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JP5405248B2 - Self-excited power conversion device and gate timing adjustment method thereof - Google Patents
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JP5405248B2 - Self-excited power conversion device and gate timing adjustment method thereof - Google Patents

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JP5405248B2 JP2009214170A JP2009214170A JP5405248B2 JP 5405248 B2 JP5405248 B2 JP 5405248B2 JP 2009214170 A JP2009214170 A JP 2009214170A JP 2009214170 A JP2009214170 A JP 2009214170A JP 5405248 B2 JP5405248 B2 JP 5405248B2
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Description

本発明は、自励式電力変換装置及びそのゲートタイミング調整方法に係り、特に、直流電圧が高く、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)などの自己消弧形半導体スイッチング素子を直列接続して使用する自励式電力変換装置及びそのゲートタイミング調整方法に関する。   The present invention relates to a self-excited power conversion device and a gate timing adjustment method thereof, and more particularly, a self-excited type using a self-extinguishing semiconductor switching element such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) connected in series. The present invention relates to a power conversion device and a gate timing adjustment method thereof.

自己消弧形半導体スイッチング素子を直列接続して使用する自励式電力変換装置は、通常高電圧仕様となっている。このため、各々の自己消弧形半導体スイッチング素子のゲートにパルス信号を供給するための駆動回路には信号絶縁が必要となり、光信号が与えられるのが普通である。   A self-excited power converter using self-extinguishing semiconductor switching elements connected in series usually has a high voltage specification. For this reason, the drive circuit for supplying a pulse signal to the gate of each self-extinguishing semiconductor switching element requires signal insulation, and is usually supplied with an optical signal.

駆動回路に与えられる光信号は、基準ゲート信号発生部からライトガイド(光ファイバ)を介して伝達される。そして、個々の信号の調整を容易に行なうためには、自己消弧形半導体スイッチングデバイスの直列数に見合うライトガイドの本数が必要となる。   The optical signal given to the drive circuit is transmitted from the reference gate signal generator through a light guide (optical fiber). In order to easily adjust individual signals, the number of light guides corresponding to the number of self-extinguishing semiconductor switching devices in series is required.

これに対し、基準ゲート信号発生部から駆動回路までのライトガイドを共通とし、駆動回路側でこの信号を光分配回路によって分岐すると共に、自己消弧形半導体スイッチングデバイスの個々のコレクタ電圧を検出して電圧クランプを行なうことによって電圧バランスを保持するようにする提案が為されている(例えば特許文献1参照。)。   On the other hand, the light guide from the reference gate signal generator to the drive circuit is shared, and this signal is branched by the optical distribution circuit on the drive circuit side, and the individual collector voltage of the self-extinguishing semiconductor switching device is detected. Thus, a proposal has been made to maintain voltage balance by performing voltage clamping (see, for example, Patent Document 1).

特開2003−33004号公報(第2−3頁、図1)Japanese Patent Laying-Open No. 2003-33004 (page 2-3, FIG. 1)

特許文献1に示された技術は、光分配回路で光ケーブルから得られた光を細分化する方式である。このため、ゲート駆動のためのオンオフ信号の同時性は確保できるが、スイッチング素子の特性ばらつきによる電圧アンバランスを改善する手段として、ゲート駆動回路自身が有する電圧クランプ機能に頼るため、クランプ電圧以下にアンバランスを改善することはできず、場合によってはスイッチング素子が過電圧状態となる恐れがある。   The technique disclosed in Patent Document 1 is a method of subdividing light obtained from an optical cable by an optical distribution circuit. For this reason, it is possible to ensure the on-off signal simultaneity for driving the gate, but as a means to improve the voltage imbalance due to variations in the characteristics of the switching elements, it relies on the voltage clamping function of the gate driving circuit itself, so it is below the clamping voltage. Unbalance cannot be improved, and in some cases, the switching element may be in an overvoltage state.

また、このようにライトガイドを直接分配する方式は、主回路の自己消弧形半導体スイッチング素子の直列数が変化した場合、光分配回路の変更が必要となると共に低圧側制御回路のLED光度を調整しなければならない煩雑さがあった。   In addition, in this way, the light guide is directly distributed, if the number of series of self-extinguishing semiconductor switching elements of the main circuit changes, the light distribution circuit needs to be changed and the LED light intensity of the low-voltage side control circuit is changed. There was a complication that had to be adjusted.

