JPS582550B2 - Gate turn-off switch - Google Patents
Gate turn-off switchInfo
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- JPS582550B2 JPS582550B2 JP9587475A JP9587475A JPS582550B2 JP S582550 B2 JPS582550 B2 JP S582550B2 JP 9587475 A JP9587475 A JP 9587475A JP 9587475 A JP9587475 A JP 9587475A JP S582550 B2 JPS582550 B2 JP S582550B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はゲートターンオフサイリスタ(GTO)を電力
制御素子として使用する場合、ゲート、カソード間電圧
を監視してGTOの動作状態を検知しその保護を行なう
GTOの保護装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a protection device for a gate turn-off thyristor (GTO) that detects and protects the operating state of the GTO by monitoring the voltage between the gate and cathode when the gate turn-off thyristor (GTO) is used as a power control element. .
GTOは第1図aのようにアノードA、カソードKおよ
びゲートGを持つ3端子4層PNPN構造の半導体素子
で、正のゲート信号によりターンオンし負のゲート信号
によりターンオフすることができるサイリスタで、電力
制御素子としても多用されている。GTO is a semiconductor device with a three-terminal four-layer PNPN structure having an anode A, a cathode K, and a gate G, as shown in Figure 1a, and is a thyristor that can be turned on by a positive gate signal and turned off by a negative gate signal. It is also frequently used as a power control element.
このGTOの動作ゲインGは、アノード電流をIAそし
てゲート電流ピーク値をIGPとしたときG=IA/I
GPで示される。The operating gain G of this GTO is G=IA/I, where the anode current is IA and the gate current peak value is IGP.
It is indicated by GP.
このGTOの動作において、100アンペア級のGTO
では、その動作ゲインGを2〜3倍に選んで運転してお
り、そのときの蓄積時間はおよそ3〜4μsとなってい
る。In this GTO operation, 100 ampere class GTO
Here, the operating gain G is selected to be 2 to 3 times the operating gain, and the accumulation time at that time is approximately 3 to 4 μs.
このGTOを装置に組込んで動作させた場合、最適な動
作ゲインが存在し、その動作ゲインより大きなゲインで
動作させた場合には不必要に大きな蓄積時間を引き起し
、加えてターンオフ時のスイッチング損失の増大を招き
GTOの破損へとつながる場合がある。When this GTO is installed and operated in a device, there is an optimum operating gain, and if it is operated at a gain greater than that operating gain, it will cause an unnecessarily long accumulation time, and in addition, This may lead to an increase in switching loss and damage to the GTO.
ましてやゲートパルサの電圧変動或いは過負荷等により
動作ゲインが極端に大きくなった場合にはGTOは電流
しゃ断能力を失ない、回路によっては電源短絡等を引き
起してGTOを破損することがある。Furthermore, if the operating gain becomes extremely large due to voltage fluctuations or overload of the gate pulser, the GTO will not lose its current cutting ability, and depending on the circuit, a power short circuit may occur and the GTO may be damaged.
従来、GTOの保獲はアノード電流の大きさを検出し、
その大きさがある値を超えたとき主回路のノーヒューズ
ブレーカを引外しさせるなどし保護を行なつている。Conventionally, GTO detection detects the magnitude of the anode current,
When the magnitude exceeds a certain value, protection is provided by tripping the no-fuse breaker in the main circuit.
しかしこの方法は検出、制御を主回路強電部で行なうの
で取扱いが不便かつ面倒になっていた。However, in this method, detection and control are performed in the main circuit's high-voltage section, making handling inconvenient and troublesome.
ところでGTOにおいて、ゲート、キソード間の電気的
特性を監視すればGTOの動作状態、つまりその動作ゲ
インの適、不適を判断することができる。By the way, in a GTO, by monitoring the electrical characteristics between the gate and the cathode, it is possible to determine the operating state of the GTO, that is, whether the operating gain is appropriate or inappropriate.
したがってゲート、カソード間の電気的特性の監視によ
りGTO保護が可能となる。Therefore, GTO protection is possible by monitoring the electrical characteristics between the gate and the cathode.
