JPS6029018A - 半導体スイッチ - Google Patents
半導体スイッチInfo
- Publication number
- JPS6029018A JPS6029018A JP58135311A JP13531183A JPS6029018A JP S6029018 A JPS6029018 A JP S6029018A JP 58135311 A JP58135311 A JP 58135311A JP 13531183 A JP13531183 A JP 13531183A JP S6029018 A JPS6029018 A JP S6029018A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- switch
- diode
- bus
- semiconductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
- H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
- H03K17/72—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices having more than two PN junctions; having more than three electrodes; having more than one electrode connected to the same conductivity region
- H03K17/73—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices having more than two PN junctions; having more than three electrodes; having more than one electrode connected to the same conductivity region for dc voltages or currents
Landscapes
- Power Conversion In General (AREA)
- Thyristor Switches And Gates (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、電鉄変電所の直流き電量路などで使用する直
流高圧の半導体スイッチで特に双方向性を有するものに
関する。
流高圧の半導体スイッチで特に双方向性を有するものに
関する。
電鉄変電所の直流き電量路の遮断器としてメンテナンス
フリーなどの理由から、近年半導体式の遮断器が多く使
用されている。かかる半導体式遮断器には直流き電電圧
１．５ＫＶの高圧下で使用されること、及び４ＫＶ〜５
ＫＶのサージ電圧にさらされることから逆阻止サイリス
タと転流補助回路とを組合せた半導体スイッチが用いら
れている。
フリーなどの理由から、近年半導体式の遮断器が多く使
用されている。かかる半導体式遮断器には直流き電電圧
１．５ＫＶの高圧下で使用されること、及び４ＫＶ〜５
ＫＶのサージ電圧にさらされることから逆阻止サイリス
タと転流補助回路とを組合せた半導体スイッチが用いら
れている。
まず、このような半導体スイッチの従来例を第１図〜第
３図について説明しよって本発明の目的を明らかにする
。
３図について説明しよって本発明の目的を明らかにする
。
第１図は従来の半導体スイッチの回路図で、図中】は逆
阻止タイプの主サイリスタ、２は該主サイリスタ１をオ
フさせるだめの転流補助回路、３は該サイリスタ１がオ
フした時に負荷に電流を還流させるだめのダイオードを
示す。サイリスタ］及び転流補助回路２は電源側からの
サージ電圧を制限するギャップレスアレスタ（避ｔｉ器
）４１と負荷側からのサージ電圧を制限するギャップレ
スアレスタ４２との間に置かれ、また該転流補助回路２
は一例として、サイリスタ１をオフさせるときに点弧す
る補助サイリスタ２１に転流コンデンサ２２、転流リア
クトル２３．２４、転流ダイオード２５を適宜組合せて
接続したもので、これに負荷側から電源側への電流の逆
