JPS6259548B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はゲートターンオフサイリスタのゲー
ト駆動回路に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a gate drive circuit for a gate turn-off thyristor.

通常のサイリスタはターンオンパルスのみ与え
ればよいが、ゲートターンオフサイリスタではタ
ーンオフパルスも必要であるためゲート駆動回路
が複雑となる。 For a normal thyristor, only a turn-on pulse needs to be applied, but for a gate turn-off thyristor, a turn-off pulse is also required, making the gate drive circuit complicated.

第１図イは従来知られているゲートターンオフ
サイリスタのゲート駆動回路第１図ロはその動作
波形説明図を示し、第１図イ中はターンオンパル
ス供給用電流、２はターンオフパルス供給用電
源、３はターンオンパルス供給用の第１のスイツ
チ、４はターンオフパルス供給用の第２のスイツ
チ、５はゲートターンオフサイリスタ、６はパル
ストランス、７はその一次巻線、８はその二次巻
線である。 FIG. 1A shows a conventionally known gate drive circuit for a gate turn-off thyristor. FIG. 1B shows an explanatory diagram of its operating waveforms. 3 is a first switch for supplying turn-on pulses, 4 is a second switch for supplying turn-off pulses, 5 is a gate turn-off thyristor, 6 is a pulse transformer, 7 is its primary winding, and 8 is its secondary winding. be.

第１図イにおいて、仮にパルストランス６が設
けられていずスイツチ３の図面では固定接点側お
よびスイツチ４の図面では固定接点側がサイリス
タ５のゲートに直接接続されていると仮定すれ
ば、それでもターンオンパルス、ターンオフパル
ス共サイリスタ５に伝達することはできる。しか
しながら、実際上は、電源１，２およびスイツチ
３，４の電位は他と絶縁されている必要があり、
またサイリスタ５のゲートは大きな電流を取扱つ
ているので、大きな電流を開閉できるスイツチ
３，４が必要である。 In Fig. 1A, if it is assumed that the pulse transformer 6 is not provided and that the fixed contact side in the drawing of the switch 3 and the fixed contact side in the drawing of the switch 4 are directly connected to the gate of the thyristor 5, the turn-on pulse still remains. , the turn-off pulse can be transmitted to the thyristor 5. However, in reality, the potentials of the power supplies 1 and 2 and the switches 3 and 4 need to be insulated from others.
Furthermore, since the gate of the thyristor 5 handles a large current, switches 3 and 4 that can open and close a large current are required.

絶縁とスイツチ３，４の電流容量の節約を考え
て第１図イのようにパルストランス６を介在させ
ると、第１図ロに示されたようにターンオンパル
スを切るときパルストランス内の磁束Φが残つて
いてそれによりターンオンと逆方向の電圧がパル
ストランス二次側に生じ、サイリスタ５を中途半
端にターンオフして破壊させてしまう可能性があ
る。また、ターンオフパルスが切れるときも、パ
ルストランスに残つている磁束がターンオン方向
の電圧を生ぜしめてサイリスタを誤点弧させてし
まう恐れがある。 If a pulse transformer 6 is interposed as shown in Figure 1A in order to save insulation and the current capacity of switches 3 and 4, the magnetic flux Φ in the pulse transformer when the turn-on pulse is cut is reduced as shown in Figure 1B. remains, and as a result, a voltage in the opposite direction to turn-on occurs on the secondary side of the pulse transformer, potentially turning off the thyristor 5 prematurely and destroying it. Further, even when the turn-off pulse is cut off, the magnetic flux remaining in the pulse transformer may generate a voltage in the turn-on direction, causing the thyristor to fire incorrectly.

以上の理由でターンオフサイリスタのゲート駆
動をパルストランスを介して行なうのは困難であ
つた。 For the above reasons, it has been difficult to drive the gate of the turn-off thyristor via a pulse transformer.

この発明の目的は、パルストランス使用による
根本的な欠点を除去し、パルストランス使用によ
る利点を生かす方式のゲートターンオフサイリス
タのゲート駆動回路を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a gate drive circuit for a gate turn-off thyristor that eliminates the fundamental disadvantages of using a pulse transformer and takes advantage of the advantages of using a pulse transformer.

次にこの発明を実施例に基いて詳細に説明す
る。 Next, the present invention will be explained in detail based on examples.

第２図イはこの発明の一実施例、第２図ロはそ
の動作波形説明図を示すもので、この第２図イの
構成は第１図イに対して付加的スイツチ９と抵抗
等の限流要素１０との直列回路をパルストランス
の一次巻線およびターンオフパルス供給用電源と
閉ループ回路をなすように付加接続したものであ
る。他の構成要素は第１図イで用いたのと同じ参
照番号を用いて示されており、これは後に説明す
る第３図イにおいても同様である。 FIG. 2A shows one embodiment of the present invention, and FIG. 2B shows an explanatory diagram of its operating waveforms.The configuration of FIG. A series circuit with the current limiting element 10 is additionally connected to the primary winding of the pulse transformer and the turn-off pulse supply power source to form a closed loop circuit. Other components are indicated using the same reference numerals as used in FIG. 1A, and this also applies to FIG.

