JPS62100163A - Protective device for gate turn-off thyristor - Google Patents
Protective device for gate turn-off thyristorInfo
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- JPS62100163A JPS62100163A JP23119386A JP23119386A JPS62100163A JP S62100163 A JPS62100163 A JP S62100163A JP 23119386 A JP23119386 A JP 23119386A JP 23119386 A JP23119386 A JP 23119386A JP S62100163 A JPS62100163 A JP S62100163A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はゲートターンオフサイリスタの保護装置に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a protection device for a gate turn-off thyristor.
ゲートターンオフサイリスタ(以下、GTOと称する。 Gate turn-off thyristor (hereinafter referred to as GTO).
)は、アノード、カソードおよびゲートを持つ三端子P
NPN4層構造の半導体素子でゲートカソード間に正の
ゲート電流(以下、オンパルスと称する。)を通流する
ことにより、ターンオンし、ゲートカソード間に負のゲ
ート電流(以下、オフパルスと称する。)を通流するこ
とにより、ターンオフする特性をもっており、近年、各
種回路への応用が活発である。一般に、GTOはサイリ
スタと比較し、転流回路が不要、高速度スイッチングが
可能であることから、システム自体の簡素化、高速応答
化が可能になるという利点をもっている。この反面、例
えば、GTOの可制御アノード電流値以上の電流を、ゲ
ートターンオフすると、GTOが永久破壊等を生じてシ
ステム自体の運転継続が不可能になる等の重大事故を生
ずるおそれが多分にある。このため、GTOのアノード
電流を監視し、GTOのアノード電流が短絡事故等の原
因により、可制御アノード電流値を超えた場合には、タ
ーンオフ失敗によるGTOの永久破壊を防止するため、
オフパルスの通流を禁止し、限流ヒユーズ等で、過電流
をしゃ断する方法をとるのが一般的である。) is a three-terminal P with anode, cathode and gate
By passing a positive gate current (hereinafter referred to as an on-pulse) between the gate and cathode in a semiconductor element having a four-layer NPN structure, the device is turned on, and a negative gate current (hereinafter referred to as an off-pulse) is passed between the gate and cathode. It has the property of turning off when current is passed through it, and in recent years it has been actively applied to various circuits. In general, compared to thyristors, GTOs do not require commutation circuits and are capable of high-speed switching, so they have the advantage of simplifying the system itself and achieving high-speed response. On the other hand, for example, if a current exceeding the controllable anode current value of the GTO is turned off at the gate, there is a high possibility that the GTO will be permanently destroyed and a serious accident will occur, such as making it impossible for the system itself to continue operating. . For this reason, the anode current of the GTO is monitored, and if the anode current of the GTO exceeds the controllable anode current value due to a short circuit accident, etc., in order to prevent permanent destruction of the GTO due to failure in turn-off.
It is common to prohibit the flow of off-pulses and cut off overcurrent using a current limiting fuse or the like.
しかし、GTOはオフパルスによりアノード電流をしゃ
断できる特性をもつため、短絡事故時等の異常電流であ
っても、その値がGTOの可制御アノード電流値以下で
あれば、オフパルスによるゲートターンオフを行なうこ
とにより、ヒユーズ溶断等によらずに、過電流からの保
護が可能である。However, since GTO has the characteristic of being able to cut off the anode current with an off-pulse, even if there is an abnormal current such as in the event of a short circuit, if the value is less than the controllable anode current value of the GTO, the gate can be turned off using an off-pulse. Therefore, protection from overcurrent can be achieved without the need for fuse blowouts or the like.
本発明の目的は、GTOのゲートターンオフ特性を利用
し、GTOの永久破壊を防止することのできるGTOの
保護装置を提供するにある。An object of the present invention is to provide a GTO protection device that can prevent permanent destruction of the GTO by utilizing the gate turn-off characteristics of the GTO.
