JPH01114362A - Optical gate signal generation circuit - Google Patents
Optical gate signal generation circuitInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光サイリスタを適用した変換器の光ゲート信
号発生回路で、この回路を駆動する素子の故障に対して
発光素子を保護する機能を備えた光ゲート信号発生回路
に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is an optical gate signal generation circuit for a converter using an optical thyristor, and has a function of protecting a light emitting element against failure of an element driving the circuit. The present invention relates to an optical gate signal generation circuit comprising:
光サイリスタを適用した高電圧電力変換装置には、多数
の光サイリスタを直列に接続して各相アームを構成し、
主回路と制御回路との絶縁を光ファイバで行うとともに
光ゲート信号発生回路よりの光点弧信号を該光ファイバ
を介して供給するように構成したものが知られている。A high voltage power conversion device using optical thyristors has a large number of optical thyristors connected in series to form each phase arm.
It is known that the main circuit and the control circuit are insulated by an optical fiber, and a light firing signal from an optical gate signal generation circuit is supplied via the optical fiber.
第４図はその一例を示すもので、光サイリスタの点弧源
である発光素子を備えた従来の光ゲート信号発生回路図
である。FIG. 4 shows an example of this, and is a diagram of a conventional optical gate signal generation circuit equipped with a light emitting element which is an ignition source of an optical thyristor.
図中１は電力変換装置の１ア一ム分を示し、Ｔ１〜Ｔｎ
は光サイリスタである。In the figure, 1 indicates 1 arm of the power converter, T1 to Tn
is an optical thyristor.
図中２は光ゲート信号発生回路で、前記光サイリスタＴ
、ｘＴｎをゲート駆動する発光素子ＬＤ。2 in the figure is an optical gate signal generation circuit, and the optical thyristor T
, xTn.
〜ＬＤｎが直列に接続され、光ファイバＬＧ、〜ＬＧｎ
を介して光サイリスタＴ、ｘＴｎに対応する。~LDn are connected in series, optical fibers LG, ~LGn
It corresponds to the optical thyristor T, xTn via.
そして、これら発光素子ＬＤ＋−ＬＤｎは直流電源３に
限流抵抗４及び電流をオン、オフ制御するスイッチング
素子５を介して接続される。図中６は、該スイッチング
素子５を制御するためのゲ−ト制御回路である。These light emitting elements LD+-LDn are connected to a DC power source 3 via a current limiting resistor 4 and a switching element 5 that controls current on and off. 6 in the figure is a gate control circuit for controlling the switching element 5. In FIG.
前記第４図に示す回路において、発光素子ＬＤ。In the circuit shown in FIG. 4, the light emitting element LD.
〜ＬＤｎの駆動はスイッチング素子５をオンさせること
により、直流電源３より限流抵抗４を介し一定の電流を
流すことにより、達成される。The driving of ~LDn is achieved by turning on the switching element 5 and causing a constant current to flow from the DC power supply 3 through the current limiting resistor 4.
前記のごとき光ゲート信号発生回路２に使用する発光素
子ＬＤ、〜ＬＤｎには、光ファイバＬＧ。Optical fibers LG are used for the light emitting elements LD, -LDn used in the optical gate signal generation circuit 2 as described above.
〜ＬＧｎの光伝送系の伝送損失と直列接続された光サイ
リスタＴ、ｘＴｎの点弧特性を考慮して数百ｍＷ〜数Ｗ
数カ出力可能光素子を必要とする。~ Several hundred mW to several W, taking into account the transmission loss of the LGn optical transmission system and the firing characteristics of the optical thyristors T and xTn connected in series.
Requires several output-capable optical elements.
そしてこのような出力を低コストで得られる半導体素子
としてはレーザーダイオードが適している。A laser diode is suitable as a semiconductor element that can obtain such an output at low cost.
