JPS6057293B2 - 直流スイツチング回路の保護方式 - Google Patents
直流スイツチング回路の保護方式Info
- Publication number
- JPS6057293B2 JPS6057293B2 JP6047077A JP6047077A JPS6057293B2 JP S6057293 B2 JPS6057293 B2 JP S6057293B2 JP 6047077 A JP6047077 A JP 6047077A JP 6047077 A JP6047077 A JP 6047077A JP S6057293 B2 JPS6057293 B2 JP S6057293B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- short circuit
- self
- time
- switching circuit
- Prior art date
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- Power Conversion In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は大容量トランジスタ（ＧＴＲ）やゲートタ
ーンオフサイリスタ（ＧＴＯ）などの自己消弧形半導体
素子を使用した直流スイッチング回路の保護方式に関す
る。
ーンオフサイリスタ（ＧＴＯ）などの自己消弧形半導体
素子を使用した直流スイッチング回路の保護方式に関す
る。
自己消弧形半導体素子を使用した直流スイッチング回
路の地表的な例としてはインバータ回路やチョッパ回路
があり、これら回路ではゲート信号の誤動作などにより
直流短絡事故が生ずることは周知である。
路の地表的な例としてはインバータ回路やチョッパ回路
があり、これら回路ではゲート信号の誤動作などにより
直流短絡事故が生ずることは周知である。
このような直流短絡事故時に自己消弧形半導体素子をタ
ーンオフさせると、スイッチング時間が非常に早いため
回路のインダクタンスなどの影響により過電圧を発生し
やすく、この過電圧により前記素子が破壊する危険性が
ある。またＧＴＯではしや断可能な陽極電流には限界が
あり、この電流値を越えてしや断動作を行うとスイッチ
ング損失が増大しＧＴＯが破壊するなどの不具合があり
、これら自己消弧形半導体素子を使用した直流スイッチ
ング回路においては直流短絡事故時の前記素子の保護を
どのように行うかにより使用回路の信頼性が大きく左右
される。 この発明は以上の問題点に鑑みてなされたも
のであり、自己消弧形半導体素子を使用した直流スイッ
チング回路の保護方式に関し、直流短絡事故時に前記自
己消弧形半導体素子を確実に保護して、信頼性の高い直
流スイッチング回路の保護方式を提供することを目的と
している。
ーンオフさせると、スイッチング時間が非常に早いため
回路のインダクタンスなどの影響により過電圧を発生し
やすく、この過電圧により前記素子が破壊する危険性が
ある。またＧＴＯではしや断可能な陽極電流には限界が
あり、この電流値を越えてしや断動作を行うとスイッチ
ング損失が増大しＧＴＯが破壊するなどの不具合があり
、これら自己消弧形半導体素子を使用した直流スイッチ
ング回路においては直流短絡事故時の前記素子の保護を
どのように行うかにより使用回路の信頼性が大きく左右
される。 この発明は以上の問題点に鑑みてなされたも
のであり、自己消弧形半導体素子を使用した直流スイッ
チング回路の保護方式に関し、直流短絡事故時に前記自
己消弧形半導体素子を確実に保護して、信頼性の高い直
流スイッチング回路の保護方式を提供することを目的と
している。
この発明の一実施例を第１図に、動作説明用の波形を
第２図に示す。
第２図に示す。
第１図において、１１は交流入力端子、１２は入力しや
新田、１３は整流器、１４は直流リアクトル、１５は直
流フィルタコンデンサ、１６はリアクトル、１７はイン
バータ回路、１８は出力しや新田、１９は負荷、２０は
変流器、２１は直流短絡検出器、２２は短絡保護回路、
２３は自己消弧形半導体素子保護回路、２４は短絡器で
