to apply a reverse current to the gate of the GTO thyristor by connecting a plurality of field effect transistors (hereinafter referred to as FET) in parallel to stop (turn off) the operation of the GTO thyristor. In this way, the driving control circuit can be miniaturized, and the turn-off time can be reduced compared to the bipolar transistor, thereby providing a reliable GTO driving circuit.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징은, 다이리스터 구동펄스를 출력하는 구동펄스 출력회로와 상기 구동펄스 출력회로 및 GTO 다이리스터 게이트에 연결되어 상기 구동펄스 출력회로의 출력펄스에 따라 GTO 다이리스터의 게이트에 구동전류를 인가하는 턴온 구동전원 공급회로와 상기 구동펄스 출력회로의 출력펄스에 인가하는 턴온 구동전원 공급회로와 상기 구동펄스 출력회로의 출력펄스에 따라 구동하여 피크치 구동전류를 상기 게이트에 인가하는 턴온 피크치 구동전원 공급회로로 구성되는 GTO 다이리스터의 구동제어 회로에 있다.A feature of the present invention for achieving this object is a GTO thyristors in accordance with the output pulses of the drive pulse output circuit and the drive pulse output circuit for outputting the drive pulse output circuit and the drive pulse output circuit and the GTO thyristor gate A turn-on driving power supply circuit for applying a driving current to a gate of the driving circuit and a turn-on driving power supply circuit for applying an output pulse of the driving pulse output circuit and the output pulses of the driving pulse output circuit to drive a peak value driving current to the gate. And a drive control circuit of a GTO thyristor composed of an applied turn-on peak value drive power supply circuit.
본 고안의 다른 특징은 다수의 전계효과 트랜지스터 GTO의 턴 오프회로에 사용한 GTO의 구동회로에 있다.Another feature of the present invention lies in the driving circuit of the GTO used in the turn-off circuit of the plurality of field effect transistors GTO.
이하 본 고안의 실시예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제 1 도는 본 고안에 따른 GTO 다이리스터의 구동제어 회로도로서, 구동펄스 출력회로(100), 턴온 구동전원 공급부(200), 턴온 피크치 구동전원 공급회로(300) 및 턴 오프 및 구동제어회로(400)로 구성된다.1 is a drive control circuit diagram of the GTO thyristor according to the present invention, the drive pulse output circuit 100, the turn-on drive power supply 200, the turn-on peak drive power supply circuit 300 and the turn-off and drive control circuit 400 It is composed of
이를 더욱 구체적으로 설명하면 상기 구동펄스 출력회로(100)는 상기 GTO 다이리스터를 구동시키기 위한 펄스를 출력하기 위한 것으로서, 외부 제어신호에 따라 소정의 펄스를 출력하는 펄스출력부(110)를 스위칭용 트랜지스터(Q1)에 연결하여 구성한다. 그리고 상기 턴 온 구동저누언 공급회로(200)는 트랜지스터(Q1)의 구동에 따라 동작하여 GTO 다이리스터에 구동전원을 인가하기 위한 것으로서 전원 B+에 바이어스 제어부(210)인 가변저항(VR1)을 연결한다.More specifically, the driving pulse output circuit 100 is for outputting a pulse for driving the GTO thyristor, and for switching a pulse output unit 110 for outputting a predetermined pulse according to an external control signal. It is configured by connecting to the transistor Q1. The turn-on low-low supply circuit 200 operates according to the driving of the transistor Q1 to apply driving power to the GTO thyristor, and connects the variable resistor VR1, which is the bias control unit 210, to the power supply B +. do.
그리고, 턴온 구동전원 공급회로(200)는 상기 가변저항(VR1)을 트랜지스터(Q1)에 연결하며, 스위칭부(220)가 상기 가변저항(VR1)에 연결하도록 하며, 저항(R1)에 서미스터(THERMISTOR)(TH1)를 연결한다.The turn-on driving power supply circuit 200 connects the variable resistor VR1 to the transistor Q1, connects the switching unit 220 to the variable resistor VR1, and connects a thermistor to the resistor R1. THERMISTOR) (TH1).