しかしながら高出力で直流電流を連続して流せるレーザ
ーダイオードは現在のところ世の中に無く、使用に当た
ってはパルス幅の制約条件を満足する必要がある。However, there are currently no laser diodes in the world that can continuously flow a high-output DC current, and when used, it is necessary to satisfy constraints on pulse width.
ところで、スイッチング素子５の短絡故障及び該スイッ
チング素子５を制御するゲート制御回路６の故障（例え
ばノイズ等による長幅パルス駆動）が生じると、発光素
子（レーザーダイオード）ＬＤＩ〜ＬＤｎに直流連続あ
るいは長幅の電流を通流させる可能性があり、直流連続
通流不可能なレーザーダイオードは内部発熱によってレ
ーザー出射面上の壁間面が溶解して発光機能が失われ、
結果的に破壊に至ることになる。By the way, if a short-circuit failure occurs in the switching element 5 or a failure in the gate control circuit 6 that controls the switching element 5 (e.g., due to long-width pulse drive due to noise, etc.), continuous DC or long current is applied to the light emitting elements (laser diodes) LDI to LDn. Laser diodes that cannot conduct continuous DC current will lose their light-emitting function due to internal heat generation that melts the wall-to-wall surface above the laser emission surface.
The result will be destruction.
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、スイッチ
ング素子の短絡故障及びノイズによる長幅パルス駆動の
異常が発生した場合に、発光素子の破壊を防止して、信
頼度の高い光サイリスタの光ゲート信号発生回路を提供
することにある。An object of the present invention is to eliminate the disadvantages of the conventional example, prevent destruction of the light emitting element in the event of a short-circuit failure of the switching element or abnormality in long pulse drive due to noise, and provide a highly reliable optical thyristor. An object of the present invention is to provide an optical gate signal generation circuit.
本発明は前記目的を達成するため、電力変換装置を構成
する光サイリスタに対応した発光素子と、これに直列に
接続される直流電源と、限流抵抗及び電流制御のスイッ
チング素子を備えた光サイリスタのゲート信号発生回路
において、前記スイッチング素子に通常オンしている第
２のスイッチング素子を直列に接続し、該第２のスイッ
チング素子を回路のオン電流を検出して異常時にオフす
ることを要旨とするものである。In order to achieve the above object, the present invention provides an optical thyristor comprising a light emitting element corresponding to an optical thyristor constituting a power conversion device, a DC power supply connected in series to the light emitting element, a current limiting resistor and a current control switching element. In the gate signal generation circuit, a second switching element which is normally turned on is connected in series with the switching element, and the second switching element is turned off in the event of an abnormality by detecting the on-current of the circuit. It is something to do.
本発明によれば、スイッチング素子の短絡故障及びノイ
ズによる長幅パルス駆動の異常が発生した場合に、これ
を検出し、第２のスイッチング素子がオフして発光素子
を電源から切離す。According to the present invention, when a short-circuit failure of a switching element or an abnormality in long pulse drive due to noise occurs, this is detected, and the second switching element is turned off to disconnect the light emitting element from the power source.
以下、図面について本発明の実施例を詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
第１図は本発明の光ゲート信号発生回路の１実施例を示
す回路図で、前記従来例を示す第４図と同一構成要素に
は同一参照符号を付したものである。FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the optical gate signal generation circuit of the present invention, and the same components as in FIG. 4 showing the conventional example are given the same reference numerals.
すなわち、図中１は光サイリスタＴ、〜Ｔｎを直列接続
してなる電力変換装置の１ア一ム分であり、２は光ゲー
ト信号発生回路である。That is, in the figure, numeral 1 represents one arm of a power conversion device formed by serially connecting optical thyristors T, -Tn, and numeral 2 represents an optical gate signal generation circuit.