本発明の特徴は、GTOのアノード電流が異常となった
場合に、GTOにオフパルスを通流し、GTOをターン
オフさせるようにし、さらに、一定時間経過後のアノー
ド電流が零にならない場合は、システム中の複数個のG
TOにオンパルスを通流して、過電流を分流するように
した点にある。A feature of the present invention is that when the anode current of the GTO becomes abnormal, an off pulse is passed through the GTO to turn off the GTO, and if the anode current does not become zero after a certain period of time, the system multiple Gs of
The point is that an on-pulse is passed through the TO to shunt the overcurrent.
以下、本発明の実施例を第1図および第2図を用いて説
明する。第1図は本発明の実施例の回路構成を示し、第
2図はそのタイムチャートを示す。Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 shows the circuit configuration of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows its time chart.
第1図は本実施例をインバータに適用した場合を示し、
第1図において、直流電源1と並列にリアクトル3と限
流ヒユーズ4とインバータ制御部61の直列体と平滑コ
ンデンサ2が接続されている。インバータ制御部61と
誘導電動機5が接続されている。インバータ制御部61
はGTO11〜16とGTOII〜16の各々に環流ダ
イオード21〜26が逆並列に接続され、GTOII〜
16の各々のアノードには電流検出器31〜36が接続
されている。GTOII〜16の各々のゲートカソード
間には、ゲートパルス発生器41〜46が接続され、ゲ
ートパルス発生器41〜46はゲート制御部51によっ
て制御される。また、ゲート制御部51と電流検出器3
1は接続されている。Figure 1 shows the case where this embodiment is applied to an inverter.
In FIG. 1, a series body of a reactor 3, a current limiting fuse 4, an inverter control section 61, and a smoothing capacitor 2 are connected in parallel with a DC power supply 1. Inverter control section 61 and induction motor 5 are connected. Inverter control section 61
Freewheeling diodes 21 to 26 are connected in antiparallel to each of GTO11 to 16 and GTOII to 16, and GTOII to GTOII to
Current detectors 31 to 36 are connected to each of the 16 anodes. Gate pulse generators 41 to 46 are connected between the gate cathodes of each of GTO II to 16, and the gate pulse generators 41 to 46 are controlled by a gate control section 51. In addition, the gate control section 51 and the current detector 3
1 is connected.
GTO11〜16はゲート制御部51に制御されるゲー
トパルス発生器41〜46の出力によってオン、オフし
、誘導電動機5に交流電力を供給する。電流検出器31
〜36はGTOII〜16のアノード電流が、GTOI
I〜16の可制御アノード電流を考慮して設定した判定
値を超えた場合にゲート制御部51に異常電流判定信号
を出力する。ここで、たとえばGTQllのアノード電
流が異常に増加し電流検出器31が異常電流判定信号を
出力した場合を考える。ゲート制御部51は異常電流判
定信号を発生した電流検出器31に接続されているGT
OIIのゲートパルス発生器41にオフパルス発生信号
を出力し、ゲートパルス発生器41が異常電流のGTO
IIのオフパルスが通流し、ある時間経過後、GTOI
Iはターンオフし、異常電流をしゃ断する。この動作を
示したのが第2図である。The GTOs 11 to 16 are turned on and off by the outputs of the gate pulse generators 41 to 46 controlled by the gate control section 51, and supply AC power to the induction motor 5. Current detector 31
~36 is GTOII~16 anode current is GTOI
An abnormal current determination signal is output to the gate control section 51 when the determination value set in consideration of the controllable anode currents I to 16 is exceeded. Here, consider a case where, for example, the anode current of GTQll increases abnormally and the current detector 31 outputs an abnormal current determination signal. The gate control unit 51 is connected to the GT connected to the current detector 31 that has generated the abnormal current determination signal.
An off-pulse generation signal is output to the gate pulse generator 41 of the OII, and the gate pulse generator 41 detects the abnormal current in the GTO.
II off-pulse is applied, and after a certain period of time, GTOI
I turns off and cuts off the abnormal current. FIG. 2 shows this operation.
しかし、ゲートパルス発生器41の異常等の原因により
、オフパルスが通流できない場合には、異常電流をしゃ
断する保護ができない場合がある。However, if the off-pulse cannot flow due to an abnormality in the gate pulse generator 41 or the like, protection to cut off the abnormal current may not be possible.