以下この点について、第1図bとcにより考察してみる
。This point will be considered below with reference to FIGS. 1b and 1c.
b図は動作回路で、EBとRLは主回路を構成している
直流可変電源と負荷抵抗で、GTOSのアノードAとカ
ソードKは図示極性にして負荷RLに直列に挿入される
。Figure b shows an operating circuit, EB and RL are a DC variable power supply and a load resistor that constitute the main circuit, and the anode A and cathode K of the GTOS are inserted in series with the load RL with the polarities shown.
GTOSのゲートGとカソードKは、ゲートG側を抵抗
RONと図示極性のダイオードDONおよび抵抗ROF
Fと図示極性のダイオードDOFFの並列回路を通しゲ
ートパルサCPに接続する制御回路に構成される。The gate G and cathode K of GTOS are connected to a resistor RON on the gate G side, a diode DON with the polarity shown, and a resistor ROF.
The control circuit is connected to the gate pulser CP through a parallel circuit of F and a diode DOFF of the polarity shown.
ゲートGとカソードK間の図示極性のダイオードDEと
定電圧ダイオードZBはゲートG、カソードKの保護回
路である。A diode DE of the illustrated polarity and a constant voltage diode ZB between the gate G and cathode K are a protection circuit for the gate G and cathode K.
このb図回路で、ゲートパルサGPから正電圧のオンゲ
ートパルスEONを抵抗RON、ダイオードDONを通
しゲートGに供給すればGTOSは導通し、またゲート
パルサGPから負電圧のオフゲートパルスEOFFを抵
抗ROFF、ダイオードDOFFを通しゲートGに供給
すればGTOSは不導通となる。In this circuit shown in figure b, if a positive voltage on-gate pulse EON is supplied from the gate pulser GP to the gate G through the resistor RON and diode DON, GTOS becomes conductive, and a negative voltage off-gate pulse EOFF is supplied from the gate pulser GP to the resistor ROFF, If it is supplied to the gate G through the diode DOFF, GTOS becomes non-conductive.
c図はこのGTOの動作ゲインと蓄積時間の関係を模型
的に示したものである。Figure c schematically shows the relationship between the operational gain and storage time of this GTO.
このc図により、動作ゲインが小さい曲線(1)の場合
を考察する。Using this diagram c, consider the case of curve (1) where the operating gain is small.
いま時刻t1でGTOSのゲートGにオンゲートパルス
EONを印加したとすると、GTOSは導通状態となる
。Assuming that an on-gate pulse EON is applied to the gate G of the GTOS at time t1, the GTOS becomes conductive.
つぎに時刻t2でGTOSのゲートGにオフゲートパル
スEOFFを印加したとすると、このオフゲートパルス
EOFFは時刻t5まで持続する。Next, when an off-gate pulse EOFF is applied to the gate G of GTOS at time t2, this off-gate pulse EOFF continues until time t5.
このパルス巾はゲートパルサGPによって決められ、お
よそ30〜40μsにセットされる場合が多い。This pulse width is determined by the gate pulser GP, and is often set to about 30 to 40 μs.
オフゲートパルスが与えられている時刻t3で、a図の
接合J1の逆極性が回復するが、このときにアノード電
流IAは減少し始めており、さらにGTOのゲートG、
カソードK間の電圧VGKの極性が反転する。At time t3, when the off-gate pulse is applied, the reverse polarity of the junction J1 in figure a is restored, but at this time the anode current IA has begun to decrease, and the gate G of the GTO,
The polarity of voltage VGK between cathode K is reversed.
ここで時刻t2−t3間、つまりオフゲートパルスの印
加が開始されてからアノード電流IAが減少し始めるま
での時間が蓄積時間であり、これをTs・ist(1)
=t3−t2と書くことにする。Here, the time between time t2 and t3, that is, the time from the start of application of the off-gate pulse until the anode current IA starts to decrease, is the accumulation time, and this is calculated as Ts・ist(1)
Let's write it as =t3-t2.