이때, 상기 스위칭부(220)는, 가변저항(VR1)에 PNP형 스위칭용 트랜지스터(Q2)를 연결하고, 트랜지스터(Q2)의 콜렉터에 PNP형 스위칭용 트랜지스터(Q3)를 연결하여 상기 트랜지스터(Q3)의 에미터 NON형 스위칭용 트랜지스터(Q4)를 연결하여 이루어진다.In this case, the switching unit 220 connects the PNP type switching transistor Q2 to the variable resistor VR1, and connects the PNP type switching transistor Q3 to the collector of the transistor Q2. Is made by connecting the emitter NON-type switching transistor Q4.
상기 턴 온 피크치 구동전원 공급회로(300)는 상기 구동펄스 출력회로(100)의 출력에 따라 구동하여 피크치 구동전원을 상기 게이트에 인가하기 위한 것으로서, 트랜지스터(Q1)에 충반전용 캐패시터(C1)를 연결하고, 캐패시터(C1)을 스위칭부(310)에 연결하여 이루어진다.The turn-on peak driving power supply circuit 300 is driven according to the output of the driving pulse output circuit 100 to apply the peak driving power to the gate, and applies the charging capacitor C1 to the transistor Q1. The connection is made by connecting the capacitor C1 to the switching unit 310.
이때, 스위칭부(310)는 캐패시터(C1)에 PNP형 스위칭용 트랜지스터(Q5)에 NPN형 스위칭용 트랜지스터(Q6)(Q7)를 연결하여 이루어진다. 트랜지스터(Q6)(Q7)에 에미터는 GTO 다이리스터(GTO)의 게이트에 연결된다.At this time, the switching unit 310 is formed by connecting the NPN type switching transistor Q6 and Q7 to the PNP type switching transistor Q5 to the capacitor C1. The emitters on transistors Q6 and Q7 are connected to the gates of the GTO thyristors GTO.
그리고, 턴 오프 구동제어회로(400)는 상기 GTO 다이리스터(GTO)의 오프상태를 제어하기 위한 것으로서, 펄스 출력부(110)의 출력단이 인버터(INT1)를 통하여 FET(FET1~FET4)에 연결하고 FET들을 GTO 다이리스터(GTO)의 게이트에 연결하여, FET가 구동하면 GTO 다이리스터(GTO)의 게이트 전위가 하강하도록 이루어진다.The turn-off driving control circuit 400 is for controlling the off state of the GTO thyristor GTO, and an output terminal of the pulse output unit 110 is connected to the FETs FET1 to FET4 through the inverter INT 1 . By connecting the FETs to the gate of the GTO thyristor GTO, the gate potential of the GTO thyristor GTO drops when the FET is driven.
이와같이 이루어진 본 고안에 따른 GTO 다이리스터 구동제어회로는 사용자가 GTO 다이리스터(GTO)가 턴온상태가 되고자 할때에 펄스출력부(110)를 제어하여 하이레벨의 전압파형이 출력되도록 한다.The GTO thyristor drive control circuit according to the present invention made as described above allows the user to control the pulse output unit 110 when the GTO thyristor (GTO) is to be turned on to output a high level voltage waveform.
이때, 스위칭용 트랜지스터(Q1)는 펄스출력부(110)의 하이레벨 전압에 의하여 온상태가 되므로 콜렉터 전위가 로우레벨로 된다. 트랜지스터(Q1)가 온됨에 따라서 스위칭용 트랜지스터(Q2)의 베이스측 전위가 로우 상태가 되어 턴온되므로, 스위치용 트랜지스터(Q3)(Q4) 역시 턴온되어 GTO 다이리스터(GTO)의 게이트측에 소정의 전류가 흐른다. 이때, 캐패시터(C1)는 충전을 개시하여 트랜지스터(Q5)의 베이스 전위가 로우상태가 되어 트랜지스터(Q5)는 온된다. 트랜지스터(Q5)가 온상태가 되면, 트랜지스터(Q6)(Q7)의 베이스측 전위가 상승하여 트랜지스터(Q6)(Q7) 역시 온되어 GTO 다이리스터(GTO)의 게이트에 소정의 전류가 흐른다.At this time, since the switching transistor Q1 is turned on by the high level voltage of the pulse output unit 110, the collector potential becomes low level. As the transistor Q1 is turned on, the base-side potential of the switching transistor Q2 is turned low and turned on, so that the switching transistors Q3 and Q4 are also turned on so as to be predetermined on the gate side of the GTO thyristor GTO. Current flows At this time, the capacitor C1 starts charging, and the transistor Q5 is turned on because the base potential of the transistor Q5 is turned low. When the transistor Q5 is turned on, the base-side potential of the transistors Q6 and Q7 rises, and the transistors Q6 and Q7 are also turned on so that a predetermined current flows in the gate of the GTO thyristor GTO.