流を阻止するダイオード２６を接続し、さらに転流コン
デンサ２２に補充電回路５を設けた。
阻止タイプの主サイリスタ、２は該主サイリスタ１をオ
フさせるだめの転流補助回路、３は該サイリスタ１がオ
フした時に負荷に電流を還流させるだめのダイオードを
示す。サイリスタ］及び転流補助回路２は電源側からの
サージ電圧を制限するギャップレスアレスタ（避ｔｉ器
）４１と負荷側からのサージ電圧を制限するギャップレ
スアレスタ４２との間に置かれ、また該転流補助回路２
は一例として、サイリスタ１をオフさせるときに点弧す
る補助サイリスタ２１に転流コンデンサ２２、転流リア
クトル２３．２４、転流ダイオード２５を適宜組合せて
接続したもので、これに負荷側から電源側への電流の逆
流を阻止するダイオード２６を接続し、さらに転流コン
デンサ２２に補充電回路５を設けた。
次（（第２図で動作を説明すると、転流コンデ−／ザ２
２は予め補充電回路５によって図示の極性に充電してお
き、電流遮断時点ｔ１ で補助サイリスタ２１にケゝ−
ト信号Ｐ２＋を与えると補助サイリスタ２１はオンし、
転流コンデンサ２２と転流リアクトル２３の共振電流が
主回路を主サイリスク１の電流を打消す方向に流れる。
２は予め補充電回路５によって図示の極性に充電してお
き、電流遮断時点ｔ１ で補助サイリスタ２１にケゝ−
ト信号Ｐ２＋を与えると補助サイリスタ２１はオンし、
転流コンデンサ２２と転流リアクトル２３の共振電流が
主回路を主サイリスク１の電流を打消す方向に流れる。
時刻ｔ２で入力電流１ ｐ、＋と前記共振電流が等しく
なり主サイリスタ１はオフする。サイリスタ１がオフす
ると転流コンデンサ２２と転流リアクトル２４の共振回
路で共振電流が流れ続ける。入力電流〕１．はダイオー
ド２６、サイリスタ２１、リアクトル２３を介して流れ
続ける。コンデンサ２２の共振電流は減少し、時刻ｔ３
で再び入力電流と等しくなるとダイオード２５はオフす
る。入力電流］１．はダイオード２６、サイリスタ２１
、リアクトル２３、コンデンサ２２を介して流れ続け、
転流コンデンサ２２を逆方向に充電し続ける。時刻ｔ３
になるとコンデンサ２２の電圧は入力電圧（ｐ＋〜Ｎ
１間の電圧）と等しく々す、ダイオード３は導通し、負
荷電流（Ｉ）２の電流）はダイオード３を還流する。
なり主サイリスタ１はオフする。サイリスタ１がオフす
ると転流コンデンサ２２と転流リアクトル２４の共振回
路で共振電流が流れ続ける。入力電流〕１．はダイオー
ド２６、サイリスタ２１、リアクトル２３を介して流れ
続ける。コンデンサ２２の共振電流は減少し、時刻ｔ３
で再び入力電流と等しくなるとダイオード２５はオフす
る。入力電流］１．はダイオード２６、サイリスタ２１
、リアクトル２３、コンデンサ２２を介して流れ続け、
転流コンデンサ２２を逆方向に充電し続ける。時刻ｔ３
になるとコンデンサ２２の電圧は入力電圧（ｐ＋〜Ｎ
１間の電圧）と等しく々す、ダイオード３は導通し、負
荷電流（Ｉ）２の電流）はダイオード３を還流する。
一方、コンデンサ２２は図示されていないｐＩより電源
側のインダクタンスのエネ／ｌ／ キー Ｋよって電源
電圧以上に充電されていく。時刻ｔ５になるとコンデン
サ２２の電圧はアレスタ４１の放電開始電圧に達し、入
力電流１ｐ、はアレスタ４］に分流し、前記のインダク
タンスのエネルギ−Ｈ７レスタ４１で消費されて、入力
電流は減衰し、ｔ６で遮断完了となる。
側のインダクタンスのエネ／ｌ／ キー Ｋよって電源
電圧以上に充電されていく。時刻ｔ５になるとコンデン
サ２２の電圧はアレスタ４１の放電開始電圧に達し、入
力電流１ｐ、はアレスタ４］に分流し、前記のインダク
タンスのエネルギ−Ｈ７レスタ４１で消費されて、入力
電流は減衰し、ｔ６で遮断完了となる。
第３図はこのような半導体スイッチ回路に双方向性を持
たすようにしたもので第１図に示したような逆阻止形主
サイリスタ１１と転流補助回路２１０からなるスイッチ
回路に、同じような主サイリスタ１２と転流補助回路２
２０からなるスイッチ回路を逆並列に接続した。この場
合、入力側及び出力側のアレスタ４１．４２は両スイッ
チ回路で共用するようにし、アレスタ４２のみ々らずア
レスタ４１にも還流ダイオード３′を並列に接続した。
