JPH04125057A - ゲートターンオフサイリスタのゲート駆動装置 - Google Patents

ゲートターンオフサイリスタのゲート駆動装置

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JPH04125057A
JPH04125057A JP24393390A JP24393390A JPH04125057A JP H04125057 A JPH04125057 A JP H04125057A JP 24393390 A JP24393390 A JP 24393390A JP 24393390 A JP24393390 A JP 24393390A JP H04125057 A JPH04125057 A JP H04125057A
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JP
Japan
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gate
current
gto
overcurrent
switch
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Application number
JP24393390A
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English (en)
Inventor
Osamu Tanaka
修 田中
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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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】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明はゲートターンオフサイリスタ(以下、(従来の
技術) 近年、電力変換技術を利用した電流装置、インバータ装
置など各種電力変換装置において、スイッチングデバイ
スとして、GTO素子が広く使用されてきている。GT
Oは、正のゲート電流を流すことにより、オフの状態か
らオンの状態にする(ターンオン)ことができ、負のゲ
ート電流を流すことにより、オンの状態からオフの状態
にする(ターンオフ)することができる自己消弧可能な
電力変換素子である。
従来のGTO駆動装置について図面を用いて説明する。
第3図は従来のGTO駆動装置の回路構成図を示す。G
TO1のゲート・カソード間に第1の直流電源LAが第
1の電気的スイッチ2A及び抵抗3を介して接続される
。この第1の直流電源IAはGTO1を点弧する際にゲ
ートGに正のゲート電流を供給するものである。コンデ
ンサ4はGTO1のゲート・カソード間に第2の電気的
スイッチ2Bを介し接続され、GTO1を消弧する際に
GTO1のゲートGに負のゲート電流を供給する。さら
に、コンデンサ4には、第2の直流電源2人が並列接続
される。
この第2の直流電源2人は、コンデンサ4を充電する。
5は図示されない制御回路からのゲート信号GSに基づ
いて、第1の電気的スイッチ2A及び第2の電気的スイ
ッチ2Bのオン・オフを制御するスイッチング制御回路
である。
次に上述の構成による従来のGTO駆動装置の動作につ
いて説明する。
図示されない制御回路よりGTO素子1をターンオン・
ターンオフをさせるためのゲート信号GSが、スイッチ
ング制御回路5に与えられ、スイッチング制御回路5で
、GTO5子1をターンオンさせる場合には、第1の電
気的スイッチ2人を閉じて第1の直流電源IAから抵抗
3を通して、GTO素子1のゲートGからカソードにへ
正のゲート電流を流し、GTO素子1をターンオンさせ
る。また、GT○素子1をターンオフさせる場合には。
第2の電気的スイッチ2Bを閉じて、第2の直流電源I
Bにより充電されているコンデンサ4により。
GTOi子5のカソードKからゲートGヘターンオンの
場合とは逆極性のゲート電流を流しGTO素子1をター
ンオフさせる。このように制御回路からのゲート信号G
Sにより、スイッチング制御回路5が第1の電気的スイ
ッチIA、または第2の電気的スイッチIBを閉じるこ