付加的スイツチ９は第２図ロに示すようにター
ンオフパルスの供給開始時点からその直後に続く
ターンオンパルスの供給開始時点までの期間中オ
ン状態となるように設計される。なお、スイツチ
３，４および９は図面では機械的スイツチの形で
示されているが、実際上は電子スイツチ等制御信
号或いは回路状態に応答して自動的に開閉される
スイツチを用いることができ、それ故、そのよう
なスイツチ９を上記したようなタイミングで開閉
するのは容易であり、スイツチ９に対する開閉制
御回路は省略してある。 The additional switch 9 is designed to be in the ON state during the period from the start of supply of the turn-off pulse to the time of the start of supply of the turn-on pulse that immediately follows, as shown in FIG. 2B. Although the switches 3, 4, and 9 are shown as mechanical switches in the drawings, in reality, switches such as electronic switches that are automatically opened and closed in response to control signals or circuit conditions can be used. Therefore, it is easy to open and close such a switch 9 at the above timing, and the opening and closing control circuit for the switch 9 is omitted.

第２図イの構成によれば、ターンオフパルスの
供給開始時点からその直後に続くターンオンパル
スの供給開始時点までの期間中スイツチ９および
限流要素１０によりパルストランス６に予め選定
した値の負の励磁を与えることにより、磁束はタ
ーンオフパルスが供給される毎に−Φｍ（前記予
め選定した値の負の励磁のみが与えられている状
態でのパルストランスにおける磁束の値）に漸近
してそこに保持され、また、ターンオンパルスの
供給毎に基準レベルに漸近してそこに保持され
る。 According to the configuration shown in FIG. 2A, during the period from the start of supply of a turn-off pulse to the start of supply of a turn-on pulse that immediately follows, the switch 9 and the current limiting element 10 cause the pulse transformer 6 to receive a negative value of a preselected value. By applying excitation, the magnetic flux asymptotically approaches -Φm (the value of the magnetic flux in the pulse transformer in a state where only negative excitation of the preselected value is applied) every time a turn-off pulse is supplied and reaches there. and is held there asymptotically to the reference level with each application of the turn-on pulse.

更に具体的には、ｋが巻数等で決まる定数、ｅ
がパルス電圧、ｔがパルス幅を表わすものとする
と、 Φｍ＞ket すなわち、パルスの電圧時間積を特定の値以下に
することにより、パルスを切つたときそのパルス
を切る直前に存在していたのと逆極性の電圧が出
ないようにすることができる。 More specifically, k is a constant determined by the number of turns, etc., and e
If t represents the pulse voltage and t represents the pulse width, then Φm＞ket In other words, by making the voltage-time product of the pulse less than a certain value, when the pulse is cut, the value that existed immediately before the pulse is cut is This can prevent voltages of opposite polarity from appearing.

第３図イは本発明の変形例、第３図ロはその動
作波形説明図を示すもので、これは第２図イの構
成に対して第２の付加的スイツチ１１と限流素子
１２との直列回路を更に設け、かつ、パルストラ
ンス６には二次巻線８に対して巻線部分７よりも
大きな巻線比を与える付加的巻線部分１３を設け
たものである。第３図イは巻線部分７と巻線部分
１３とが同じ巻数を有する場合を例示している。
スイツチ９は第３図ロに示すようにターンオンパ
ルスの供給開始時点からその直後に続くターンオ
フパルスの供給開始時点までの期間中オン状態と
なるように設計され、その期間中ターンオンパル
ス供給用電源によりパルストランス６に予め選定
した値の正の励磁を与える。 FIG. 3A shows a modification of the present invention, and FIG. 3B shows an explanatory diagram of its operating waveforms. Further, the pulse transformer 6 is provided with an additional winding section 13 which gives a larger winding ratio to the secondary winding 8 than that of the winding section 7. FIG. 3A illustrates a case where the winding portion 7 and the winding portion 13 have the same number of turns.
As shown in FIG. 3B, the switch 9 is designed to remain on during the period from the start of supply of the turn-on pulse to the start of supply of the turn-off pulse that immediately follows, and during that period, the switch 9 is operated by the power supply for supplying the turn-on pulse. Positive excitation of a preselected value is applied to the pulse transformer 6.