時刻t3でアノード電流IAが減少を始めてから零にな
るまでの時間は図示していないがアノード電流IAの立
下り時間Tfとして知られており、このTfの間にター
ンオフ時のスイッチング損失が発生している。The time from when the anode current IA starts decreasing at time t3 until it becomes zero is not shown, but is known as the fall time Tf of the anode current IA, and switching loss occurs during turn-off during this Tf. ing.
この時間TfもまたGTOの動作がゲインに影響され、
動作ゲインが大きくなるにつれてTfは増加する傾向に
あることが知られている。This time Tf is also affected by the gain of the GTO,
It is known that Tf tends to increase as the operating gain increases.
アノード電流IAが零になったのちt5時刻までゲート
パルサGPはオフゲートパルスを印加しつづける。After the anode current IA becomes zero, the gate pulser GP continues to apply the off-gate pulse until time t5.
つぎに曲線(2)の動作ゲインの大きい場合について考
察する。Next, consider the case where the operating gain of curve (2) is large.
この曲線(2)は、例えば負荷抵抗RLを減少させてア
ノード電流IAが増大した場合等がそれである。This curve (2) is for example when the anode current IA is increased by decreasing the load resistance RL.
この場合、時刻t1からt2までは曲線(1)と同じで
ある。In this case, the period from time t1 to t2 is the same as curve (1).
時刻t2でオフゲートパルスが印加されてからアノード
電流IAが減少し始めるまでの時刻t33までがこの場
合の蓄積時間Ts・ist(2)=t33−t2である
。In this case, the accumulation time Ts·ist(2)=t33−t2 is the period from when the off-gate pulse is applied at time t2 until time t33 when the anode current IA starts to decrease.
図から明らかなように動作ゲインの大きいときの蓄積時
間は、動作ゲインの小さいときの蓄積時間より大きく、
Ts−ist(2)>Ts・iSt(1)である。As is clear from the figure, the accumulation time when the operating gain is large is longer than the accumulation time when the operating gain is small.
Ts-ist(2)>Ts·iSt(1).
即ち、動作ゲインの大きいほど蓄積時間が長くなる傾向
にあり、さらに前述の電流立下り時間も長くなる傾向に
ある。That is, the larger the operating gain, the longer the accumulation time tends to be, and the longer the current fall time described above also tends to be.
これらのことから、GTOの蓄積時間を監視すれば動作
ゲインの把握が可能であることが分る。From these facts, it can be seen that it is possible to understand the operating gain by monitoring the GTO accumulation time.
ここで、C図のゲート・カソード間電圧波形VGKに着
目する。Here, attention is paid to the gate-cathode voltage waveform VGK in diagram C.
VGKの電圧の反転時機がほぼアノード電流IAの立下
り開始時点と一致している。The timing of the inversion of the voltage of VGK almost coincides with the start of falling of the anode current IA.
従ってオフゲートパルスの印加時点t2から、VGKの
電圧が反転する時点t3(又はT33)までの時間を監
視することによりGTOの動作ゲインを間接的に把握す
ることができる。Therefore, by monitoring the time from time t2 when the off-gate pulse is applied to time t3 (or T33) when the voltage of VGK is reversed, the operational gain of the GTO can be indirectly understood.
この電圧VGKの電圧反転の時機は論理的な判断で検出
できるので、例えば3〜4μs程度の蓄積時間の検出が
可能である。Since the timing of this voltage reversal of voltage VGK can be detected by logical judgment, it is possible to detect an accumulation time of about 3 to 4 μs, for example.
また電圧VGKは弱電部の電気量なので取扱いが簡単で
ある利点がある。Further, the voltage VGK has the advantage of being easy to handle since it is a quantity of electricity of a weak current section.
本発明はこのように、GTOのゲート、カソード間電圧
VGKを監視することによりGTOの動作ゲインを検知
し、不適当な動作ゲインに起因するGTOの破損を防止
するGTOの保護装置を提供することを目的とする。The present invention thus provides a GTO protection device that detects the GTO operating gain by monitoring the GTO gate-cathode voltage VGK and prevents the GTO from being damaged due to inappropriate operating gain. With the goal.