、第２図はこの発明を定電圧形インバータ回路に応用し
た場合の実施例を示す。定電圧形インバータ回路の直流
短絡保護方式としては、インバータ回路１７の直流短絡
により、まず直流フィルタコンデンサより事故電流ｉｓ
が流れ初め、これを変流器２０で検出し、直流短絡検出
器２１および短絡保護回路２２を介して、入出力しや新
田１２、１３のしや断動作指令、短絡器２４の点弧指令
、整流器１３の位相絞り又はゲートしや断指令を行い通
常保護される。この時第２図の時Ｉｌｌｌｔ、で直流短
絡事故が発生し、時間を２に短絡器２４が点弧されると
事故電流は短絡器２４に大部分の電流が分流し、通常は
第２図の斜線をほどこした部分に相当する電流がインバ
ータ回路１７に流れる。従つて直流短絡事故発生時に事
故電流の分流を適切に行うと直流回路に速断ヒューズな
どを設けないヒューズレス保護ができる。しかし時帥，
から時腓，までの期間に前記したようにインバータ回路
１７の自己消弧形半導体素子をしや断すると過電圧やし
や断能力の不足で前記素子が破壊する危険がある。従つ
てこの発明では直流短絡事故１ｓが正母線に向かつて流
れている時間ｔ１から時間ちまではしや断動作が行なわ
せず、この電流１ｓが前記とは反対方向に流れる時間Ｔ
３から時間ζまでの間に前記素子力化や断動作を行うよ
うに自己消弧形半導体素子保護回路２３により短絡検出
器２１が短絡検出後に変流器２０の電流方向が反転した
ことを判別して保護を行う。この期間に自己消弧形半導
体素子を確実に消弧させれば、時間ｚ以降の事故電流は
流れず、事故電流１３が連続的にくり返し流れることに
よつて熱的問題で前記素子が破壊するのを防止できる。
またこの期間にしや断動作を行つても前記素子の電流は
零をなつている期間中であるから過電圧発生しや断能力
不足で素子が破壊する危険性がない。従つてこの発明に
よれば自己消弧形半導体素子の保護が確実に行えるから
、使用回路の信頼性を大幅に向上させることができる。
第３図はこの発明の他の実施例を示す。
新田、１３は整流器、１４は直流リアクトル、１５は直
流フィルタコンデンサ、１６はリアクトル、１７はイン
バータ回路、１８は出力しや新田、１９は負荷、２０は
変流器、２１は直流短絡検出器、２２は短絡保護回路、
２３は自己消弧形半導体素子保護回路、２４は短絡器で
、第２図はこの発明を定電圧形インバータ回路に応用し
た場合の実施例を示す。定電圧形インバータ回路の直流
短絡保護方式としては、インバータ回路１７の直流短絡
により、まず直流フィルタコンデンサより事故電流ｉｓ
が流れ初め、これを変流器２０で検出し、直流短絡検出
器２１および短絡保護回路２２を介して、入出力しや新
田１２、１３のしや断動作指令、短絡器２４の点弧指令
、整流器１３の位相絞り又はゲートしや断指令を行い通
常保護される。この時第２図の時Ｉｌｌｌｔ、で直流短
絡事故が発生し、時間を２に短絡器２４が点弧されると
事故電流は短絡器２４に大部分の電流が分流し、通常は
第２図の斜線をほどこした部分に相当する電流がインバ
ータ回路１７に流れる。従つて直流短絡事故発生時に事
故電流の分流を適切に行うと直流回路に速断ヒューズな
どを設けないヒューズレス保護ができる。しかし時帥，
から時腓，までの期間に前記したようにインバータ回路
１７の自己消弧形半導体素子をしや断すると過電圧やし
や断能力の不足で前記素子が破壊する危険がある。従つ
てこの発明では直流短絡事故１ｓが正母線に向かつて流
れている時間ｔ１から時間ちまではしや断動作が行なわ
せず、この電流１ｓが前記とは反対方向に流れる時間Ｔ
３から時間ζまでの間に前記素子力化や断動作を行うよ
うに自己消弧形半導体素子保護回路２３により短絡検出
器２１が短絡検出後に変流器２０の電流方向が反転した
ことを判別して保護を行う。この期間に自己消弧形半導
体素子を確実に消弧させれば、時間ｚ以降の事故電流は
流れず、事故電流１３が連続的にくり返し流れることに
よつて熱的問題で前記素子が破壊するのを防止できる。
またこの期間にしや断動作を行つても前記素子の電流は
零をなつている期間中であるから過電圧発生しや断能力