이때, 펄스 출력부(110)의 하이레벨 전압으로 부터 인버터(INT1)를 거친 출력은 로우 레벨이 되어 N형 FET(FET1~FET4)는 오프상태가 된다.At this time, the output passing through the inverter INT 1 from the high level voltage of the pulse output unit 110 is at a low level, and the N-type FETs FET1 to FET4 are turned off.
스위칭부(230)(310)에 구동전원이 동시에 인가되므로 GTO 다이리스터(GTO)가 턴온되기 위한 피크전류가 생성되어 상기 GTO 다이리스터는 턴온된다.Since driving power is simultaneously applied to the switching units 230 and 310, a peak current for turning on the GTO thyristor GTO is generated, and the GTO thyristor is turned on.
이때, 캐패시터(C1)가 충전을 종료하면 트랜지스터(Q5)의 베이스측 전위가 상승하여 하이상태가 되므로 트랜지스터(Q5)는 오프된다.At this time, when the capacitor C1 finishes charging, the transistor Q5 is turned off because the base-side potential of the transistor Q5 rises and becomes high.
따라서 트랜지스터(Q6)(Q7) 역시 오프되므로 GTO 다이리스터(GTO)의 게이트에 인가되던 스위칭부(310)이 전원공급이 중단되어 게이트에는 스위칭부(220)로 부터 출력되는 구동전원만이 인가되는 것이다.Accordingly, since the transistors Q6 and Q7 are also turned off, the power supply of the switching unit 310 applied to the gate of the GTO thyristor GTO is stopped and only the driving power output from the switching unit 220 is applied to the gate. will be.
즉, 스위칭부(310)는 GTO 다이리스터(GTO)가 오프상태에서 턴온되기 위한 피크치 전류가 필요할 때만 구동함으로서 GTO 다이리스터의 구동에 필요한 소비전력이 절약될 수 있는 것이다.That is, the switching unit 310 is driven only when the peak current is required to turn on the GTO thyristor (GTO) in the off state can be reduced the power consumption required to drive the GTO thyristor.
이때, 사용자가 GTO 다이리스터의 게이트에 인가되는 전류를 제어하기 원할때에는 상기 가변저항(VR1)을 조절하여, 트랜지스터(Q2)의 베이스측 전위를 조절함으로서 스위칭부(220)의 출력전위를 제어할 수 있게 되어 GTO 다이리스터의 게이트에 인가되는 구동전류를 제어할 수 있는 것이다.In this case, when the user wants to control the current applied to the gate of the GTO thyristor, the output resistance of the switching unit 220 may be controlled by adjusting the base side potential of the transistor Q2 by adjusting the variable resistor VR1. It is possible to control the driving current applied to the gate of the GTO thyristor.
또한, 저항(R1)과 병렬로 서어미스터(Th1)가 연결되어 있으므로, GTO의 동작온도에 따라 트랜지스터(Q2)의 베이스전위가 조절됨으로 턴온 전류를 피구동 GTO 다이리스터의 동작온도에 따른 필요전류로 자동제어되는 것이다.In addition, since the thermistor Th1 is connected in parallel with the resistor R1, the base potential of the transistor Q2 is adjusted according to the operating temperature of the GTO, and thus the turn-on current is required according to the operating temperature of the driven GTO thyristor. It is controlled automatically.
이때, 사용자가 GTO 다이리스터의 구동을 정지시키고자 할때에는 상기 펄스출력부(110)를 제어하여 로우레벨의 전압이 출력되게 한다.At this time, when the user wants to stop driving the GTO thyristor, the pulse output unit 110 is controlled to output a low level voltage.