この場合の動作を第3図を用いて説明する。The operation in this case will be explained using FIG.
ゲートパルス発生器41等の原因により、オフパルスが
通流されない場合は、GTOIIがターンオフしないた
め、GTOIIの異常アノード電流はさらに増加する。If the off-pulse is not passed due to the gate pulse generator 41 or the like, the abnormal anode current of the GTOII will further increase because the GTOII will not be turned off.
この場合には限流ヒユーズ4の溶断により保護を行なう
が、異常電流の上昇率が大きいとGT○素子の過電流耐
量と保護協調をとれる限流ヒユーズ4の選定が困難とな
る場合が多い、したがって、ゲートターンオフによる異
常電流しゃ断ができなかった場合には、異常電流の上昇
率を何らかの方法で抑制し限流ヒュース4との保護協調
を容易にする必要がある。このような電流抑制を目的と
してインバータ部のGT011〜16にオンパルスを通
流し、GTO11〜16をいっせいにターンオンさせ、
異常電流を分流する。In this case, protection is provided by blowing out the current limiting fuse 4, but if the rate of increase in abnormal current is large, it is often difficult to select a current limiting fuse 4 that can coordinate protection with the overcurrent withstand capacity of the GT○ element. Therefore, if the abnormal current cannot be cut off by gate turn-off, it is necessary to suppress the rate of increase of the abnormal current by some method to facilitate protection coordination with the current limiting fuse 4. For the purpose of such current suppression, an on-pulse is passed through GT011-16 of the inverter section to turn on GTO11-16 all at once.
Diverts abnormal current.
また、ゲートターンオフにより保護ができなかったこと
の検知は、電流検出器31の出力する異常電流判定信号
の発生時間と、回路やGTOの遅れ時間を考慮して、あ
らかじめ設定した設定時間の比較を行なうことにより実
現できる6すなわち。In addition, to detect failure of protection due to gate turn-off, compare the generation time of the abnormal current judgment signal output by the current detector 31 and the preset time, taking into consideration the delay time of the circuit and GTO. 6, which can be realized by doing.
ゲートターンオフによる異常電流がしゃ断できなかった
場合には、電流検出器31の異常電流判定信号の出力時
間が完走時間より長くなることを利用す。このような場
合、ゲート制御部51はゲートパルス発生器41〜46
にオンパルス発生信号を出力し、GTO1l〜16をい
っせいにターンオフさせ、異常電流を分流する。そして
、限流ヒユーズ4の溶断によってGTOを異常電流から
保護する。When the abnormal current cannot be cut off due to gate turn-off, the fact that the output time of the abnormal current determination signal from the current detector 31 is longer than the completion time is utilized. In such a case, the gate control section 51 controls the gate pulse generators 41 to 46.
An on-pulse generation signal is output to turn off the GTOs 11 to 16 all at once, and the abnormal current is shunted. The GTO is then protected from abnormal current by blowing out the current limiting fuse 4.
このように本実施例によれば、GTOのアノード電流が
異常になった場合にも、その値が小さい領域ではヒユー
ズ溶断等を伴うことなく、ゲートターンオフにより異常
電流しゃ断を行・ない、異常電流をゲートターンオフで
きなかった場合には、異常電流を複数個のGTOに分流
するようにしたことにより、GTOの永久破壊を確実に
防止し、かつ、限流ヒユーズとGTOの過電流耐量の保
護協調を容易にすることができる。As described above, according to this embodiment, even if the anode current of the GTO becomes abnormal, the abnormal current is not cut off by gate turn-off in the region where the anode current is small, without causing a fuse blowout, etc. If the gate cannot be turned off, the abnormal current is shunted to multiple GTOs to reliably prevent permanent damage to the GTO, and to ensure coordination of protection between the current limiting fuse and the overcurrent withstand capacity of the GTO. can be facilitated.
なお、以上の説明では、各々のGTOのアノード電流を
個別に監視したが、アノード電流の監視はシステムを構
成する複数個のアノード電流の合計で監視してもよい。Note that in the above description, the anode current of each GTO is individually monitored, but the anode current may be monitored using the total of a plurality of anode currents that constitute the system.