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第2図において、1は直流電源、2は引外しコイル3を
備えたノーヒューズプレーカである。In FIG. 2, 1 is a direct current power supply, and 2 is a no-fuse breaker equipped with a tripping coil 3.
なお、さし当り1Aは除外されているものとする。It is assumed that 1A is excluded for the time being.
4は負荷そして5はGTOで、これらは強電部の主回路
Aを構成している。4 is a load, and 5 is a GTO, which constitute the main circuit A of the heavy electric section.
ここでは、便宜上GTO5はチョツパ回路に使用されて
いるものとする。Here, for convenience, it is assumed that the GTO 5 is used in a chopper circuit.
6は前記GTO5のオン、オフゲートパルスを発生する
ゲートパルサ、制限抵抗7と図示極性のダイオード8は
ゲートパルサ6からのオンゲートパルスを通す回路、制
限抵抗9と図示極性のダイオード10はゲートパルサ6
からのオフゲートパルスを通す回路、ダイオード11と
定電圧ダイオード12はGTO5のゲートGとカソード
K間を保護する回路で、これらは弱電部の制御回路Bを
構成している。6 is a gate pulser that generates ON and OFF gate pulses of the GTO 5; a limiting resistor 7 and a diode 8 with the polarity shown are a circuit for passing the ON gate pulse from the gate pulser 6; a limiting resistor 9 and a diode 10 with the polarity shown are the gate pulser 6;
A diode 11 and a constant voltage diode 12, which pass the off-gate pulse from the GTO 5, are circuits that protect between the gate G and the cathode K of the GTO 5, and these constitute a control circuit B of the weak current section.
前記ゲートパルサ6は第3図aのようにGTO5のゲー
トGに供給されるオン、オフのゲートパルスVGを発生
する他に、次に説明する蓄積時間比較回路Cのフリツプ
フロツプ13からのセット出力116を割込みの入力と
したとき前記通常のオン、オフゲートパルスを停止し、
緊急のオンゲートパルス(またはオフゲートパルス)を
発生することができ、さらにGTO5のオフゲートパル
スOFF印加期間信号107およびその時間を越えたと
きGTOの動作ゲインが不適であることを示す基準値の
ある一定の時間幅の最大蓄積時間Ts・soll信号1
10を発生する機能を有するものである。The gate pulser 6 not only generates the on/off gate pulse VG supplied to the gate G of the GTO 5 as shown in FIG. When inputting an interrupt, stop the normal on and off gate pulses,
An emergency on-gate pulse (or off-gate pulse) can be generated, and an off-gate pulse OFF application period signal 107 of the GTO5 and a reference value indicating that the operational gain of the GTO is inappropriate when that time is exceeded are generated. Maximum accumulation time Ts・soll signal 1 with a certain time width
It has the function of generating 10.
つぎに、論理回路構成の蓄積時間比較回路Cを説明する
。Next, the accumulation time comparison circuit C having a logic circuit configuration will be explained.
15はGTO5のゲートGとカソードK間の電圧VGK
の正電圧検出および波形成形回路で、前記電圧VGKを
入力しこの電圧VGKが正の場合論理“1”の出力信号
106を生ずる。15 is the voltage VGK between the gate G and cathode K of GTO5
A positive voltage detection and waveform shaping circuit receives the voltage VGK and produces a logic "1" output signal 106 when the voltage VGK is positive.
即ち、信号106は電圧VGKが正のとき論理“1”と
なる「VGK正電圧信号」で、例えば第3図でオンゲー
トパルスONの印加時t1からGTO5のアノード電流
IAが立下りを開始するt3時刻まで“1”となってい
る信号である。That is, the signal 106 is a "VGK positive voltage signal" which becomes logic "1" when the voltage VGK is positive. For example, in FIG. 3, the anode current IA of the GTO 5 starts falling from t1 when the on-gate pulse ON is applied. This signal remains "1" until time t3.
この信号106は、前記信号107と共にアンド回路1
6に入力される。This signal 106 is applied to the AND circuit 1 along with the signal 107.
6 is input.