とにより、GTO素子1のオン・オフを制御する。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上述したGTO駆動装置では、GTO素
子1が接続されている電力変換回路(図示せず)に短絡
、地絡、他の素子の故障などの故障が発生した場合、す
なわち、GTO素子1のアノードAからカソードにへ流
れるアノード電流T。
が過1大に流れた場合、他の外部回路により故障が検出
されるまで、過大なアノード電流■^が流れ続ける。タ
ーンオフ時にGTO素子1のターンオフ可能な最大しゃ
断電流より大きなアノード電流が流れていると、GTO
素子1の内部接合部の温度が上昇し過ぎて、GTO素子
1を破壊したり、GTO駆動装置内に過大な電流が流れ
、回路を構成する各素子を破壊するなどの問題点があっ
た。
本発明の目的は、電力変換回路に故障等が発生奪雲=#
を提供することである。
〔発明の構成〕
(課題を解決するための手段) 上述のiuiを解決するために本発明は、ゲートターン
オフサイリスタのゲート端子に第1のスイッチング手段
を介して正のゲート電流を供給する第1の直流電源と、
前記ゲートターンオフサイリスタのゲート端子に第2の
スイッチング手段を介して負のゲート電流を供給する第
2の直流電源と、前記ゲートターンオフサイリスタのゲ
ート電流を検出する電流検出器と、この電流検出器によ
る検出電流値が所定値以上となった際に過電流信号を出
力する過電流判定手段と、この過電流判定手段による過
電流信号を入力した際に前記第1のスイッチング手段を
開状態とし、かつ第2のスイッチング手段を閉状態とす
る制御手段とを有するゲートターンオフサイリスタのゲ
ート駆動装置を設ける。
(作 用) ゲートターンオフサイリスタのゲート電流が過電流とな
った際に第1のスイッチング手段を開状態とし、かつ第
2のスイッチング手段を閉状態とすることにより、電力
回路の故障などによりゲートターンオフサイリスタのア
ノード電流が過大になった場合、直ちに、第1のスイッ
チおよび第2のスイッチのオン・オフを停止させること
ができるので、ゲートターンオフサイリスタを破壊させ
ることなく装置を停止することができる。
(実施例) 本発明による一実施例を図面を用いて説明する。
第1図に本発明の一実施例の構成を示す。第3図に示し
されるものと同一部分には、同一の記号を付して説明を
省略し、ここでは、第3図と異なる回路構成部分につい
てのみ述べる。本実施例では、第1図に示されるように
、GTO素子1のゲートG−カソードに間に流れるゲー
ト電流を検出するゲート電流検出器7と、この電流検出
器7の出力より、GTO素子1のアノード電流を算出す
るアノード電流演算器8と、GTO素子1の定格アノー
ド電流に応じた過電流保護を行なうための過電流設定器
9と、前記アノード電流演算器8の出力信号と過電流設
定器9の出力信号の偏差より、過電流を判定する過電流
判定器10とで構成されている。
以上のように構成されたGTO駆動装置では、通常運転
時には前述の従来の技術の所で説明したのと同様に、制
御回路よりのゲート信号GSによりGTO素子1をオン
・オフさせている。
ただし、GT○素子1が接続されている電力回路に、短
絡、地絡などの故障が発生した異常時には、次のような
動作を行なう2制御回路からのゲート信号GSが、GT
O素子1をターンオフさせるオフ信号の場合、第2のス
イッチ2Bを閉じ充電されているコンデンサ4により、
GTO素子1のカソードKからゲートGへ負のゲート電
流を流す。
このようなGT○駆動装置では、負のゲート電流の電流
上昇率およびピークゲート電流(IGよl ■Gee■
63)の大きさは、GT○素子1に流れているアノード
電流(lA31 lA21 IAI)と第2図のような
関係がある。すなわち、アノード電流IAの大きさにほ
ぼ比例して、負のゲート電流のピーク値1.が大きくな
る。この関係は、GT○素子1の種類、定格およびGT
○駆動装置とGTO素子1との配線の長さおよびインダ
クタンスの値また、GTO駆動装置内の第2の直流電源
IBの大きさ、コンデンサ4の8意および第2のスイッ
チ2Bの特性によっても、多少変わるがGTO素子1の
使われている装置が決まれば、はとんど同様の関係とな
る。したかって、負のゲート電流のピーク値よりGTO
素子1のアノード電流を算出することができる。
上述の性質を利用して、ゲート電流検出器7で検出した
ゲート電流をアノード電流演算器8に入力し、アノード
電流演算値を出力し、過電流設定器9の設定信号との偏
差信号を過電流判定器10に入力し、過電流と判定した