たすようにしたもので第１図に示したような逆阻止形主
サイリスタ１１と転流補助回路２１０からなるスイッチ
回路に、同じような主サイリスタ１２と転流補助回路２
２０からなるスイッチ回路を逆並列に接続した。この場
合、入力側及び出力側のアレスタ４１．４２は両スイッ
チ回路で共用するようにし、アレスタ４２のみ々らずア
レスタ４１にも還流ダイオード３′を並列に接続した。
なお、動作は基本的には第１図のものと同一なので説明
は省略する。
は省略する。
以上述べたような従来の半導体スイッチでは転流補助回
路を用いていることからも明らかなように、部品点数が
必然的に多くなり、大型−のものとなり寸だ動作が複数
であるという欠点があり、特に前記双方向性を持たすよ
うにしたものではこの傾向が著しい。
路を用いていることからも明らかなように、部品点数が
必然的に多くなり、大型−のものとなり寸だ動作が複数
であるという欠点があり、特に前記双方向性を持たすよ
うにしたものではこの傾向が著しい。
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、双方向性
を有するスイッチでも部品点数が少なくてすむので小型
、軽量、低価格化が図れ及び動作が簡単で信頼性が向上
する半導体スイッチを提供することにある。
を有するスイッチでも部品点数が少なくてすむので小型
、軽量、低価格化が図れ及び動作が簡単で信頼性が向上
する半導体スイッチを提供することにある。
この目的は本発明によれば、ＧＴＯ（ダートターンオフ
サイリスタ）トランジスタ等自己消弧形の半導体素子と
ダイオードとを逆並列接続した回路に該半導体素子の通
電方向と同極性にダイオードを直列接続した回路を単位
半導体スイッチとして構成し、該単位半導体スイッチ同
士を逆並列接続した双方向性スイッチ回路を電源と負荷
間の一方の母線に挿入し、該スイッチ回路の両端子と他
方の母線間に入力側及び出力側のサージ電圧を制限する
アレスタを接続し、両アレスタに還流ダイオードを並列
接続することにより達成される。
サイリスタ）トランジスタ等自己消弧形の半導体素子と
ダイオードとを逆並列接続した回路に該半導体素子の通
電方向と同極性にダイオードを直列接続した回路を単位
半導体スイッチとして構成し、該単位半導体スイッチ同
士を逆並列接続した双方向性スイッチ回路を電源と負荷
間の一方の母線に挿入し、該スイッチ回路の両端子と他
方の母線間に入力側及び出力側のサージ電圧を制限する
アレスタを接続し、両アレスタに還流ダイオードを並列
接続することにより達成される。
以下、図面について本発明の実施例を詳細に説明する。
第４図は本発明の半導体スイッチの実施例を丞す回路図
、第５図は同上動作波形図を示す。
、第５図は同上動作波形図を示す。
図中６１はＧＴＯ（ダートターンオフサイリスタ）を用
いた自己消弧形の半導体素子、８１は該半導体素子６１
に逆並列接続したダイオードである。かかる半導体素子
６１とダイオード８１との並列回路（テ、ダイオード７
］を半導体素子６１の通電方向と同極性に直列に接続し
て単位スイッチ回路を構成した。なお、半導体素子６は
ＧＴＯの′ 他ｆトラ／ソスタなどを用いることも考え
られ、一般に逆方向阻止電圧が順方向に比較して著しく
小さい。前記ダイオード７１．８１はこの半導体６１に
逆電圧が印加され々いように考慮して接続される。
いた自己消弧形の半導体素子、８１は該半導体素子６１
に逆並列接続したダイオードである。かかる半導体素子
６１とダイオード８１との並列回路（テ、ダイオード７
］を半導体素子６１の通電方向と同極性に直列に接続し
て単位スイッチ回路を構成した。なお、半導体素子６は
ＧＴＯの′ 他ｆトラ／ソスタなどを用いることも考え
られ、一般に逆方向阻止電圧が順方向に比較して著しく
小さい。前記ダイオード７１．８１はこの半導体６１に
逆電圧が印加され々いように考慮して接続される。
同様にして、半導体素子６２とダイオード８２の逆並列
接続回路にダイオード７２を直列接続してもう一つの単
位スイッチ回路を構成し、２個の単位スイッチ回路同士
を相互に逆並列接続して双方向性のスイッチ回路を形成
した。
接続回路にダイオード７２を直列接続してもう一つの単
位スイッチ回路を構成し、２個の単位スイッチ回路同士
