JPS6345008Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はGTO素子の保護装置に関する。

周知のようにGTO素子をゲート信号によりタ
ーンオフさせるとき、アノード電流をバイパスさ
せる手段がとられる。この場合、電圧立上り率
dv／dtが大きいと、GTO素子の遮断耐量が低下
するので、後述のスナバ回路が用いられる。第１
図はスナバ回路を備えたGTO素子の電気的な回
路図で、この第１図において、１はGTO素子で、
この素子１のアノード、カソード間には放電抵抗
２とコンデンサ３との直列回路を接続し、さらに
抵抗２と並列に図示極性のダイオード４を接続す
る。この第１図において、放電抵抗２、コンデン
サ３及びダイオード４よりなる回路がスナバ回路
５である。このようにスナバ回路５をGTO素子
１に接続する際には所定のリード線を用いて行な
う。例えば第１図において、GTO素子１のアノ
ード→ダイオード４→コンデンサ３→GTO素子
１のカソード間をリード線６ａ，６ｂで接続する
とき、そのリード線６ａ，６ｂのインダクタンス
分Ｌが大きいと、このＬとGTO素子１のアノー
ド電流減衰率di／dtによつてGTO素子１の両端
には第２図に点線で示すような過電圧V_SIが発生
する。前記di／dtは普通数1000A／μsにもなるの
で、前記したリード線６ａ，６ｂによる微少イン
ダクタンスが問題になる。

ここで第１図の回路の具体的構成を第３図に示
す。第３図において、GTO素子１は平形に形成
したものが使用され、その素子１は冷却フイン７
ａ，７ｂに挾持され、かつ締付クランプ８により
所定の圧力に締付けられる。前記リード線６ａ，
６ｂをGTO素子１のアノード、カソード側に接
続する場合は配線作業性から冷却フイン７ａ，７
ｂの端面に図示のように接続される。なお、リー
ド線６ａ，６ｂは通常配線インダクタンス分Ｌを
極力小さくなるように絶縁偏平平行導体、リボン
平行ケーブル、あるいは燃線が用いられる。しか
し、スナバ回路５を通して流れるバイパス電流は
第３図に矢印で示すように冷却フイン７ａ，７ｂ
の内面を通して流れる。この電流は冷却フイン７
ａ，７ｂとGTO素子１及び冷却フインの端面に
接続されるリード線６ａ，６ｂとで囲まれる空間
部９を形成する閉ループ回路に流れ、このループ
によつてインダクタンスが新に生じ、スパイク電
圧が発生して、GTO素子の遮断耐量の低下を招
いていた。

この考案は上記の欠点を除去し、GTO素子の
ターンオフ時のスパイク電圧を抑えてGTO素子
の遮断耐量の向上を図るようにしたGTO素子の
保護装置を提供することを目的とする。

以下図面を参照してこの考案の一実施例を説明
するに第１図及び第３図と同一部分は同一符号を
付して示す。第４図Ａ，Ｂにおいて、１０は導電
性の板体をＵ字形状に形成した補助導体で、この
補助導体１０は第４図Ａに示すように逆Ｕ字状に
して前記空間部９内に配装される。前記補助導体
１０の一端部はGTO素子１を冷却フイン７ａ，
７ｂ間に挾持する以前に、冷却フイン７ｂの素子
取付面に予め固定しておく。そして導体１０の他
端部はリード線６ｂとともに冷却フイン７ｂの端
面にビス１１により螺着される。補助導体１０の
一面部１０ａは冷却フイン７ａの底面部と近接し
て対向配置状態となるので、万一その底面部と接
触しても短絡状態とならないように絶縁被膜が形
成されている。また、絶縁被膜を形成しない裸導
体の場合には前記底面部との間隙はGTO素子１
の両端に印加される電圧に充分耐えるだけの空間
距離をとるようにする。

通常、冷却フイン７ａ，７ｂ間の距離はGTO
素子１の厚み（15〜20mm）に等しいから交流
400Vで用いる場合には補助導体１０を絶縁被膜
するのが好ましい。

上述のようにして、補助導体１０を空間部９内
に配設するとその空間部の容積は第４図Ａの網目
状に示す空間領域になる。この空間領域は第３図
の空間部９の面積だけを見ても約1/8程度になる。
なお、このときのインダクタンス分は従来に比較
して約1/3に低下する。このことが実験により確
認された。このため、GTO素子１のターンオフ
時のスパイク電圧は著く低下し、GTO素子の遮
断耐量は20％も向上した。

第５図はこの考案の他の実施例を示すもので、
第４図Ａ，Ｂと同一部分は同一符号を付して示
す。第５図は冷却フイン７ａ，７ｂのフインの形
状が異なるものの実施例で、この実施例ではフイ
ン部１２ａ，１２ｂ間にＵ字形状に形成された第
１、第２補助導体１３，１４を近接配置したもの
である。このように第１、第２補助導体１３，１
４でフイン部１２ａ，１２ｂ間の空間部の容積を
縮少させることによつてインダクタンスを大巾に
低減できるので、前記と同様の効果が得られる。

以上述べたように、この考案によれば、冷却フ
インとスナバ回路のリード線及びGTO素子で形
成されるスナバ回路のバイパス電流による閉ルー
プ内の容積を著しく縮少する補助導体を配設した
ので、閉ループによるインダクタンスの増大を抑
えることができ、GTO素子のターンオフ時のス
パイク電圧を著く抑え、GTO素子の遮断耐量の
向上を図ることができる等の種々の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はスナバ回路を備えたGTOの電気的な
回路図、第２図はGTO素子のターンオフ時のア
ノード電流、電圧特性曲線図、第３図は従来の具
体的な構成説明図、第４図Ａ，Ｂはこの考案の一
実施例を示すもので、第４図Ａは正面図、第４図
Ｂは平面図、第５図はこの考案の他の実施例を示
す要部の正面図である。 １……GTO素子、５……スナバ回路、６ａ，
６ｂ……リード線、７ａ，７ｂ……冷却フイン、
１０……補助導体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 平形GTO素子のカソード、アノード間を冷却
   フインで挾持圧接し、前記GTO素子がターンオ
   フするときのdv／dt抑制用のコンデンサ、ダイ
   オード及び抵抗からなるスナバ回路を前記一対の
   冷却フインの端部にリード線で各別に接地してな
   るGTO装置において、前記リード線が接続され
   る冷却フイン部位と、GTO素子が挾持される冷
   却フイン部位及び一対の冷却フインで形成される
   空間部領域内に、一方の冷却フインと直流電位的
   に同電位となる補助導体を、他方の冷却フインに
   近接して配設したことを特徴とするGTO素子の
   保護装置。