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、ライトガイドとしての光ファイバの本数を削減し、素子の特性ばらつきによる電圧アンバランスを更に低減すると共に、直列数の増加変更を容易に行なうことが可能な駆動回路を有する自励式電力変換装置及びそのゲートタイミング調整方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and reduces the number of optical fibers as light guides, further reduces voltage imbalance due to variations in element characteristics, and easily changes the number of series. It is an object of the present invention to provide a self-excited power conversion device having a drive circuit that can be used and a gate timing adjustment method thereof.

上記目的を達成するために、本発明の第1の発明である自励式電力変換装置は、同時スイッチングすべく直列接続された複数個の自己消弧形半導体スイッチング素子と、前記各々の自己消弧形半導体スイッチング素子を駆動するための複数個のゲート駆動回路と、前記ゲート駆動回路に与える基準ゲート信号であるオンオフ信号を遠隔から光によって絶縁して供給する光伝送手段と、前記光伝送手段によって伝送されたオンオフ信号を受光して第1の電気信号に変換し、この第1の電気信号を前記各々のゲート駆動回路用に分配して再び光信号に変換する光分配回路と、前記光分配回路の各々の出力であるパルス信号を前記複数個のゲート駆動回路に夫々供給するライトガイドとを具備し、前記各々のゲート駆動回路は、前記パルス信号を受光して第2の電気信号に変換し、このオンオフタイミングを調整するタイミング調整手段を介して前記複数個の自己消弧形半導体スイッチング素子を夫々駆動するようにし、前記光分配回路を1枚の基板に実装すると共に、前記ゲート駆動回路の何れかを1枚の基板に実装し、両者の基板を密着して配置するようにしたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, a self-excited power conversion device according to a first aspect of the present invention includes a plurality of self-extinguishing semiconductor switching elements connected in series for simultaneous switching, and each of the self-extinguishing semiconductor switching devices. A plurality of gate driving circuits for driving the semiconductor switching element, an optical transmission means for remotely supplying and supplying an on / off signal, which is a reference gate signal to be supplied to the gate driving circuit, by the light, and the optical transmission means An optical distribution circuit that receives the transmitted on / off signal and converts it into a first electric signal, distributes the first electric signal to each of the gate drive circuits, and converts it back into an optical signal, and the optical distribution A light guide for supplying a pulse signal, which is an output of each circuit, to each of the plurality of gate driving circuits, and each of the gate driving circuits receives the pulse signal. To the second and converted to an electrical signal, the on-off timing via the timing adjustment means for adjusting so as to respectively drive the plurality of self-turn-off semiconductor switching devices, one substrate of said optical distribution circuit In addition, one of the gate drive circuits is mounted on a single substrate, and the two substrates are arranged in close contact with each other.

また、本発明の第2の発明である自励式電力変換装置は、同時スイッチングすべく直列接続された複数個の自己消弧形半導体スイッチング素子と、前記各々の自己消弧形半導体スイッチング素子を駆動するための複数個のゲート駆動回路と、前記ゲート駆動回路に与える基準ゲート信号であるオンオフ信号を遠隔から光によって絶縁して供給する光伝送手段と、前記光伝送手段によって伝送されたオンオフ信号を受光して第1の電気信号に変換し、この第1の電気信号を前記各々のゲート駆動回路用に分配して再び光信号に変換する光分配回路と、前記光分配回路の各々の出力であるパルス信号を前記複数個のゲート駆動回路に夫々供給するライトガイドとを具備し、前記光分配回路は、前記分配された第1の電気信号のオンオフタイミングを調整するタイミング調整手段を有し、前記光分配回路を1枚の基板に実装すると共に、前記ゲート駆動回路の何れかを1枚の基板に実装し、両者の基板を密着して配置するようにしたことを特徴としている。 A self-excited power conversion device according to a second aspect of the present invention drives a plurality of self-extinguishing semiconductor switching elements connected in series for simultaneous switching and each of the self-extinguishing semiconductor switching elements. A plurality of gate driving circuits, an optical transmission means for remotely supplying an on / off signal as a reference gate signal to be supplied to the gate driving circuit by light, and an on / off signal transmitted by the optical transmission means. An optical distribution circuit that receives the light and converts it into a first electric signal, distributes the first electric signal to each of the gate drive circuits and converts it back into an optical signal, and outputs of each of the optical distribution circuits. A light guide for supplying a pulse signal to each of the plurality of gate drive circuits, and the light distribution circuit includes on / off timing of the distributed first electric signal. Have a timing adjustment means for adjusting, with mounting the optical distribution circuit on one substrate, said implement either of the gate driving circuit on one substrate, so as to disposed in close contact with both the substrate It is characterized in that the.