光ゲート信号発生回路２は光サイリスタＴ、〜Ｔｎに光
ファイバＬＧ＋ＮＬＧｎを介して対応する発光素子ＬＤ
＋”ＬＤｎを直列接続してなるが、これら発光素子ＬＤ
Ｉ −ｔ、Ｄｎは直流電源３に限流抵抗４及びスイッチ
ング素子５を介して接続され、該スイッチング素子５の
ゲートにはゲート制御回路６が接続される。The optical gate signal generation circuit 2 connects the light emitting elements LD to the optical thyristors T, ~Tn via optical fibers LG+NLGn.
+”LDn are connected in series, but these light emitting elements LD
I-t and Dn are connected to a DC power source 3 via a current limiting resistor 4 and a switching element 5, and a gate control circuit 6 is connected to the gate of the switching element 5.
以上は前記従来例と同じであるが、本発明はこのような
回路において、スイッチング素子５に第２のスイッチン
グ素子７を直列に接続した。Although the above is the same as the conventional example, the present invention connects the second switching element 7 to the switching element 5 in series in such a circuit.
この第２のスイッチング素子７は通常はオン状態のもの
であり、そのゲートには故障判断回路８が接続され、こ
れによりコントロールされる。This second switching element 7 is normally in an on state, and a failure determination circuit 8 is connected to its gate and controlled by this.
該故障判断回路８は、ゲート信号発生回路２に流れてい
る電流の時間幅が正常であるか異常であるかを判断する
もので、発振器９、カウンタ１０、コンパレータ１１、
フリツプフロツプ１２、リセットスイッチ１３で構成さ
れ、限流抵抗４の両端電流値をコンパレータ１１の一方
の入力とする。The failure determination circuit 8 determines whether the time width of the current flowing through the gate signal generation circuit 2 is normal or abnormal, and includes an oscillator 9, a counter 10, a comparator 11,
It is composed of a flip-flop 12 and a reset switch 13, and the current value across the current limiting resistor 4 is used as one input of the comparator 11.
次に動作について説明すると、第２図に示すように、い
ま、第２のスイッチング素子７を常時オンにして第１の
スイッチング素子５をゲート制御回路６の信号Ａにより
動作させると、発光素子ＬＤ。Next, to explain the operation, as shown in FIG. .
〜ＬＤｎには直流電源３より限流抵抗４で制限された電
流ｉが流れ、光ゲート信号Ｂが発生する。A current i limited by the current limiting resistor 4 flows from the DC power source 3 through LDn, and a light gate signal B is generated.
このとき、限流抵抗４の両端にはＣのような電流ｉと同
じ時間幅の波形が現れることから、この回路に流れてい
る電流の幅を検出できる。At this time, since a waveform such as C having the same time width as the current i appears at both ends of the current limiting resistor 4, the width of the current flowing in this circuit can be detected.
故障判断回路８では、発振器９により出力される信号り
をカウンタ１０で所望の時間幅Ｅを決定し、前記検出し
た信号Ｃが所望の時間幅Ｅ以内であれば正常であり、カ
ウンタ１０の出力は“Ｌ′を維持し、フリップフロップ
１２出力は“Ｌ”で第２のスイッチング素子７はオン状
態を継続する。In the failure determination circuit 8, a counter 10 determines a desired time width E for the signal output from the oscillator 9, and if the detected signal C is within the desired time width E, it is normal and the output of the counter 10 is determined. maintains "L'", the output of the flip-flop 12 is "L", and the second switching element 7 continues to be in the on state.
これとは逆に、所望の時間幅Ｅより検出信号Ｃが長くな
った場合、カウンタ出力は所望の時間幅Ｅで“Ｈ”とな
り、フリップフロップ１２がＳＥＴされ、その出力“Ｈ
”により、第２のスイッチング素子７をオフ状態へと移
行して、回路電流をしゃ断することができる。On the contrary, when the detection signal C becomes longer than the desired time width E, the counter output becomes "H" in the desired time width E, the flip-flop 12 is set, and its output becomes "H".
”, the second switching element 7 can be turned off and the circuit current can be cut off.