따라서, 트랜지스터(Q1)는 오프되고, 이에 따라 트랜지스터(Q5)의 베이스측 전위가 상승되어 트랜지스터(Q2),(Q5) 역시 오프상태가 되므로 트랜지스터(Q3)(Q4)(Q6)(Q7)가 오프된다.Accordingly, the transistor Q1 is turned off, and thus the base-side potential of the transistor Q5 is raised so that the transistors Q2 and Q5 are also turned off, so that the transistors Q3, Q4, Q6 and Q7 are turned off. Is off.
즉, GTO 다이리스터(GTO)에는 상기 스위치부(220)(310)로 부터 전원 공급이 중단되는 것이다. 이때 펄스출력부(110)의 로우레벨의 전압에 의하여 N채널(FET1~FET4)들은 턴온되어 GTO 다이리스터(GTO)의 게이트측에 축적되었던 전하를 접지로 패스시키게 된다.That is, the power supply from the switch unit 220 or 310 is stopped in the GTO thyristor (GTO). At this time, the N-channels FET1 to FET4 are turned on by the low-level voltage of the pulse output unit 110 to pass charge accumulated on the gate side of the GTO thyristor GTO to ground.
따라서, GTO 다이리스터(GTO)의 게이트 전위는 로우레벨이 되어, GTO 다이리스터(GTO)는 오프상태가 되는 것이다.Therefore, the gate potential of the GTO thyristor GTO is at a low level, and the GTO thyristor GTO is turned off.
여러개의 FET(FET1~FET4)들을 병렬로 사용한 이유는 GTO 다이리스터의 턴오프시 매우 큰 피크전류를 오프 게이트회로로 흘릴 수 있는 소자를 선택해야 하며, 이것은 대용량의 전력반도체를 요하게 된다.The reason why several FETs (FET1 to FET4) are used in parallel is to select a device that can flow a very large peak current to the off-gate circuit when the GTO thyristor is turned off, which requires a large power semiconductor.
대용량의 바이폴라 트랜지스터의 경우는 부피가 커지는 문제뿐만 아니라 턴오프 시간이 길어지는 단점때문에 스위칭 손실이 많고, 대용량의 FET 경우에는 턴오프시간이 짧은 점은 있으나 구동회로 전체 크기가 대형화되는 단점이 있다.In the case of a large-capacity bipolar transistor, the switching loss is large due to the disadvantage that the turn-off time is long as well as the volume problem. In the case of the large-capacity FET, the turn-off time is short, but the overall driving circuit size is large.
따라서, 턴오프 회로는 수십 μsec의 짧은 시간동안 피크전류만 흘리면 되므로, 정격전류에 비해 피크 전류용량이 큰 소형의 FET를 여러개 병렬로 사용하는 것이 효과적이다.Therefore, since the turn-off circuit only needs to flow the peak current for a short time of several tens of microseconds, it is effective to use several small FETs in parallel with a larger peak current capacity than the rated current.
이와같이 본 고안은 피크치 전원공급부를 이용하여 GTO 다이리스터가 구동하기 위한 피크지 전류를 소정시간만 공급하게 하여 소비전력을 절약할 수 있는 효과가 있으며, 서어미스터에 의하여 GTO 다이리스터의 게이트에는 GTO의 동작온도의 변화에 따라 턴온 전류가 대용되므로 GTO 다이리스터 게이트의 구동전력은 줄일 수 있으며, 가변저항을 사용하여 여러가지 형태의 GTO를 구동할 수 있다. 또한 FET들을 다수 병렬로 사용하여 턴온시간의 단축, 소형 및 경량화할 수 있는 효과가 있다.As such, the present invention has the effect of saving the power consumption by supplying the peak paper current for driving the GTO thyristor for a predetermined time by using the peak value power supply unit. As the turn-on current is substituted according to the change in operating temperature, the driving power of the GTO thyristor gate can be reduced, and various types of GTO can be driven by using a variable resistor. In addition, by using a large number of FETs in parallel, it is possible to shorten the turn-on time, and to reduce the size and weight.
Claims (1)
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|---|---|---|---|
| KR2019910024908U KR940002276Y1 (en) | 1991-12-30 | 1991-12-30 | Generated control circuit of gto thyristor |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR2019910024908U KR940002276Y1 (en) | 1991-12-30 | 1991-12-30 | Generated control circuit of gto thyristor |
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Family Applications (1)
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