更に、本発明の第3の発明である自励式電力変換装置のゲートタイミング調整方法は、同時スイッチングすべく直列接続された複数個の自己消弧形半導体スイッチング素子と、前記各々の自己消弧形半導体スイッチング素子を駆動するための複数個のゲート駆動回路と、前記ゲート駆動回路に与える基準ゲート信号であるオンオフ信号を遠隔から光によって絶縁して供給する光伝送手段と、前記光伝送手段によって伝送されたオンオフ信号を受光して第1の電気信号に変換し、この第1の電気信号を前記複数個のゲート駆動回路用に各々分配し、夫々オンオフタイミングを調整するタイミング調整手段を介して再び光信号に変換する光分配回路と、前記光分配回路の各々の出力であるパルス信号を前記複数個のゲート駆動回路に夫々供給するライトガイドとを具備した自励式電力変換装置において、高電位側筐体に配置された前記光分配回路を低電位側に移動し、前記ライトガイドを調整用のライトガイドに変更接続し、必要な制御電源を接続して前記光分配回路を作動させ、前記タイミング調整手段を調整するようにしたことを特徴としている。   Furthermore, a gate timing adjustment method for a self-excited power conversion device according to a third aspect of the present invention includes a plurality of self-extinguishing semiconductor switching elements connected in series for simultaneous switching, and each of the self-extinguishing semiconductor switching devices. A plurality of gate driving circuits for driving the semiconductor switching element; an optical transmission means for supplying an on / off signal, which is a reference gate signal to be supplied to the gate driving circuit, by insulating light remotely; and transmission by the optical transmission means The received on / off signal is received and converted into a first electric signal, and the first electric signal is distributed to each of the plurality of gate driving circuits, and again through timing adjusting means for adjusting the on / off timing, respectively. An optical distribution circuit for converting into an optical signal and a pulse signal that is an output of each of the optical distribution circuits are supplied to the plurality of gate drive circuits, respectively. In the self-excited power conversion device equipped with the light guide, the light distribution circuit arranged in the high-potential side housing is moved to the low-potential side, the light guide is changed and connected to the adjustment light guide, and the necessary control is performed. The timing adjusting means is adjusted by connecting a power source to operate the light distribution circuit.

この発明によれば、光ファイバの本数を削減し、素子の特性ばらつきによる電圧アンバランスを更に低減すると共に、直列数の増加変更を容易に行なうことが可能な駆動回路を有する自励式電力変換装置及びそのゲートタイミング調整方法を提供することが可能となる。   According to the present invention, a self-excited power conversion device having a drive circuit that can reduce the number of optical fibers, further reduce voltage imbalance due to variations in element characteristics, and easily change the number of series. And a gate timing adjustment method thereof.

本発明の実施例1に係る自励式電力変換装置の回路構成図。1 is a circuit configuration diagram of a self-excited power conversion device according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 本発明の実施例1に係る自励式電力変換装置の光/電気/光による光分配回路の電源構成図。1 is a power supply configuration diagram of an optical / electrical / optical light distribution circuit of a self-excited power conversion device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 本発明の実施例2に係る自励式電力変換装置の回路構成図。The circuit block diagram of the self-excitation power converter device which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例2に係る自励式電力変換装置における電圧アンバランスの初期調整時の状態を示す回路構成図。The circuit block diagram which shows the state at the time of the initial adjustment of the voltage imbalance in the self-excitation power converter device which concerns on Example 2 of this invention.