を相互に逆並列接続して双方向性のスイッチ回路を形成
した。
かかる双方向性のスイッチ回路を電源と負荷間の一方の
母Ｍｐに挿入し、該スイッチ回路の一方の端子と残りの
母線Ｎ間にサージ電圧を制御するギャップレスアレスタ
４１を接続し、また前記スイッチ回路の他の一方の端子
と母１ＩＩＮ間に同じくサージ電圧を制限するギャップ
レスアレスタ４２を接続した。さらに、これらアレスタ
４１．４２に還流ダイオード３１．３２をそれぞれ並列
に接続した。
母Ｍｐに挿入し、該スイッチ回路の一方の端子と残りの
母線Ｎ間にサージ電圧を制御するギャップレスアレスタ
４１を接続し、また前記スイッチ回路の他の一方の端子
と母１ＩＩＮ間に同じくサージ電圧を制限するギャップ
レスアレスタ４２を接続した。さらに、これらアレスタ
４１．４２に還流ダイオード３１．３２をそれぞれ並列
に接続した。
次に動作を半導体素子６１がオフする場合を一例として
説明すると、第５図に示すように１，１ で半導体素子
６１にオフ信号Ｔ）ａｔを与えると素子６１は直ちにオ
フする。この素子６１がオフすると負荷電流はダイオー
ド３２に移り、該ダイオード３２を還流して減衰してい
く。
説明すると、第５図に示すように１，１ で半導体素子
６１にオフ信号Ｔ）ａｔを与えると素子６１は直ちにオ
フする。この素子６１がオフすると負荷電流はダイオー
ド３２に移り、該ダイオード３２を還流して減衰してい
く。
また、半導体素子６１がオフして、入力電流が減少し始
めると、電源側のインダクタンスのために入力電圧（Ｔ
）＋Ｎ＋間電圧電圧増大し、この電圧がアレスタ４１の
放電電圧に達すると、該アレスタ４】は放電し半導体素
子６の電流はアレスタ４１に移る。インダクタンスのエ
ネルギーはアレスタ４１で消費されて、入力電流を減衰
し、時刻し、で遮断動作を完了することになる。
めると、電源側のインダクタンスのために入力電圧（Ｔ
）＋Ｎ＋間電圧電圧増大し、この電圧がアレスタ４１の
放電電圧に達すると、該アレスタ４】は放電し半導体素
子６の電流はアレスタ４１に移る。インダクタンスのエ
ネルギーはアレスタ４１で消費されて、入力電流を減衰
し、時刻し、で遮断動作を完了することになる。
まだ、半導体素子６２がオフする場合も前記と同様の動
作がなされ、いずれの場合もアレスタ４１．４２は共用
することになる。
作がなされ、いずれの場合もアレスタ４１．４２は共用
することになる。
以」二述べたように本発明の半導体スイッチは電鉄変電
所の直流き電回路などに用いられる双方向性スイッチと
して、サイリスタ駆動のだめの転流補助回路などを省略
できるので従来よりも部品点数が少なく、小型、軽量及
び低価格化を図れ、まだ動作がｆ＋ｊｉ単で高い信頼性
が得られるものである１つ
所の直流き電回路などに用いられる双方向性スイッチと
して、サイリスタ駆動のだめの転流補助回路などを省略
できるので従来よりも部品点数が少なく、小型、軽量及
び低価格化を図れ、まだ動作がｆ＋ｊｉ単で高い信頼性
が得られるものである１つ
第１図は従来の半導体スイッチを示す回路図、第２図は
第１図回路の動作を示す波形図、第３図は他の従来例を
示す回路図、第４図は本発明の半導体スイッチの実施例
を示す回路図、第５図は同上動作波形図である。 】、１１．１２・・・主サイリスク、 ２．２１０．２２０・・・転流補助回路、２１・・・補
助サイリスク、 ２２・・転流コノデンザ、 ２３．２４・・・転流リアクトル、 ２５・・・転流ダイオード、 ２６・・逆流阻止ダイオード、 ３１．３２・・還流ダイオード、 ４１．４２・・・アレスタ、 ５・・・補助電回路、 ６１．６２・・・自己消弧形の半導体素子、７１．７２
．８１．８２・・・ダイオ−１’。 出願人 富士電機製造株式会社 第１図 第２図
第１図回路の動作を示す波形図、第３図は他の従来例を
示す回路図、第４図は本発明の半導体スイッチの実施例
を示す回路図、第５図は同上動作波形図である。 】、１１．１２・・・主サイリスク、 ２．２１０．２２０・・・転流補助回路、２１・・・補
助サイリスク、 ２２・・転流コノデンザ、 ２３．２４・・・転流リアクトル、 ２５・・・転流ダイオード、 ２６・・逆流阻止ダイオード、 ３１．３２・・還流ダイオード、 ４１．４２・・・アレスタ、 ５・・・補助電回路、 ６１．６２・・・自己消弧形の半導体素子、７１．７２
