JPS6243414B2 - - Google Patents
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- JPS6243414B2 JPS6243414B2 JP3585778A JP3585778A JPS6243414B2 JP S6243414 B2 JPS6243414 B2 JP S6243414B2 JP 3585778 A JP3585778 A JP 3585778A JP 3585778 A JP3585778 A JP 3585778A JP S6243414 B2 JPS6243414 B2 JP S6243414B2
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、半導体装置保護用速動ヒユーズと
並列に充電されたコンデンサを半導体スイツチを
介して接続し、回路異常の検出と同時に半導体ス
イツチを通して半導体装置保護用速動ヒユーズに
コンデンサの放電々流を流すことにより速動ヒユ
ーズの溶断を早め、全波制御の半導体装置を過電
流から保護するようにした回路に関する。Detailed Description of the Invention This invention connects a charged capacitor in parallel with a fast-acting fuse for protecting a semiconductor device via a semiconductor switch, and connects a fast-acting fuse for protecting a semiconductor device through the semiconductor switch at the same time as a circuit abnormality is detected. The present invention relates to a circuit that protects a full-wave controlled semiconductor device from overcurrent by causing a fast-acting fuse to blow out quickly by passing a constant current of discharge from a capacitor through the circuit.
第1図は従来の半導体装置の過電流保護回路の
一例を示す回路図である。交流電源1から速動ヒ
ユーズ3、サイリスタ5を通して負荷4に電力を
供給するように構成されており、交流電源1が正
の半サイクル(電源1が図示の極性)期間にサイ
リスタ5をオンあるいはオフさせることにより、
負荷4への供給電力の制御を行つている。この回
路で、たとえば負荷4に異常が発生し、負荷4が
短絡したような場合、交流電源1から速動ヒユー
ズ3、サイリスタ5を通して短絡電流が流れ、速
動ヒユーズ3が溶断した時点でこの閉回路はオー
プンとなる。この動作において、速動ヒユーズ3
の全遮断サージ電流がサイリスタ5の定格サージ
電流より大きい場合には(一般に速動ヒユーズの
遮断サージ電流は全遮断I2tという値で表現され
ており、これに合せてサイリスタの定格サージ電
流もI2tで表現されている。従つて前記を言いか
えると速動ヒユーズ3の全遮断I2tがサイリスタ
5の定格I2tより大きい場合には)、速動ヒユーズ
3が溶断した時点ではすでにサイリスタ5は破壊
している。従つて一般的には、サイリスタ5の定
格I2tより小さい全遮断I2tを有する速動ヒユーズ
3が使用されている。 FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of a conventional overcurrent protection circuit for a semiconductor device. It is configured to supply power from an AC power supply 1 to a load 4 through a fast acting fuse 3 and a thyristor 5, and the AC power supply 1 turns on or off the thyristor 5 during a positive half cycle (the polarity of the power supply 1 is as shown). By letting
The power supplied to the load 4 is controlled. In this circuit, when an abnormality occurs in the load 4 and the load 4 is short-circuited, a short-circuit current flows from the AC power supply 1 through the fast-acting fuse 3 and the thyristor 5, and when the fast-acting fuse 3 blows, the short-circuit current is closed. The circuit becomes open. In this operation, the fast acting fuse 3
If the full-break surge current of is larger than the rated surge current of thyristor 5 (generally, the break-off surge current of a fast-acting fuse is expressed as the value of full-break I 2 t, and the rated surge current of the thyristor is also Therefore, in other words, if the total cutoff I 2 t of the fast-acting fuse 3 is greater than the rating I 2 t of the thyristor 5), at the time the fast - acting fuse 3 blows, Thyristor 5 has already been destroyed. Therefore, as a rule, fast-acting fuses 3 are used which have a total cut-off I 2 t that is smaller than the rated I 2 t of the thyristor 5.
ところがこの場合次のような問題が発生する。 However, in this case, the following problem occurs.
(1) サイリスタ5の接合温度上昇の時定数と、速
動ヒユーズ3の溶断の時定数を比較すると、一
般的に前者の方が早く、完全にサイリスタ5を
保護しようとするとあらかじめ電流容量の小さ
い速動ヒユーズ3を使用する必要がある。すな
わち、サイリスタ5の定格電流いつぱいまで使
用できず、速動ヒユーズ3の電流容量で制限さ
れるようになる。(1) Comparing the time constant for the junction temperature rise of the thyristor 5 and the time constant for the melting of the fast-acting fuse 3, the former is generally faster, and if you try to completely protect the thyristor 5, the current capacity is small in advance. It is necessary to use fast acting fuse 3. That is, the thyristor 5 cannot be used until its rated current reaches its maximum, and is limited by the current capacity of the fast acting fuse 3.