以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

以下、本発明の実施例1に係る自励式電力変換装置を図1及び図2を参照して説明する。   Hereinafter, a self-excited power conversion device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

図1は、本発明の実施例1に係る自励式電力変換装置の回路構成図である。図1において、高電位側筐体1には、n個の直列接続されたスイッチング素子11〜1n、ゲート駆動回路21〜2n、光分配回路91、ライトガイド41〜4nが収納されている。スイッチング素子11〜1nはIGBTなどの自己消弧形半導体スイッチング素子であり、同時スイッチングすべく直列接続されている。そしてこれらのスイッチング素子を用いて自励式電力変換装置の電力変換器の主回路アームを構成する。尚、同時スイッチングすべく直列接続された他のスイッチング素子、主回路アームについては、これらの図示を省略している。また、光分配回路91がゲート駆動回路21内に図示されているが、これは後述するようにライトガイド41〜4n等の配線を最短とするため、ゲート駆動回路21の基板に光分配回路91の基板を密着させて配置していることを意味している。   1 is a circuit configuration diagram of a self-excited power conversion device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the high-potential side housing 1 houses n series-connected switching elements 11 to 1n, gate drive circuits 21 to 2n, light distribution circuit 91, and light guides 41 to 4n. The switching elements 11 to 1n are self-extinguishing semiconductor switching elements such as IGBTs, and are connected in series for simultaneous switching. And the main circuit arm of the power converter of a self-excited power converter is comprised using these switching elements. Note that illustration of other switching elements and main circuit arms connected in series for simultaneous switching is omitted. Further, although the light distribution circuit 91 is shown in the gate drive circuit 21, the light distribution circuit 91 is provided on the substrate of the gate drive circuit 21 in order to minimize the wiring of the light guides 41 to 4 n as will be described later. This means that the substrates are placed in close contact with each other.

スイッチング素子11〜1nのゲート信号用として、図示しない基準ゲート信号発生部から与えられるオンオフ信号Pon/Poffを発光ダイオード50によって光変換したパルス信号をライトガイド4によって絶縁しながら光分配回路91に与えている。すなわち、発光ダイオード50及びライトガイド4は光伝送手段を構成している。そして光分配回路91から各々のゲート駆動回路21〜2nに対し夫々ライトガイド41〜4nを介して光変換したパルス信号を供給する。   As a gate signal for the switching elements 11 to 1n, a pulse signal obtained by optically converting an on / off signal Pon / Poff given from a reference gate signal generator (not shown) by the light emitting diode 50 is given to the light distribution circuit 91 while being insulated by the light guide 4. ing. That is, the light emitting diode 50 and the light guide 4 constitute an optical transmission means. Then, the optical distribution circuit 91 supplies pulse signals obtained by optical conversion to the gate drive circuits 21 to 2n via the light guides 41 to 4n, respectively.

光分配回路91は、ライトガイド4から与えられる光信号を光受信器30によって受信して電気信号に変換し、電気バッファ回路71〜7nによって電気信号を分配し、夫々光送信器51〜5nによって電気光変換して光信号を出力する。すなわち光分配回路91は光/電気/光による分配回路を構成している。   The optical distribution circuit 91 receives the optical signal given from the light guide 4 by the optical receiver 30 and converts it into an electric signal, distributes the electric signal by the electric buffer circuits 71 to 7n, and the optical transmitters 51 to 5n respectively. The optical signal is converted into an optical signal. That is, the light distribution circuit 91 constitutes a light / electricity / light distribution circuit.

光送信器51〜5nから出力される光信号は、夫々ライトガイド41〜4nを介してゲート駆動回路21〜2nの光受信器31〜3nに与えられる。光受信器31〜3nによって電気信号に変換されたパルス信号は、夫々タイミング調整器61〜6nを介して増幅部81〜8nに伝達する。そして、増幅部81〜8nはスイッチング素子11〜1nを夫々駆動する。   The optical signals output from the optical transmitters 51 to 5n are given to the optical receivers 31 to 3n of the gate drive circuits 21 to 2n through the light guides 41 to 4n, respectively. The pulse signals converted into electrical signals by the optical receivers 31 to 3n are transmitted to the amplifying units 81 to 8n via the timing adjusters 61 to 6n, respectively. The amplifiers 81 to 8n drive the switching elements 11 to 1n, respectively.