この第３図イの構成は、磁束Φの変化幅を−Φ
ｍから＋Φｍまでに拡げてパルストランスの鉄心
の能力を２倍に拡大し大きなパルスを伝える効果
を有し、更には、巻線部分１３の追加により前述
した予め選定した値の励磁を与えるのに必要な励
磁電流を減少させ、限流要素１０，１２における
電力の損失を減少させる効果も有する。ただし、
巻線部分１３の追加が無くても鉄心の能力を拡大
する効果は与えられるので、スイツチ１１と限流
要素１２との直列回路およびスイツチ９と限流要
素１０との直列回路をスイツチ３および４の図面
では固定接点側が接続されているパルストランス
の点に接続したとしても、第３図イの回路は満足
な動作を与える。更に、第３図イの回路におい
て、センタタツプ巻線を利用して電源１，２を一
つにまとめたり、別の励磁巻線を設ける等の変形
も可能である。 The configuration shown in Figure 3A allows the range of change in magnetic flux Φ to be -Φ
m to +Φm, it has the effect of doubling the capacity of the core of the pulse transformer and transmitting large pulses, and furthermore, by adding the winding part 13, it can provide the excitation of the previously selected value. It also has the effect of reducing the required excitation current and reducing power losses in the current limiting elements 10, 12. however,
Since the effect of expanding the core capacity can be achieved even without adding the winding portion 13, the series circuit of the switch 11 and the current limiting element 12 and the series circuit of the switch 9 and the current limiting element 10 are connected to the switches 3 and 4. Even if the fixed contact side is connected to the point of the connected pulse transformer in the drawing, the circuit shown in FIG. 3A provides satisfactory operation. Further, the circuit shown in FIG. 3A can be modified by combining the power supplies 1 and 2 into one using a center-tap winding, or by providing a separate excitation winding.

以上の説明から理解されるように、この発明に
よれば従来ゲートターンオフサイリスタの駆動に
使用できなかつたパルストランスを使用でき、そ
の付随的効果として、(1)絶縁された二つの直流電
源をゲートターンオフサイリスタ毎に用意する必
要がない、(2)パルストランスの巻線比を適当に定
めることにより付加的スイツチ素子の電流容量を
節約することができる、等の利点が与えられる。 As can be understood from the above explanation, according to the present invention, a pulse transformer that could not be used to drive a gate turn-off thyristor can be used, and as an additional effect, (1) two isolated DC power supplies can be gated. It is not necessary to prepare a turn-off thyristor for each turn-off thyristor, and (2) the current capacity of the additional switch element can be saved by appropriately determining the winding ratio of the pulse transformer.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図イは従来知られているゲートターンオフ
サイリスタのゲート駆動回路を示す図、第１図ロ
は第１図イに対する動作波形説明図、第２図イは
この発明の一実施例を示す図、第２図ロは第２図
イに対する動作波形説明図、第３図イはこの発明
の変形例を示す図、第３図ロは第３図イに対する
動作波形説明図である。 １……ターンオンパルス供給用電源、２……タ
ーンオフパルス供給用電源、３……第１のスイツ
チ、４……第２のスイツチ、５……ゲートターン
オフサイリスタ、６……パルストランス、７……
一次巻線、８……二次巻線、９……第１の付加的
スイツチ、１０……限流要素、１１……第２の付
加的スイツチ、１２……限流要素。 FIG. 1A is a diagram showing a gate drive circuit of a conventionally known gate turn-off thyristor, FIG. 1B is an explanatory diagram of operating waveforms for FIG. 1A, and FIG. , FIG. 2(b) is an explanatory diagram of operating waveforms for FIG. 2(a), FIG. 3(a) is a diagram showing a modification of the present invention, and FIG. 3(b) is an explanatory diagram of operating waveforms for FIG. 3(a). DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Power source for supplying turn-on pulses, 2... Power source for supplying turn-off pulses, 3... First switch, 4... Second switch, 5... Gate turn-off thyristor, 6... Pulse transformer, 7...
Primary winding, 8... Secondary winding, 9... First additional switch, 10... Current limiting element, 11... Second additional switch, 12... Current limiting element.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １ パルストランスを介してターンオンパルスお
よびターンオフパルスをゲートターンオフサイリ
スタのゲートに供給することによりこのサイリス
タのゲート駆動を行なう回路において、ターンオ
フパルスの供給開始時点もしくは遅くともその供
給停止時点からその後に続くターンオンパルスの
供給開始時点までの期間前記パルストランスにタ
ーンオフパルス供給のための励磁と同じ極性の励
磁を与える付加的励磁回路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ゲート駆動回
路。1. In a circuit that drives the gate of a gate turn-off thyristor by supplying a turn-on pulse and a turn-off pulse to the gate of the gate turn-off thyristor via a pulse transformer, the turn-on pulse that continues from the time when the supply of the turn-off pulse starts or at the latest from the time when the supply stops. 1. A gate drive circuit for a gate turn-off thyristor, characterized in that an additional excitation circuit is provided to provide excitation of the same polarity as excitation for supplying turn-off pulses to the pulse transformer for a period up to the start of supply of turn-off pulses.