以上述べたように本発明の光ゲート信号発生回路は、事
故電流時にしゃ断する第２のスイッチング素子を設けた
ことにより、通常のオン、オフに用いるスイッチング素
子の短絡故障及びノイズ等での長幅パルス駆動が発生し
ても、高出力でパルス定格のレーザーダイオードが破壊
することな（運転することが可能となり、事故を最小限
に抑えることができるものである。As described above, the optical gate signal generation circuit of the present invention is provided with a second switching element that shuts off in the event of a fault current, so that the switching element used for normal on/off operations has a long width due to short-circuit failures, noise, etc. Even if pulse drive occurs, high-output, pulse-rated laser diodes can be operated without being destroyed, and accidents can be kept to a minimum.
第１図は本発明の光ゲート信号発生回路の１実施例を示
す回路図、第２図は同上動作波形図、第３図は同上故障
判断回路での動作波形図、第４図は従来例を示す回路図
である。
１・・・電力変換器 ２・・・ゲート信号発生回路
３・・・直流電源 ４・・・限流抵抗５・・・ス
イッチング素子６・・・ゲート制御回路７・・・第２の
スイッチング素子
８・・・故障判断回路 ９・・・発振器１０・・・カ
ウンタ １１・・・コンパレータ１２・・・フリ
ップフロップ１３・・・リセットスイッチ１４・・・イ
ンバータ
Ｔ、〜Ｔｎ・・・光サイリスタ
ＬＧ、〜ＬＧｎ・・・光ファイバ
ＬＤ、〜ＬＤｎ・・・発光素子
第２図
第３２Fig. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the optical gate signal generation circuit of the present invention, Fig. 2 is an operating waveform diagram of the same as above, Fig. 3 is an operating waveform diagram of the same as above failure judgment circuit, and Fig. 4 is a conventional example. FIG. 1... Power converter 2... Gate signal generation circuit 3... DC power supply 4... Current limiting resistor 5... Switching element 6... Gate control circuit 7... Second switching element 8... Failure determination circuit 9... Oscillator 10... Counter 11... Comparator 12... Flip-flop 13... Reset switch 14... Inverter T, ~Tn... Optical thyristor LG, ~LGn...Optical fiber LD, ~LDn...Light emitting element Fig. 2, Fig. 32
Claims (1)
子と、これに直列に接続される直流電源と、限流抵抗及
び電流制御のスイッチング素子を備えた光サイリスタの
ゲート信号発生回路において、前記スイッチング素子に
通常オンしている第２のスイッチング素子を直列に接続
し、該第２のスイッチング素子を回路のオン電流を検出
して異常時にオフすることを特徴とする光ゲート信号発
生回路。In an optical thyristor gate signal generation circuit comprising a light emitting element compatible with an optical thyristor constituting a power conversion device, a DC power supply connected in series to the light emitting element, a current limiting resistor and a current control switching element, the switching element An optical gate signal generation circuit characterized in that a second switching element which is normally turned on is connected in series, and the second switching element is turned off in the event of an abnormality by detecting the on-current of the circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27276287A JPH01114362A (en) | 1987-10-27 | 1987-10-27 | Optical gate signal generation circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27276287A JPH01114362A (en) | 1987-10-27 | 1987-10-27 | Optical gate signal generation circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01114362A true JPH01114362A (en) | 1989-05-08 |
Family
ID=17518391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27276287A Pending JPH01114362A (en) | 1987-10-27 | 1987-10-27 | Optical gate signal generation circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01114362A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2008142796A1 (en) * | 2007-05-24 | 2010-08-05 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | Semiconductor device |
| US9564829B2 (en) | 2012-10-01 | 2017-02-07 | Abb Technology Ltd | Converter arm and associated converter device |
-
1987
- 1987-10-27 JP JP27276287A patent/JPH01114362A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2008142796A1 (en) * | 2007-05-24 | 2010-08-05 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | Semiconductor device |
| US9564829B2 (en) | 2012-10-01 | 2017-02-07 | Abb Technology Ltd | Converter arm and associated converter device |
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