図2は、実施例1に係る自励式電力変換装置の光/電気/光による光分配回路の電源構成図である。光/電気/光による光分配回路91の制御電源は直流電圧VCCからDC/DCコンバータ91Sを介して得るようにしている。一方、ゲート駆動回路21の制御電源は直流電圧VDDからDC/DCコンバータ21Sを介して得ている。そして図示したようにこれらの制御電源をVin1として共通化している。これにより光分配回路91の制御電源の電位固定が行われ、その結果電気バッファ回路71〜7nは安定して動作することが可能となる。   FIG. 2 is a power supply configuration diagram of the light / electricity / light optical distribution circuit of the self-excited power conversion device according to the first embodiment. The control power source of the light / electricity / light optical distribution circuit 91 is obtained from the direct-current voltage VCC via the DC / DC converter 91S. On the other hand, the control power supply of the gate drive circuit 21 is obtained from the direct-current voltage VDD via the DC / DC converter 21S. As shown in the figure, these control power supplies are shared as Vin1. As a result, the potential of the control power supply of the light distribution circuit 91 is fixed, and as a result, the electric buffer circuits 71 to 7n can operate stably.

尚、ゲート駆動回路21のDC/DCコンバータ21Sはスイッチング素子11が故障して過電流状態となって出力低下しても、光/電気/光による光分配回路91の電源入力が停止してしまわないように過電流(Over Current:以下OC)による制御電源の出力停止機能を付加しておくことが望ましい。ただし、スイッチング素子の直列接続体が所謂素子冗長を持たない構成の場合には、スイッチング素子の直列接続体は1つの素子の故障時に全ての素子がコレクタ過電圧となってしまうので、このOCによる停止機能を付加する意味は薄い。   The DC / DC converter 21S of the gate drive circuit 21 stops the power input to the light distribution circuit 91 by light / electricity / light even if the switching element 11 fails and the output is lowered due to an overcurrent state. It is desirable to add an output stop function of the control power supply by overcurrent (hereinafter referred to as OC) so as not to overload. However, in the case where the series connection body of switching elements does not have so-called element redundancy, the series connection body of switching elements causes collector overvoltage when all of the elements fail, so this stop by OC The meaning of adding functions is thin.

タイミング調整器61〜6nは、スイッチング素子11〜1nの夫々の特性ばらつきによるオンオフの時間差を補正するために設けられている。タイミング調整器61〜6nを調整することによってスイッチング素子11〜1n間のスイッチングの時間差による特定の素子への過電圧印加が防止される。尚、タイミング調整器61〜6nの調整でカバーし切れない微妙な電圧アンバランスについては、図示しない最小の個別スナバ回路を設けることによってこれを極小にすることができる。このタイミング調整器61〜6nは、ディレイ要素で構成することが容易に可能で、例えば、抵抗/コンデンサで形成したフィルタの抵抗を可変抵抗にするなどしてタイミング調整が可能となる。   The timing adjusters 61 to 6n are provided to correct on / off time differences caused by variations in characteristics of the switching elements 11 to 1n. By adjusting the timing adjusters 61 to 6n, application of an overvoltage to a specific element due to a switching time difference between the switching elements 11 to 1n is prevented. Note that a fine voltage imbalance that cannot be completely covered by the adjustment of the timing adjusters 61 to 6n can be minimized by providing a minimum individual snubber circuit (not shown). The timing adjusters 61 to 6n can be easily configured with delay elements. For example, the timing adjustment can be performed by making the resistance of a filter formed of a resistor / capacitor variable.

前述した回路がすべて正論理とすれば、基準ゲート信号がPonのときにスイッチング素子はオン動作、Poffのときにスイッチング素子はオフ動作を行うことができる。   If all the circuits described above are positive logic, the switching element can be turned on when the reference gate signal is Pon, and the switching element can be turned off when the reference gate signal is Poff.

ゲート駆動回路21〜2nを各々1枚の基板に実装し、光分配回路91の基板をゲート駆動回路21〜2nの何れかの基板の孫基板として密着実装することによって、ゲート駆動回路基板間の配線を最短化することが可能となる。また、光分配回路91の基板を孫基板化する/しないに拘らず、ゲート駆動回路21〜2nをコネクタを準備するだけの共通化されたものとすることが可能となる。   Each of the gate drive circuits 21 to 2n is mounted on a single substrate, and the substrate of the light distribution circuit 91 is closely mounted as a grandchild substrate of any one of the gate drive circuits 21 to 2n. Wiring can be minimized. In addition, regardless of whether or not the substrate of the light distribution circuit 91 is a grandchild substrate, the gate drive circuits 21 to 2n can be made common only by preparing connectors.