(2) サイリスタ5の電流容量が増加するにつれ
て、前記(1)項の傾向が強くなり、完全な保護を
行うためには電流の減少率が大きくなる。(2) As the current capacity of the thyristor 5 increases, the tendency described in item (1) above becomes stronger, and the current reduction rate increases in order to provide complete protection.
(3) サイリスタの製造技術の進歩に伴ない電流容
量の大きなサイリスタが作られるようになつて
きたが、定格電流1000A(平均値)以上のサイ
リスタでは、使用できる速動ヒユーズが市販さ
れておらず、速動ヒユーズの並列接続が必要と
なる。(3) With advances in thyristor manufacturing technology, thyristors with large current capacities have become available, but there are no commercially available fast-acting fuses that can be used with thyristors with a rated current of 1000 A (average value) or higher. , parallel connection of fast-acting fuses is required.
(4) あらゆる条件を考慮せねばならず、速動ヒユ
ーズの選定は非常に複雑になる。(4) Selection of fast-acting fuses becomes extremely complex as all conditions must be considered.
以上のように、最も簡単に使用できるはずの速
動ヒユーズの選定には非常に多くの問題点を含ん
でいる。又、第2図は従来の半導体装置の過電流
保護回路の他の例を示す回路図であり、回路構成
は次のようになつている。 As mentioned above, there are many problems involved in selecting a fast-acting fuse, which should be the easiest to use. Further, FIG. 2 is a circuit diagram showing another example of a conventional overcurrent protection circuit for a semiconductor device, and the circuit configuration is as follows.
直流電源2から速動ヒユーズ3を通して、主サ
イリスタ5,6,7,8と、補助サイリスタ9,
10,11,12と、転流コンデンサ17,18
及び転流リアクトル20,21からなるインバー
タ回路を介して負荷4に電力を供給している。こ
の回路において、インバータ回路の動作は本発明
とは直接関係ないので省略し、関係のある動作に
ついてのみ説明する。 From the DC power supply 2 through the fast acting fuse 3, the main thyristors 5, 6, 7, 8 and the auxiliary thyristors 9,
10, 11, 12 and commutating capacitors 17, 18
Power is supplied to the load 4 via an inverter circuit consisting of commutation reactors 20 and 21. In this circuit, the operation of the inverter circuit is not directly related to the present invention and will therefore be omitted, and only related operations will be explained.
この回路において、負荷4が短絡した場合と
か、主サイリスタ5〜8が転流失敗(ターンオフ
失敗)した場合とか、補助サイリスタ9〜12が
転流失敗した場合などに電源短絡が起こり、電源
2、速動ヒユーズ3を通して短絡電流が流れ、速
動ヒユーズ3が溶断した時点でこの閉回路はオー
プンとなる。この回路において問題となるのは、
通常、主サイリスタ5〜8と補助サイリスタ9〜
12の定格サージ電流が違うことである。一般に
主サイリスタ5〜8は負荷電流を流すため、電流
容量は大きく、定格I2tも大きいが、補助サイリ
スタ9〜12は転流電流のみを流すため、電流容
量は小さく、定格I2tは小さい。このため、負荷
短絡あるいは主サイリスタ5〜8が転流失敗した
ときに許容できるサージ電流(主サイリスタの定
格I2tで決まる)と、補助サイリスタ9〜12が
転流失敗したときに許容できるサージ電流(補助
サイリスタの定格I2tで決まる)が違つた値とな
るため、この回路のように同一速動ヒユーズ3で
サイリスタを保護しようとすると無理が生ずる。
即ち、主サイリスタ5〜8の定格I2tに合せて速
動ヒユーズ3を選ぶと補助サイリスタ9〜12が
保護できず、補助サイリスタ9〜12の定格I2t
に合せて速動ヒユーズ3を選ぶと負荷電流を減少
させることになる。このためここでは説明を省略
するが、各素子毎に速動ヒユーズを付ける方法
(エレメントヒユーズと言われる)が用いられて
いる。 In this circuit, a power supply short circuit occurs when the load 4 is short-circuited, when the main thyristors 5 to 8 fail to commutate (fail to turn off), or when the auxiliary thyristors 9 to 12 fail to commutate, and the power supply 2, A short-circuit current flows through the fast-acting fuse 3, and when the fast-acting fuse 3 melts, this closed circuit becomes open. The problem with this circuit is
Usually, main thyristors 5 to 8 and auxiliary thyristors 9 to
The difference is that the rated surge currents of the 12 models are different. In general, main thyristors 5 to 8 carry load current, so their current capacity is large and their rated I 2 t is large, but auxiliary thyristors 9 to 12 only carry commutation current, so their current capacity is small and their rated I 2 t is large. small. Therefore, the surge current (determined by the main thyristor's rating I 2 t) that can be tolerated when a load short circuit or commutation of main thyristors 5 to 8 fails, and the surge current that can be tolerated when auxiliary thyristors 9 to 12 fail to commutate. Since the currents (determined by the rating I 2 t of the auxiliary thyristor) are different values, it would be impossible to protect the thyristors with the same fast acting fuse 3 as in this circuit.