信号107は第3図bのようにGTO5のオフゲートパ
ルスOFFが発生している間“1”となる信号なので、
アンドゲート16からは「実際の蓄積時間Ts・ist
信号」109が出力されることになる。The signal 107 is a signal that becomes "1" while the off-gate pulse OFF of GTO5 is generated as shown in FIG. 3b.
From the AND gate 16, “Actual accumulation time Ts・ist
A signal "109" will be output.
この信号109はGTO5の蓄積時間と一致するパルス
幅を有する論理信号である。This signal 109 is a logic signal having a pulse width that matches the storage time of GTO5.
一方、最大蓄積時間Ts・soll信号110はインバ
ータ17で反転され、前記「実際の蓄積時間Ts−is
t信号」109とアンド回路18に入力される。On the other hand, the maximum accumulation time Ts・soll signal 110 is inverted by the inverter 17, and the "actual accumulation time Ts-is" is
t signal" 109 and is input to the AND circuit 18.
例えば第3図の左半部イの蓄積時間が所定内である定常
時においては、実際の蓄積時間Ts・ist信号109
は最大蓄積時間Ts・soll信号110の反転信号1
12より小さいので、アンド回路18から“1”出力を
生じることがない。For example, in a steady state when the accumulation time shown in the left half A of FIG.
is the inverted signal 1 of the maximum accumulation time Ts・soll signal 110
Since it is smaller than 12, the AND circuit 18 does not produce a "1" output.
次に、蓄積時間が所定時間を越えた時の動作を説明する
。Next, the operation when the accumulation time exceeds a predetermined time will be explained.
ゲートパルサ6の電圧変動あるいは主回路部Aの適負荷
等の原因により、動作ゲイン不適となり蓄積時間が増大
すると第3図の右半部ロの異常動作に示したように、実
際の蓄積時間Ts・ist信号109が最大蓄積時間T
s・soll信号より大きくなり、信号109と信号1
12の“1”信号が重なる状態が出現する(時点t30
)ので、アンド回路18から第3図に示すようにGTO
5の動作ゲインが危険なほど過大になつていることを示
すGTO動作ゲイン過大信号114が出力される。If the operating gain becomes inappropriate due to voltage fluctuations of the gate pulser 6 or the proper load of the main circuit section A, and the accumulation time increases, the actual accumulation time Ts. ist signal 109 is the maximum accumulation time T
becomes larger than the s.soll signal, and the signal 109 and signal 1
A state in which twelve “1” signals overlap appears (at time t30
), the GTO is output from the AND circuit 18 as shown in FIG.
A GTO operating gain excessive signal 114 is output indicating that the operating gain of GTO 5 has become dangerously excessive.
アンド回路18から“1”出力114が出力されると、
フリップフロップ13がセットされそのセット出力11
6が前記ゲートパルサ6に割込入力として与えられる。When the “1” output 114 is output from the AND circuit 18,
Flip-flop 13 is set and its set output 11
6 is given to the gate pulser 6 as an interrupt input.
この割込み入力116が入力されると、ゲートパルサ6
は前記したように通常のオン、オフゲートパルス発生を
停止し、それに代ってGTO5のゲートGに割込みによ
るオンゲートパルスを印加するようになる。When this interrupt input 116 is input, the gate pulser 6
As described above, the normal on-gate and off-gate pulse generation is stopped, and instead, an on-gate pulse is applied to the gate G of the GTO 5 by an interrupt.
一方、割込みによるオンゲートパルス発生と同時に前記
アンド回路18の“1”出力114はトリップ信号増幅
回路19に与えられ、この回路19で増幅されたのちノ
ーヒューズプレーカ2の引外しコイル3に与えられ、こ
のコイル3を励磁することによりノーヒューズプレーカ
2を引外す。On the other hand, at the same time as the on-gate pulse is generated due to the interrupt, the "1" output 114 of the AND circuit 18 is given to the trip signal amplification circuit 19, and after being amplified by this circuit 19, it is given to the tripping coil 3 of the no-fuse breaker 2. By energizing this coil 3, the no-fuse breaker 2 is pulled out.