上記作用により、長距離にわたる光ファイバの本数を低減することが可能となる。また、光/電気/光による光分配回路の電位を、高電位側であるスイッチング素子のゲート駆動回路の制御電源の電位に固定することによって、光分配回路の電気信号の電位安定を図ることができる。また、従来のライトガイドを直接分配する方式では、スイッチング素子の直列数が変化した場合、光分配回路の変更と共に低圧側制御回路のLED光度を調整しなければならない煩雑さがあったが、この実施例1では電気バッファ回路71〜7nを設けて再度増幅する構成としているので、直列数増加のための光送信器の増設等が容易に可能となる。   Due to the above action, the number of optical fibers over a long distance can be reduced. Further, by fixing the potential of the light distribution circuit by light / electricity / light to the potential of the control power supply of the gate drive circuit of the switching element on the high potential side, the potential of the electric signal of the light distribution circuit can be stabilized. it can. Further, in the conventional method of directly distributing the light guide, when the series number of switching elements changes, there is a trouble that the LED light intensity of the low-voltage side control circuit must be adjusted together with the change of the light distribution circuit. In the first embodiment, since the electric buffer circuits 71 to 7n are provided and amplified again, it is possible to easily increase the number of optical transmitters for increasing the number of series.

以下、本発明の実施例2に係る自励式電力変換装置を図3及び図4を参照して説明する。   Hereinafter, a self-excited power conversion device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

図3は本発明の実施例2に係る自励式電力変換装置の回路構成図である。この実施例2の各部について、図1の本発明の実施例1に係る自励式電力変換装置の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明は省略する。この実施例2が実施例1と異なる点は、ゲート駆動回路21〜2nの光受信器31〜3nの出力側に夫々設けられていたタイミング調整器61〜6nを、光分配回路91の電気バッファ回路71〜7nの出力側に夫々設けるように構成した点である。   FIG. 3 is a circuit configuration diagram of the self-excited power conversion device according to the second embodiment of the present invention. The same parts of the second embodiment as those of the self-excited power conversion device according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. The second embodiment is different from the first embodiment in that the timing adjusters 61 to 6n provided on the output sides of the optical receivers 31 to 3n of the gate drive circuits 21 to 2n are replaced with the electric buffers of the optical distribution circuit 91, respectively. The configuration is such that each of the circuits 71 to 7n is provided on the output side.

実施例1の場合と同様に、電気回路であるタイミング調整手段61〜6nはディレイ要素で構成することが容易に可能であり、例えば、抵抗/コンデンサで形成したフィルタの抵抗を可変抵抗にするなどしてタイミング調整が可能となる。   As in the case of the first embodiment, the timing adjustment means 61 to 6n, which are electric circuits, can be easily configured by delay elements. For example, the resistance of a filter formed of a resistor / capacitor is made a variable resistor. As a result, the timing can be adjusted.

図4は、本発明の実施例2に係る自励式電力変換装置における電圧アンバランスの初期調整時の状態を示す回路構成図である。ここで示したように、光/電気/光による光分配回路91を高電位側筐体1から分離して低電位側に移動し、電源Vin2を接続して光分配回路91を作動させ、ライトガイド41〜4nを試験用のライトガイドに交換することによって直列接続されたスイッチング素子11〜1nのタイミング調整を低圧側で実施することができる。   FIG. 4 is a circuit configuration diagram illustrating a state at the time of initial adjustment of voltage imbalance in the self-excited power conversion device according to the second embodiment of the present invention. As shown here, the light / electricity / light optical distribution circuit 91 is separated from the high-potential side housing 1 and moved to the low-potential side, the power supply Vin2 is connected to operate the optical distribution circuit 91, and the light The timing adjustment of the switching elements 11 to 1n connected in series can be performed on the low pressure side by replacing the guides 41 to 4n with light guides for testing.

上記作用により、高電位側筐体1内に印加される高圧電圧をタイミング調整を行う度に遮断する必要がなくなり、容易な調整が可能となる。低圧側での調整段階で十分に調整された光/電気/光による光分配回路91をゲート駆動回路21に接続し直すことにより、実施例1で述べた効果と同様の効果が得られることとなる。   With the above action, it is not necessary to cut off the high voltage applied to the high potential side housing 1 every time timing adjustment is performed, and easy adjustment is possible. By reconnecting the light / electricity / light optical distribution circuit 91, which has been sufficiently adjusted in the adjustment step on the low-voltage side, to the gate drive circuit 21, the same effects as those described in the first embodiment can be obtained. Become.