場合には、オン・オフ制御回路5に過電流信号を出力し
、第1のスイッチ2人および第2のスイッチ2Bの動作
を停止させる。
すなわち、第1のスイッチ2Aを開とし、第2のスイッ
チ2Bを閉とする。
上述したように、GTO素子1が接続されている電力回
路に、短絡や地絡などの故障が発生したような異常時に
は、ゲート電流検出器7、アノード電流演算器8および
過電流設定器9の組み合わせにより、瞬時に過電流を検
出し、第1のスイッチ2Aおよび第2のスイッチ2Bの
動作を停止させるので、第2のスイッチ2Bの閉として
いる時間、すなわち、負のゲート電流を流している時間
を長くすることができ、GT○素子1を破壊させたり、
GTOゲート駆動装置内の第2のスイッチ2Bを破壊さ
せることなく、電力装置を停止させることができる。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば、GTO(ゲートター
ンオフサイリスタ)をターンオンさせるための第1の直
流電源、第1のスイッチおよび制限抵抗からなるターン
オン回路と、GTOをターンオフさせるための第2の直
流電源、第2のスイッチおよびコンデンサからなるター
ンオフ回路と、第1のスイッチおよび第2のスイッチの
開閉を制御するオン・オフ制御回路とからなるGTO駆
動装置において、GTOのG−に間(ゲート・カソード
間)を流れるゲート電流を検出する手段と、過電流を設
定する過電流設定器と、過電流を判定する手段を有する
構成としたので、GTO素子が接続されている電力回路
に、短絡や地絡などの故障が発生したような異常時には
、ゲート電流検出器、アノード電流演算器および過電流
設定器の組み合わせにより、瞬時に過電流を検出し、第
1のスイッチおよび第2のスイッチの動作を停止させる
ので、第2のスイッチを閉としている時間すなわち、負
のゲート電流を流している時間を長くすることができ、
GTO素子を破壊させたり、GTOゲート駆動装置内の
第2のスイッチを破壊させることなく電力装置を停止さ
せることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるゲートターンオフサイリスタの駆
動装置の一実施例を示す回路構成図、第2図は本発明に
よるゲートターンオフサイリスタの駆動装置のゲート電
流と、アノード電流の関係を示すグラフ、第3図は従来
のゲートターンオフサイリスタの駆動装置の回路構成図
である。 IA・・・第1の直流電源   IB・・・第2の直流
電源2A・・・第1のスイッチ   2B・・・第2の
スイッチ3・・・抵抗器       4・・・コンデ
ンサ5・・・GTO素子     6・・・オン・オフ
制御回路7・・・ゲート電流検出器  8・・・アノー
ド電流演算器9・・・過電流設定器    10・・・
過電流判定器・第1図 第 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ゲートターンオフサイリスタのゲート端子に第1のスイ
    ッチング手段を介して正のゲート電流を供給する第1の
    直流電源と、 前記ゲートターンオフサイリスタのゲート端子に第2の
    スイッチング手段を介して負のゲート電流を供給する第
    2の直流電源と、 前記ゲートターンオフサイリスタのゲート電流を検出す
    る電流検出器と、 この電流検出器による検出電流値が所定値以上となった
    際に過電流信号を出力する過電流判定手段と、 この過電流判定手段による過電流信号を入力した際に前
    記第1のスイッチング手段を開状態とし、かつ第2のス
    イッチング手段を閉状態とする制御手段と を有するゲートターンオフサイリスタのゲート駆動装置
JP24393390A 1990-09-17 1990-09-17 ゲートターンオフサイリスタのゲート駆動装置 Pending JPH04125057A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006136145A (ja) * 2004-11-08 2006-05-25 Fuji Electric Systems Co Ltd 半導体電力変換装置
WO2006057365A1 (ja) * 2004-11-26 2006-06-01 Ngk Insulators, Ltd. 高電圧パルス発生回路

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