不足で素子が破壊する危険性がない。従つてこの発明に
よれば自己消弧形半導体素子の保護が確実に行えるから
、使用回路の信頼性を大幅に向上させることができる。
第３図はこの発明の他の実施例を示す。
第３図も同様にこの発明を定電圧形インバータ回路に応
用した場合の実施例を示す。第１図において自己．消弧
形半導体素子保護回路２３は時間Ｔ３〜Ｔ４までの期間
を判別する手段とに直流短絡検出器２１が短絡検出後に
変流器２０の電流方向に反転したことにより時間ち〜時
間Ｔ４の期間を判別すると説明した。しかし通常のイン
バータ回路やチョッパ回．路などの直流スイッチング回
路においては、主回路定数や主回路配線経路等が定まれ
ば、必然的に時間ちから時間Ｔ３までの期間（同様にち
からＴ４までの期間）は定まる。従つて前記自己消弧形
半導体素子保護回路２３のように変流器２０の電流極性
一の判別機能を設けなくても、第３図に示すように直流
短絡検出器２１が直流短絡を検出してから遅延要素をも
つて所定時間後に自己消弧形半導体素子のしや断動作を
指令する自己消弧形半導体素子保護回路２５を設け保護
を行なうことができる。この場合の効果、作用も第１図
の場合と同等である。この発明において自己消弧形半導
体素子のしや断動作を指令する期間は第２図の時間Ｔ３
からＴ４までの期間に限定されるものではなく、時間ｔ
似前の直流短絡電流１ｓが所定値に減少した時間から行
つても良い。
用した場合の実施例を示す。第１図において自己．消弧
形半導体素子保護回路２３は時間Ｔ３〜Ｔ４までの期間
を判別する手段とに直流短絡検出器２１が短絡検出後に
変流器２０の電流方向に反転したことにより時間ち〜時
間Ｔ４の期間を判別すると説明した。しかし通常のイン
バータ回路やチョッパ回．路などの直流スイッチング回
路においては、主回路定数や主回路配線経路等が定まれ
ば、必然的に時間ちから時間Ｔ３までの期間（同様にち
からＴ４までの期間）は定まる。従つて前記自己消弧形
半導体素子保護回路２３のように変流器２０の電流極性
一の判別機能を設けなくても、第３図に示すように直流
短絡検出器２１が直流短絡を検出してから遅延要素をも
つて所定時間後に自己消弧形半導体素子のしや断動作を
指令する自己消弧形半導体素子保護回路２５を設け保護
を行なうことができる。この場合の効果、作用も第１図
の場合と同等である。この発明において自己消弧形半導
体素子のしや断動作を指令する期間は第２図の時間Ｔ３
からＴ４までの期間に限定されるものではなく、時間ｔ
似前の直流短絡電流１ｓが所定値に減少した時間から行
つても良い。
この指令を行う時間は第３図の自己消弧形半導体素子保
護回路２５の遅延時間の調整によつて可能である。この
他のこの発明の要旨を変更しない範囲において種々の変
形回路を構成できる。
護回路２５の遅延時間の調整によつて可能である。この
他のこの発明の要旨を変更しない範囲において種々の変
形回路を構成できる。
以上説明するようにこの発明によれば次の効果が生ずる
。
。
（１）直流短絡を検出した時点から所定時間後にインバ
ータ回路やチョッパ回路などのスイッチング素子である
自己消弧形半導体素子のしや断動作を指令できる。
ータ回路やチョッパ回路などのスイッチング素子である
自己消弧形半導体素子のしや断動作を指令できる。
この所定時間までの間に直流短絡事故電流が所定値に減
少するから自己消弧形半導体素子のしや断能力不足によ
る破壊や、急速な事故電流しや断による過電圧またはＤ
ｖ／Ｄｔ過大に起因する破壊を防止できる。
少するから自己消弧形半導体素子のしや断能力不足によ
る破壊や、急速な事故電流しや断による過電圧またはＤ
ｖ／Ｄｔ過大に起因する破壊を防止できる。
（２）自己消弧形半導体素子固有の特性に起因する破壊
原因を直流短絡事故時前記（１）項の効果により除去で
きるから、自己消弧形半導体素子を使用した直流スイッ
チング回路の信頼性の高い保護方式を提供てきる。
原因を直流短絡事故時前記（１）項の効果により除去で
きるから、自己消弧形半導体素子を使用した直流スイッ
チング回路の信頼性の高い保護方式を提供てきる。
第１図はこの発明を定電圧形インバータ回路に実施した