That is, if the fast acting fuse 3 is selected according to the rating I 2 t of the main thyristors 5 to 8, the auxiliary thyristors 9 to 12 cannot be protected, and the rating I 2 t of the auxiliary thyristors 9 to 12
If the fast-acting fuse 3 is selected according to this, the load current will be reduced. For this reason, although the explanation will be omitted here, a method is used in which a fast-acting fuse is attached to each element (referred to as an element fuse).
この発明はこのような点に鑑みてなされたもの
で、交流電源から速動ヒユーズおよび逆並列のサ
イリスタを介し負荷に動力を供給する全波制御の
半導体装置において、交流電源に対し並列に接続
されたダイオードとこのダイオードの整流出力に
より充電されるコンデンサと抵抗との直列回路
と、直流側負極端がコンデンサの充電正極端へ接
続されかつ直流側正極端がコンデンサの充電負極
端へ接続されると共に交流端が速動ヒユーズの両
端へ接続されたサイリスタによる全波正整形のブ
リツジ回路と、負荷と直列に接続された過電流検
出器と、この過電流検出器が負荷電流の異常を検
出したとき負荷電流の通電極性に応じブリツジ回
路のサイリスタ中コンデンサの充電々荷を負荷電
流の通電極性と同一極性として放電させるものを
選択しこの選択した各サイリスタに対しトリガ信
号を供給するゲートトリガ回路とを備えることに
より、速動ヒユーズの溶断を早め、上記従来の欠
点を除去するようにした半導体装置の過電流保護
回路を提供するものである。 This invention was made in view of the above points, and is a full-wave control semiconductor device that supplies power from an AC power source to a load via a fast acting fuse and an anti-parallel thyristor, which is connected in parallel to the AC power source. A series circuit of a diode, a capacitor charged by the rectified output of this diode, and a resistor, the negative terminal on the DC side connected to the positive charging terminal of the capacitor, and the positive terminal on the DC side connected to the negative charging terminal of the capacitor. A full-wave positive-shaping bridge circuit with thyristors whose AC ends are connected to both ends of a fast-acting fuse, an overcurrent detector connected in series with the load, and when this overcurrent detector detects an abnormality in the load current. A gate trigger circuit that selects the one that discharges the charge in the capacitor in the thyristor of the bridge circuit with the same polarity as the load current conduction polarity according to the conduction polarity of the load current, and supplies a trigger signal to each selected thyristor. The present invention provides an overcurrent protection circuit for a semiconductor device which speeds up the blowing of a fast-acting fuse and eliminates the above-mentioned conventional drawbacks.
以下、実施例を示す第3図により本発明の詳細
を説明する。 The details of the present invention will be explained below with reference to FIG. 3 showing an embodiment.
同図においては、交流電源1から速動ヒユーズ
3および逆並列のサイリス5,6を介し、負荷4
に電力の供給を行なうと共に、交流電源1の各半
波極性に応じてサイリスタ5,6の各流通角を図
上省略した一般的な回路により制御する全波制御
を行なつており、これによつて負荷4へ与える電
力の増減を行なうものとなつている。 In the figure, an AC power supply 1 is connected to a load 4 via a fast acting fuse 3 and anti-parallel thyristors 5 and 6.
In addition, full-wave control is performed in which the flow angles of the thyristors 5 and 6 are controlled by a general circuit (not shown in the diagram) according to each half-wave polarity of the AC power source 1. Therefore, the power supplied to the load 4 can be increased or decreased.