20はリセット押ボタンスイツチで、フリツプフロツプ
13にリセット信号を送る。A reset push button switch 20 sends a reset signal to the flip-flop 13.
以上が回路構成である。The above is the circuit configuration.
次にこの回路の動作を説明する。Next, the operation of this circuit will be explained.
前述の説明で明らかなように、GTOを不適当な動作ゲ
インで運転すると、ターンオフ時のスイッチング損失が
増大し、特性劣化又は破損する場合がある。As is clear from the above description, if the GTO is operated at an inappropriate operating gain, switching loss at turn-off increases, which may lead to characteristic deterioration or damage.
このためGTOを使用するに当つては動作ゲインを最適
な(あるいは動作上安全な)範囲に保って運転する必要
があり、もし、運転中に動作ゲイン不適当と分ったら即
座に装置を停止してGTOを保獲する必要がある。Therefore, when using GTO, it is necessary to maintain the operating gain within the optimal (or operationally safe) range, and if you find that the operating gain is inappropriate during operation, immediately stop the device. It is necessary to secure the GTO by doing so.
この保護動作をGTOのゲート・カソード間電圧を監視
して行おうとするのが第2図の回路である。The circuit shown in FIG. 2 attempts to carry out this protective operation by monitoring the voltage between the gate and cathode of the GTO.
第3図において、時点t1〜t5では動作ゲインが適当
な範囲に入っており、この状態では運転を継続してよい
。In FIG. 3, the operating gain is within an appropriate range from time t1 to t5, and operation may be continued in this state.
次に、時点t20でGTO5にオフゲーートパルスが印
加され、ターンオフ過程に入るが、動作ゲインが大きす
ぎるために蓄積時間が延び、そのために時点t30でG
TO動作ゲイン過大信号114が発生されている。Next, an off-gate pulse is applied to the GTO5 at time t20, and the turn-off process begins, but the accumulation time is extended because the operating gain is too large, and therefore, at time t30, the GTO5
A TO operating gain excessive signal 114 is generated.
この状態ではGTOを保護するために装置を停正しなけ
ればならない。In this state, the equipment must be shut down to protect the GTO.
信号114の発生と同時に、GTO5に印加されている
通常のオン、オフゲートパルスを停止させ、それに代え
て緊急のオンゲートパルスを割込み的に印加して、ター
ンオフ過程にあったGTOを再点弧する。Simultaneously with the occurrence of signal 114, the normal on and off gate pulses applied to the GTO 5 are stopped and an emergency on gate pulse is applied in its place to reignite the GTO which was in the process of turning off. do.
こうすることにより、前述の説明からも明らかなように
、動作ゲインが適当でない状態でのターンオフ時の過犬
なスイッチング損失なGTOに負わせなくて済むように
なる。By doing this, as is clear from the above description, it is no longer necessary to impose excessive switching loss on the GTO at the time of turn-off when the operating gain is not appropriate.
この時、GTOを再点弧したままでは電源1を通して継
続的な電流がGTO5に供給されるから、これを避ける
ために前述の信号114の発生と同時にノーヒューズプ
レーカ2を引外して電源1を切離すようにする。At this time, if the GTO is left ignited again, a continuous current will be supplied to the GTO 5 through the power supply 1, so in order to avoid this, the no-fuse breaker 2 is tripped at the same time as the signal 114 described above is generated, and the power supply 1 Try to separate it.
かような一連の動作で、不適当な動作ゲインでGTOが
運転されることを防止できる。With such a series of operations, it is possible to prevent the GTO from being operated with an inappropriate operating gain.
次に、第2図の主回路Aにおいて電源1を整流器などで
構成した場合には電源1の電圧を平滑化する目的で平滑
用コンデンサ1Aを挿入することがある。Next, in the main circuit A of FIG. 2, when the power supply 1 is constructed of a rectifier or the like, a smoothing capacitor 1A may be inserted for the purpose of smoothing the voltage of the power supply 1.