尚、実施例1及び実施例2においては、タイミング調整器61〜6nによってタイミングを十分に調整すれば、図示しない最小のスナバ回路で電圧アンバランスを極小とすることが可能であると記載しているが、電圧検出抵抗を設けることにより各スイッチング素子のコレクタ電圧を検出し、過電圧が発生したとき、ゲート電圧を制御してターンオフ時の過電圧を一定レベルにクランプする手段を設けることにより更に電圧アンバランスの改善を図ることも可能となる。   In the first and second embodiments, it is described that the voltage imbalance can be minimized with a minimum snubber circuit (not shown) if the timing is sufficiently adjusted by the timing adjusters 61 to 6n. However, by providing a voltage detection resistor, the collector voltage of each switching element is detected. When an overvoltage occurs, the gate voltage is controlled to provide a means for clamping the overvoltage at turn-off to a certain level. It is also possible to improve the balance.

1…高電位側筐体
11〜1n…スイッチング素子
21〜2n…ゲート駆動回路
30〜3n…受光素子
4、41〜4n…ライトガイド(光ファイバ)
50〜5n…発光ダイオード
61〜6n…タイミング調整回路
71〜7n…電気バッファ回路
81〜8n…電圧増幅部
91…光分配回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... High potential side housing | casing 11-1n ... Switching element 21-2n ... Gate drive circuit 30-3n ... Light receiving element 4, 41-4n ... Light guide (optical fiber)
50 to 5n: light emitting diodes 61 to 6n: timing adjustment circuits 71 to 7n: electric buffer circuits 81 to 8n: voltage amplification unit 91: optical distribution circuit

Claims (4)