また、サイリスタ13〜16による全波整流形
のブリツジ回路を設けていると共に、電源1に対
し並列に接続されたダイオード25とコンデンサ
19と抵抗30とによる直列回路が設けてあり、
コンデンサ19は、ダイオード25の整流出力に
より図示の充電極性として抵抗30を介し充電さ
れるものとなつており、ブリツジ回路を構成する
サイリスタ14,16の各アノードがブリツジ回
路の直流負極端としてコンデンサ19の充電正極
端へ接続され、かつ、ブリツジ回路を構成するサ
イリスタ13,15のカソードがブリツジ回路の
直流正極端としてコンデンサ19の充電負極端へ
接続されていると共に、サイリスタ13のアノー
ドとサイリスタ14のカソードとの共通接続点お
よびサイリスタ15のアノードとサイリスタ16
のカソードとの共通接続がブリツジ回路の交流端
として速動ヒユーズ3の両端へ接続されている。 In addition, a full-wave rectification type bridge circuit including thyristors 13 to 16 is provided, and a series circuit including a diode 25, a capacitor 19, and a resistor 30 connected in parallel to the power source 1 is provided.
The capacitor 19 is charged by the rectified output of the diode 25 via the resistor 30 as shown in the charging polarity, and the anodes of the thyristors 14 and 16 forming the bridge circuit are connected to the capacitor 19 as the DC negative terminal of the bridge circuit. The cathodes of the thyristors 13 and 15 constituting the bridge circuit are connected to the charging negative terminal of the capacitor 19 as the DC positive terminal of the bridge circuit, and the anode of the thyristor 13 and the cathode of the thyristor 14 Common connection point with cathode and anode of thyristor 15 and thyristor 16
The common connection with the cathode of is connected to both ends of the fast-acting fuse 3 as the AC end of the bridge circuit.
一方、サイリスタ13〜16へトリガ信号を供
給するゲートトリガ回路31が設けてあると共
に、負荷4と直列に過電流検出器32が接続され
ており、同検出器32がサージ電流等による負荷
電流の異常を検出したときゲートトリガ回路31
が応動し、このときの負荷電流の通電極性に応
じ、ブリツジ回路のサイリスタ13〜16中、コ
ンデンサ19の充電々荷を負荷電流の通電極性と
同一極性として放電させるものを選択し、選択し
た各サイリスタに対しトリガ信号を供給するもの
となつている。 On the other hand, a gate trigger circuit 31 is provided to supply a trigger signal to the thyristors 13 to 16, and an overcurrent detector 32 is connected in series with the load 4. Gate trigger circuit 31 when an abnormality is detected
responds, and selects one of the thyristors 13 to 16 of the bridge circuit that discharges the charge in the capacitor 19 with the same polarity as the load current conduction polarity. A trigger signal is supplied to each thyristor.
したがつて、サージ電流等の検出に応じ、つぎ
のとおりにサイリスタ13〜16中のいずれか二
つに対しトリガ信号の供給が行なわれる。 Therefore, in response to the detection of a surge current or the like, a trigger signal is supplied to any two of the thyristors 13 to 16 as follows.
即ち、サージ電流がサイリスタ5を通る極性の場
合には、サイリスタ14とサイリスタ15にトリ
ガ信号を与え、サイリスタ6を通る極性の場合に
は、サイリスタ13と16にトリガ信号を与える
ようにする。このことにより、速動ヒユーズ3の
電流は、サージ電流に、コンデンサ19の放電電
流が重量され、速動ヒユーズ3の溶断を早める。
このことにより、サイリスタ5,6の定格I2tよ
り速動ヒユーズ3の全遮断I2tが大きい場合で
も、各サイリスタを完全に保護することができ
る。なお、速動ヒユーズ3の溶断はコンデンサ1
9の放電電流(コンデンサの容量と充電電圧によ
つて決まる)によつて制御することができる。That is, when the surge current has a polarity that passes through thyristor 5, a trigger signal is given to thyristors 14 and 15, and when the surge current has a polarity that passes through thyristor 6, a trigger signal is given to thyristors 13 and 16. As a result, the discharge current of the capacitor 19 is added to the surge current in the current of the fast acting fuse 3, and the fast acting fuse 3 is blown out more quickly.
As a result, each thyristor can be completely protected even if the total cutoff I 2 t of the fast acting fuse 3 is greater than the rated I 2 t of the thyristors 5 and 6. Note that the fast-acting fuse 3 is blown when the capacitor 1
9 discharge current (determined by capacitor capacity and charging voltage).