このような構成の主回路に本発明を適用するには、前述
の説明とは違って、第3図の時点t30において動作ゲ
イン過大信号114発生と同時に通常のオン・オフゲー
トパルスを停止し、それに代ってGTO5に通常のオフ
ゲートパルス幅より時間幅の長い緊急のオフゲートパル
スを割込ませ、GTOをターンオフすると同時に、ノー
ヒューズブレーカ2を開放するとよい。In order to apply the present invention to the main circuit having such a configuration, unlike the above explanation, the normal on/off gate pulses are stopped at the same time as the operating gain excess signal 114 is generated at time t30 in FIG. Instead, it is preferable to interrupt the GTO 5 with an emergency off-gate pulse having a time width longer than the normal off-gate pulse width, and simultaneously turn off the GTO and open the no-fuse breaker 2.
割込みのゲートパルスにオフゲートパルスを用いる理由
は次のようである。The reason why the off-gate pulse is used as the interrupt gate pulse is as follows.
即ち、もし仮に、動作ゲイン過大信号114発生と同時
にオンゲートパルスを割込ませると、例えノーヒューズ
ブレーカ2を引外したとしても、平滑コンデンサ1Aの
蓄積電荷によりGTO5に電流が供給されるが、この電
流によるGTOの破損を防ぐためである。That is, if the on-gate pulse is interrupted at the same time as the operating gain excessive signal 114 is generated, even if the no-fuse breaker 2 is tripped, current will be supplied to the GTO 5 by the accumulated charge in the smoothing capacitor 1A. This is to prevent damage to the GTO due to this current.
以上の説明から明らかなように、電圧VGKの検出から
GTO5の動作が不適当であると判断するまでの処理が
、全てディジタル的に行われるためその動作が早いので
、GTOを確実に保護できる。As is clear from the above description, the entire process from detecting the voltage VGK to determining that the operation of the GTO 5 is inappropriate is performed digitally, so the operation is fast and the GTO can be reliably protected.
次に、第2図、第3図で説明した実施例ではGTOのゲ
ート、カソード間電圧VGK の正電圧を検出して信号
処理を行なっているが、電圧VGKの負電圧を検出する
ようにしても同様の目的を達することができる。Next, in the embodiment explained in FIGS. 2 and 3, signal processing is performed by detecting the positive voltage between the gate and cathode voltage VGK of the GTO. can also achieve a similar purpose.
第4図と第5図はこの場合の蓄積時間比較回路Cと波形
図である。FIGS. 4 and 5 show the accumulation time comparison circuit C and waveform diagrams in this case.
第4図で第2図との相違は、電圧VGKの正電圧検出お
よび波形成形回路15の代りに、電圧VGKの負電圧検
出および波形成形回路15Aを用い、その出力106A
をインバータ21を通して反転し信号106を得るよう
にしたものであり、他は第4図と同様であり、その動作
は第2図実施例と同様なのでその説明は省略する。The difference between FIG. 4 and FIG. 2 is that instead of the positive voltage detection and waveform shaping circuit 15 for voltage VGK, a negative voltage detection and waveform shaping circuit 15A for voltage VGK is used, and its output 106A
is inverted through an inverter 21 to obtain a signal 106, and the rest is the same as that in FIG. 4, and its operation is the same as that of the embodiment in FIG. 2, so its explanation will be omitted.
以上記載のように本発明では、ゲート、カソード間電圧
VGKを監視することによりGTO動作ゲインを検知し
、不適当な動作ゲインに起因するGTOの破損を防止す
るようにしたので、検出動作が速くしかも取扱いが簡単
なGTOの保護装置を提供することができる。As described above, in the present invention, the GTO operating gain is detected by monitoring the voltage VGK between the gate and cathode, and damage to the GTO due to inappropriate operating gain is prevented, so the detection operation is fast. Moreover, it is possible to provide a GTO protection device that is easy to handle.