同時スイッチングすべく直列接続された複数個の自己消弧形半導体スイッチング素子と、
前記各々の自己消弧形半導体スイッチング素子を駆動するための複数個のゲート駆動回路と、
前記ゲート駆動回路に与える基準ゲート信号であるオンオフ信号を遠隔から光によって絶縁して供給する光伝送手段と、
前記光伝送手段によって伝送されたオンオフ信号を受光して第1の電気信号に変換し、この第1の電気信号を前記各々のゲート駆動回路用に分配して再び光信号に変換する光分配回路と、
前記光分配回路の各々の出力であるパルス信号を前記複数個のゲート駆動回路に夫々供給するライトガイドと
を具備し、
前記各々のゲート駆動回路は、
前記パルス信号を受光して第2の電気信号に変換し、このオンオフタイミングを調整するタイミング調整手段を介して前記複数個の自己消弧形半導体スイッチング素子を夫々駆動するようにし、
前記光分配回路を1枚の基板に実装すると共に、前記ゲート駆動回路の何れかを1枚の基板に実装し、両者の基板を密着して配置するようにしたことを特徴とする自励式電力変換装置。
A plurality of self-extinguishing semiconductor switching elements connected in series for simultaneous switching;
A plurality of gate driving circuits for driving each of the self-extinguishing semiconductor switching elements;
An optical transmission means for remotely supplying an on / off signal, which is a reference gate signal to be supplied to the gate drive circuit, by light isolation; and
An optical distribution circuit that receives the on / off signal transmitted by the optical transmission means and converts it into a first electric signal, distributes the first electric signal to each of the gate drive circuits, and converts it again into an optical signal. When,
A light guide for supplying each of the plurality of gate drive circuits with a pulse signal that is an output of each of the light distribution circuits,
Each of the gate drive circuits is
Receiving the pulse signal and converting it to a second electrical signal, and driving each of the plurality of self-extinguishing semiconductor switching elements via timing adjusting means for adjusting the on / off timing ;
A self-excited power characterized in that the light distribution circuit is mounted on a single substrate, and any one of the gate drive circuits is mounted on a single substrate, and the two substrates are placed in close contact with each other. Conversion device.
同時スイッチングすべく直列接続された複数個の自己消弧形半導体スイッチング素子と、前記各々の自己消弧形半導体スイッチング素子を駆動するための複数個のゲート駆動回路と、
前記ゲート駆動回路に与える基準ゲート信号であるオンオフ信号を遠隔から光によって絶縁して供給する光伝送手段と、
前記光伝送手段によって伝送されたオンオフ信号を受光して第1の電気信号に変換し、この第1の電気信号を前記各々のゲート駆動回路用に分配して再び光信号に変換する光分配回路と、
前記光分配回路の各々の出力であるパルス信号を前記複数個のゲート駆動回路に夫々供給するライトガイドと
を具備し、
前記光分配回路は、
前記分配された第1の電気信号のオンオフタイミングを調整するタイミング調整手段を有し、
前記光分配回路を1枚の基板に実装すると共に、前記ゲート駆動回路の何れかを1枚の基板に実装し、両者の基板を密着して配置するようにしたことを特徴とする自励式電力変換装置。
A plurality of self-extinguishing semiconductor switching elements connected in series for simultaneous switching; a plurality of gate driving circuits for driving each of the self-extinguishing semiconductor switching elements;
An optical transmission means for remotely supplying an on / off signal, which is a reference gate signal to be supplied to the gate drive circuit, by light isolation; and
An optical distribution circuit that receives the on / off signal transmitted by the optical transmission means and converts it into a first electric signal, distributes the first electric signal to each of the gate drive circuits, and converts it again into an optical signal. When,
A light guide for supplying each of the plurality of gate drive circuits with a pulse signal that is an output of each of the light distribution circuits,
The light distribution circuit includes:
Have a timing adjusting means for adjusting the on-off timing of the first electrical signal the distribution,
A self-excited power characterized in that the light distribution circuit is mounted on a single substrate, and any one of the gate drive circuits is mounted on a single substrate, and the two substrates are placed in close contact with each other. Conversion device.
前記光分配回路の制御電源と何れかの前記ゲート駆動回路の制御電源を共通として前記第1の電気信号の電位を固定するようにしたことを特徴とする請求項1または請求項2に記戴の自励式電力変換装置。   3. The voltage of the first electric signal is fixed by using a common control power source for the optical distribution circuit and a control power source for any one of the gate drive circuits. Self-excited power converter. 同時スイッチングすべく直列接続された複数個の自己消弧形半導体スイッチング素子と、前記各々の自己消弧形半導体スイッチング素子を駆動するための複数個のゲート駆動回路と、
前記ゲート駆動回路に与える基準ゲート信号であるオンオフ信号を遠隔から光によって絶縁して供給する光伝送手段と、
前記光伝送手段によって伝送されたオンオフ信号を受光して第1の電気信号に変換し、この第1の電気信号を前記複数個のゲート駆動回路用に各々分配し、夫々オンオフタイミングを調整するタイミング調整手段を介して再び光信号に変換する光分配回路と、
前記光分配回路の各々の出力であるパルス信号を前記複数個のゲート駆動回路に夫々供給するライトガイドと
を具備した自励式電力変換装置において、
高電位側筐体に配置された前記光分配回路を低電位側に移動し、前記ライトガイドを調整用のライトガイドに変更接続し、必要な制御電源を接続して前記光分配回路を作動させ、前記タイミング調整手段を調整するようにしたことを特徴とする自励式電力変換装置のゲートタイミング調整方法。
A plurality of self-extinguishing semiconductor switching elements connected in series for simultaneous switching; a plurality of gate driving circuits for driving each of the self-extinguishing semiconductor switching elements;
An optical transmission means for remotely supplying an on / off signal, which is a reference gate signal to be supplied to the gate drive circuit, by light isolation; and
Timing for receiving the ON / OFF signal transmitted by the optical transmission means and converting it to a first electric signal, distributing the first electric signal to each of the plurality of gate driving circuits, and adjusting the ON / OFF timing, respectively. An optical distribution circuit which converts the light signal again through the adjusting means;
In the self-excited power conversion device including a light guide that supplies a pulse signal that is an output of each of the light distribution circuits to each of the plurality of gate drive circuits,
Move the light distribution circuit arranged in the high-potential side housing to the low-potential side, change the light guide to the adjustment light guide, connect the necessary control power supply, and operate the light distribution circuit A method for adjusting the gate timing of a self-excited power converter, wherein the timing adjusting means is adjusted.
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