また、以上の説明は、本実施例をインバータ回路に適用
した場合であるが、GTOを用いたコンバータ等他のシ
ステムに適用できることはいうまでもない8
また、限流ヒユーズ4は電磁接触器や半導体素子であっ
てもよい。In addition, although the above description is based on the case where this embodiment is applied to an inverter circuit, it goes without saying that it can be applied to other systems such as a converter using a GTO. It may also be a semiconductor element.
本発明によれば、以下に示す効果がある。 According to the present invention, there are the following effects.
(1)高価なGTOの永久破壊を防止できる。(1) Permanent destruction of expensive GTO can be prevented.
(2) (1)の効果により、システム全体の信頼性
、あるいは、動作面での安定性等が大幅に向上する。(2) The effect of (1) significantly improves the reliability of the entire system or the operational stability.
第1図は本発明の一実施例のゲートターンオフサイリス
タの保護回路図、第2図および第3図はその動作を示す
タイムチャートである。
11〜16・・・ゲートターンオフサイリスタ、21〜
26・・・環流ダイオード、31〜36・・・電流検出
器、41〜46・・・ゲートパルス発生器、51・・・
ゲート制御部。FIG. 1 is a protection circuit diagram of a gate turn-off thyristor according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are time charts showing its operation. 11-16...Gate turn-off thyristor, 21-
26... Freewheeling diode, 31-36... Current detector, 41-46... Gate pulse generator, 51...
Gate control section.
Claims (1)
のに於いて、 前記ゲートターンオフサイリスタのアノード電流値を監
視し、その値が所定値を超えた時点以降に、前記ゲート
ターンオフサイリスタにオフパルスを通流し、前記アノ
ード電流値が所定値を超えてから一定時間後の前記アノ
ード電流が零にならない場合は、前記ゲートターンオフ
サイリスタにオンパルスを通流し、過電流を分流する手
段を設けたことを特徴とするゲートターンオフサイリス
タの保護装置。 2、特許請求の範囲第1項に於いて前記アノード電流値
を複数個の前記ゲートターンオフサイリスタの前記アノ
ード電流値の合計で監視する手段を設けたことを特徴と
するゲートターンオフサイリスタの保護装置。[Claims] 1. In protecting a plurality of gate turn-off thyristors, the anode current value of the gate turn-off thyristor is monitored, and after the value exceeds a predetermined value, the gate turn-off thyristor is An off-pulse is passed through the gate turn-off thyristor, and if the anode current does not become zero after a certain period of time after the anode current value exceeds a predetermined value, an on-pulse is passed through the gate turn-off thyristor to divert the overcurrent. A gate turn-off thyristor protection device characterized by: 2. A protection device for a gate turn-off thyristor according to claim 1, further comprising means for monitoring the anode current value as a sum of the anode current values of a plurality of gate turn-off thyristors.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23119386A JPS62100163A (en) | 1986-10-01 | 1986-10-01 | Protective device for gate turn-off thyristor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23119386A JPS62100163A (en) | 1986-10-01 | 1986-10-01 | Protective device for gate turn-off thyristor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62100163A true JPS62100163A (en) | 1987-05-09 |
Family
ID=16919794
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23119386A Pending JPS62100163A (en) | 1986-10-01 | 1986-10-01 | Protective device for gate turn-off thyristor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62100163A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH057158U (en) * | 1991-07-12 | 1993-02-02 | 株式会社ユーシン精機 | Writing board |
US6127749A (en) * | 1999-02-10 | 2000-10-03 | Nikon Corporation Of Japan | Two-dimensional electric motor |
-
1986
- 1986-10-01 JP JP23119386A patent/JPS62100163A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH057158U (en) * | 1991-07-12 | 1993-02-02 | 株式会社ユーシン精機 | Writing board |
US6127749A (en) * | 1999-02-10 | 2000-10-03 | Nikon Corporation Of Japan | Two-dimensional electric motor |
US6455956B1 (en) | 1999-02-10 | 2002-09-24 | Nikon Corporation | Two-dimensional electric motor |
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