．８１．８２・・・ダイオ−１’。 出願人 富士電機製造株式会社 第１図 第２図
Claims (1)
- ＧＴＯ（ダートターンオフサイリスタ）トランノスタ等
自己消弧形の半導体素子とダイオードとを逆並列接続し
た回路に該半導体素子の通電方向と同極性にダイオード
を直列接続した回路を単位半導体スイッチとして構成し
、該単位半導体スイッチ同士を逆並列接続した双方向性
スイッチ回路を電源と負荷間の一方の母線に挿入し、該
スイッチ回路の両端子と他方の四線間に入力側及び出力
側のサージ電圧を制限するアレスタを接続し、両アレス
タに還流ダイオードを並列接続したことを特徴とする半
導体スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58135311A JPS6029018A (ja) | 1983-07-25 | 1983-07-25 | 半導体スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58135311A JPS6029018A (ja) | 1983-07-25 | 1983-07-25 | 半導体スイッチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6029018A true JPS6029018A (ja) | 1985-02-14 |
Family
ID=15148760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58135311A Pending JPS6029018A (ja) | 1983-07-25 | 1983-07-25 | 半導体スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6029018A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5497863A (en) * | 1993-09-03 | 1996-03-12 | Itw-Ateco Gmbh | Rotary damper |
| US9370829B2 (en) | 2012-04-11 | 2016-06-21 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | Bit exchangeable drill |
| US10861657B2 (en) * | 2015-08-05 | 2020-12-08 | Abb Power Grids Switzerland Ag | Bidirectional power valve and control method therefor and hybrid multi-terminal HVDC system using the same |
-
1983
- 1983-07-25 JP JP58135311A patent/JPS6029018A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5497863A (en) * | 1993-09-03 | 1996-03-12 | Itw-Ateco Gmbh | Rotary damper |
| US9370829B2 (en) | 2012-04-11 | 2016-06-21 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | Bit exchangeable drill |
| US10861657B2 (en) * | 2015-08-05 | 2020-12-08 | Abb Power Grids Switzerland Ag | Bidirectional power valve and control method therefor and hybrid multi-terminal HVDC system using the same |
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