場合の回路図、第２図は直流短絡事故電流波形図、第３
図はこの発明の他の実施例を定電圧形インバータ回路に
適用した場合の回路図である。 １１・・・交流入力端子、１２・・・入力しや断器、１
３・・・整流器、１４・・・直流リアクトル、１５・・
・直流フィルタコンデンサ、１６・・・リアクトル、１
７・・・インバータ回路、１８・・・出力しや断器、１
９・・・負荷、２０・・・変流器、２１・・・直流短絡
検出器、２２・・・短絡保護回路、２３，２５・・・自
己消弧形半導体素子保護回路、２４・・・短絡器。
場合の回路図、第２図は直流短絡事故電流波形図、第３
図はこの発明の他の実施例を定電圧形インバータ回路に
適用した場合の回路図である。 １１・・・交流入力端子、１２・・・入力しや断器、１
３・・・整流器、１４・・・直流リアクトル、１５・・
・直流フィルタコンデンサ、１６・・・リアクトル、１
７・・・インバータ回路、１８・・・出力しや断器、１
９・・・負荷、２０・・・変流器、２１・・・直流短絡
検出器、２２・・・短絡保護回路、２３，２５・・・自
己消弧形半導体素子保護回路、２４・・・短絡器。
Claims (1)
- １ 平滑コンデンサ、平滑リアクトルを備えた直流電源
間に設けられる自己消弧形半導体素子から成る直流スイ
ッチング回路において、該直流スイッチング回路を介し
て前記直流電源が短絡される直流短絡事故時、直流短絡
事故電流の極性を検出し、極性が反転する時点以降に前
記自己消弧形半導体素子にしや断指令を与え直流短絡事
故を除去するようにしたことを特徴とする直流スイッチ
ング回路の保護方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6047077A JPS6057293B2 (ja) | 1977-05-26 | 1977-05-26 | 直流スイツチング回路の保護方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6047077A JPS6057293B2 (ja) | 1977-05-26 | 1977-05-26 | 直流スイツチング回路の保護方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53146151A JPS53146151A (en) | 1978-12-19 |
| JPS6057293B2 true JPS6057293B2 (ja) | 1985-12-14 |
Family
ID=13143181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6047077A Expired JPS6057293B2 (ja) | 1977-05-26 | 1977-05-26 | 直流スイツチング回路の保護方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6057293B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62127192U (ja) * | 1986-02-05 | 1987-08-12 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2369725B1 (de) * | 2010-03-25 | 2012-09-26 | ABB Schweiz AG | Überbrückungseinheit |
-
1977
- 1977-05-26 JP JP6047077A patent/JPS6057293B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62127192U (ja) * | 1986-02-05 | 1987-08-12 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53146151A (en) | 1978-12-19 |
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