以上説明したように、本発明によると、速動ヒ
ユーズの見掛上の溶断特性(負荷側から見た溶断
I2tの値)を自由に選択することができるため、
定格サージ電流の異なるサイリスタを混合に使用
している回路や、サイリスタの定格サージ電流に
適合した速動ヒユーズが得られないような場合に
非常に有効な手段として使用できる。 As explained above, according to the present invention, the apparent fusing characteristics of the fast-acting fuse (fusing characteristics seen from the load side)
Since the value of I 2 t) can be freely selected,
It can be used as a very effective means in circuits that use a mixture of thyristors with different rated surge currents, or in cases where it is impossible to obtain a fast-acting fuse that matches the rated surge current of the thyristors.
第1図は従来の過電流保護回路の一例を示す回
路図、第2図は従来の過電流保護回路の別の例を
示す回路図、第3図はこの発明による過電流保護
回路の一例を示す回路図である。なお、図中同一
符号はそれぞれ同一あるいは相当部分を示す。
図において、1は交流電源、2は直流電源、3
は速動ヒユーズ、4は負荷、5〜16はサイリス
タ、19はコンデンサ、25はダイオード、30
は抵抗、31はゲートトリガ回路、32は過電流
検出器である。
Fig. 1 is a circuit diagram showing an example of a conventional overcurrent protection circuit, Fig. 2 is a circuit diagram showing another example of a conventional overcurrent protection circuit, and Fig. 3 is an example of an overcurrent protection circuit according to the present invention. FIG. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or corresponding parts. In the figure, 1 is an AC power supply, 2 is a DC power supply, and 3
is a fast acting fuse, 4 is a load, 5 to 16 are thyristors, 19 is a capacitor, 25 is a diode, 30
is a resistor, 31 is a gate trigger circuit, and 32 is an overcurrent detector.
Claims (1)
イリスタを介し負荷に電力を供給する全波制御の
半導体装置において、前記交流電源に対し並列に
接続されたダイオードと該ダイオードの整流出力
により充電されるコンデンサと抵抗との直列回路
と、直流側負極端が前記コンデンサの充電正極端
へ接続されかつ直流側正極端が前記コンデンサの
充電負極端へ接続されると共に交流端が前記速動
ヒユーズの両端へ接続されたサイリスタによる全
波整流形のブリツジ回路と、前記負荷と直列に接
続された過電流検出器と、該過電流検出器が負荷
電流の異常を検出したとき該負荷電流の通電極性
に応じ前記ブリツジ回路のサイリスタ中前記コン
デンサの充電電荷を前記負荷電流の通電極性と同
一極性として放電させるものを選択し該選択した
各サイリスタに対しトリガ信号を供給するゲート
トリガ回路とを備えたことを特徴とする半導体装
置の過電流保護回路。1. In a full-wave control semiconductor device that supplies power from an AC power supply to a load via a fast-acting fuse and an anti-parallel thyristor, a diode connected in parallel to the AC power supply and a capacitor charged by the rectified output of the diode and a resistor, a DC side negative terminal is connected to the charging positive terminal of the capacitor, a DC side positive terminal is connected to the charging negative terminal of the capacitor, and an AC terminal is connected to both ends of the fast acting fuse. a full-wave rectifier type bridge circuit using a thyristor, an overcurrent detector connected in series with the load, and when the overcurrent detector detects an abnormality in the load current, A gate trigger circuit that selects one of the thyristors of the bridge circuit that discharges the charge charged in the capacitor with the same polarity as the conduction polarity of the load current and supplies a trigger signal to each of the selected thyristors. Features: Overcurrent protection circuit for semiconductor devices.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3585778A JPS54127546A (en) | 1978-03-27 | 1978-03-27 | Circuit for protecting semiconductor device from overcurrent |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3585778A JPS54127546A (en) | 1978-03-27 | 1978-03-27 | Circuit for protecting semiconductor device from overcurrent |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54127546A JPS54127546A (en) | 1979-10-03 |
| JPS6243414B2 true JPS6243414B2 (en) | 1987-09-14 |
Family
ID=12453648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3585778A Granted JPS54127546A (en) | 1978-03-27 | 1978-03-27 | Circuit for protecting semiconductor device from overcurrent |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS54127546A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6382350U (en) * | 1986-11-18 | 1988-05-30 | ||
| JP5958067B2 (en) * | 2012-05-11 | 2016-07-27 | ソニー株式会社 | Power supply device, power supply control method, and electric vehicle |
-
1978
- 1978-03-27 JP JP3585778A patent/JPS54127546A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54127546A (en) | 1979-10-03 |
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