第1図a、b、cはGTOの動作を説明するための構造
模形図、GTOチョッパ回路図そして動作ゲインと蓄積
時間との関係を示す各部波形図、第2図は本発明の一実
施例の回路図、第3図は第2図の動作を説明する各部波
形図、第4図と第5図は他実施例の要部回路図と各部波
形図である。
2・・・ノーヒューズブレーカ、3・・・引外しコイル
、5・・・ゲートターンオフサイリスタ、6・・・ゲー
トパルサ、13・・・フリツプフロップ、15・・・ゲ
ート、カソード間正電圧検出及び波形成形回路、15A
・・・ゲート、カソード間負圧検出及び波形成形回路、
16.18・・・アンド回路、17.21・・・インパ
ータ、19・・・トリップ信号増幅回路。Figures 1a, b, and c are structural schematic diagrams for explaining the operation of the GTO, a GTO chopper circuit diagram, and waveform diagrams of various parts showing the relationship between operating gain and accumulation time. Figure 2 is an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a circuit diagram of an example, and FIG. 3 is a waveform diagram of various parts for explaining the operation of FIG. 2, and FIGS. 4 and 5 are circuit diagrams of main parts and waveform diagrams of various parts of other embodiments. 2... No-fuse breaker, 3... Tripping coil, 5... Gate turn-off thyristor, 6... Gate pulser, 13... Flip-flop, 15... Positive voltage detection between gate and cathode and waveform shaping circuit, 15A
... Negative pressure detection and waveform shaping circuit between gate and cathode,
16.18...AND circuit, 17.21...Inperter, 19...Trip signal amplification circuit.
Claims (1)
ーンオフサイリスタと、このサイリスタの導通,不導通
を制御するオン、オフゲートパルスおよびこのサイリス
タの動作ゲイン不適の基準値であるオフゲートパルス発
生時点から発生され、一定時間継続する信号の最大蓄積
時間信号を出力するゲートパルサと、前記オフゲートパ
ルスが印加されてから、前記ゲートターンオフサイリス
タのゲート・カソード間電圧が極性反転又は零になるま
での時間のゲートターンオフサイリスタの実際の蓄積時
間を検出する回路と、この検出回路で得た実際の蓄積時
間信号と前記最大蓄積時間信号とを比較し実際の蓄積時
間信号が大きくなったとき出力を生じる回路とを備え、
この回路に出力が生じたときこの出力を前記ゲートパル
サに割込ませてこのゲートパルサの通常のオン、オフゲ
ートパルスを停止させると共に緊急のゲートパルスを出
力させ且つ主回路を開路させるようにしたゲートターン
オフサイリスタの保護装置。1 A gate turn-off thyristor whose anode and cathode are connected to the main circuit, ON and OFF gate pulses that control the conduction and non-conduction of this thyristor, and OFF gate pulses that are the reference value for inappropriate operating gain of this thyristor. a gate pulser that outputs a maximum accumulation time signal of a signal that continues for a certain period of time; and a gate for the time from when the off-gate pulse is applied until the voltage between the gate and cathode of the gate turn-off thyristor reverses polarity or becomes zero. A circuit that detects the actual accumulation time of the turn-off thyristor, and a circuit that compares the actual accumulation time signal obtained by this detection circuit with the maximum accumulation time signal and generates an output when the actual accumulation time signal becomes large. Prepare,
When an output is generated in this circuit, this output is interrupted by the gate pulser to stop the normal on/off gate pulse of this gate pulser, output an emergency gate pulse, and open the main circuit. Thyristor protection device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9587475A JPS582550B2 (en) | 1975-08-08 | 1975-08-08 | Gate turn-off switch |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9587475A JPS582550B2 (en) | 1975-08-08 | 1975-08-08 | Gate turn-off switch |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5219955A JPS5219955A (en) | 1977-02-15 |
| JPS582550B2 true JPS582550B2 (en) | 1983-01-17 |
Family
ID=14149482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9587475A Expired JPS582550B2 (en) | 1975-08-08 | 1975-08-08 | Gate turn-off switch |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS582550B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5859379U (en) * | 1981-10-16 | 1983-04-21 | 株式会社明電舎 | Gate turn-off thyristor failure detection device |
| JPH0320544U (en) * | 1989-07-05 | 1991-02-28 |
-
1975
- 1975-08-08 JP JP9587475A patent/JPS582550B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5219955A (en) | 1977-02-15 |
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