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JPS6338691Y2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6338691Y2
JPS6338691Y2 JP5092684U JP5092684U JPS6338691Y2 JP S6338691 Y2 JPS6338691 Y2 JP S6338691Y2 JP 5092684 U JP5092684 U JP 5092684U JP 5092684 U JP5092684 U JP 5092684U JP S6338691 Y2 JPS6338691 Y2 JP S6338691Y2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
field effect
inverter
transistor
voltage
Prior art date
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Expired
Application number
JP5092684U
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS60166235U (en
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed filed Critical
Priority to JP5092684U priority Critical patent/JPS60166235U/en
Publication of JPS60166235U publication Critical patent/JPS60166235U/en
Application granted granted Critical
Publication of JPS6338691Y2 publication Critical patent/JPS6338691Y2/ja
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  • Protection Of Static Devices (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 この考案は、半導体スイツチング回路を用いる
インバータの過電流保護装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] This invention relates to an overcurrent protection device for an inverter using a semiconductor switching circuit.

〔従来技術〕[Prior art]

従来のこの種の過電流保護装置としては第1図
に示すものがあつた。同図において、10は自励
式のインバータ、例えば、トランジスタインバー
タであつて、正負直流端子(正極端子Pと負極端
子N)を通して図示しない直流電源から直流電力
を受け、これを交流電力に変換して交流出力端子
ACから図示しない交流負荷に供給する。11は
コンデンサ、12はNPN形のトランジスタ、1
3はダイオード、14は電流検出回路、15はベ
ース電流制御回路であつて、これらにより過電流
保護装置が構成されている。トランジスタ12は
ダイオード13に対して逆並列に接続されてお
り、この逆並列回路を介してコンデンサ11が正
極端子Pと負極端子Nとの間に挿入されている。
ベース電流制御回路15は電流検出回路14が所
定の過電流レベルを越える電流を検出した時の動
作出力をオフ指令として受け、該オフ指令を受け
るまではトランジスタ12にベース電流を供給す
る構成となつている。
A conventional overcurrent protection device of this type is shown in FIG. In the figure, 10 is a self-commutated inverter, for example, a transistor inverter, which receives DC power from a DC power source (not shown) through positive and negative DC terminals (positive terminal P and negative terminal N) and converts it into AC power. AC output terminal
Supplied from AC to an AC load (not shown). 11 is a capacitor, 12 is an NPN type transistor, 1
3 is a diode, 14 is a current detection circuit, and 15 is a base current control circuit, and these constitute an overcurrent protection device. The transistor 12 is connected in antiparallel to the diode 13, and the capacitor 11 is inserted between the positive terminal P and the negative terminal N via this antiparallel circuit.
The base current control circuit 15 receives an operation output as an off command when the current detection circuit 14 detects a current exceeding a predetermined overcurrent level, and is configured to supply base current to the transistor 12 until the off command is received. ing.

次に、この過電流保護装置の動作について説明
する。
Next, the operation of this overcurrent protection device will be explained.

インバータ10の正常運転時には、コンデンサ
11はダイオード13を通して充電されている。
インバータ10に直流短絡が発生すると、コンデ
ンサ11はインバータ10−電流検出回路14−
トランジスタ12の経路を通して電荷を瞬時に放
電し、いわゆる過電流がこの経路に流れることに
なり、この過電流が電流検出回路14で検出さ
れ、その動作出力を受けてベース電流制御回路1
5がベース電流の供給をしや断する。この為、ト
ランジスタ12はオフし、コンデンサ11の放電
は停止され、インバータ10の過電流が抑制され
る。
During normal operation of the inverter 10, the capacitor 11 is charged through the diode 13.
When a DC short circuit occurs in the inverter 10, the capacitor 11 connects the inverter 10-current detection circuit 14-
The charge is instantly discharged through the path of the transistor 12, and a so-called overcurrent flows through this path. This overcurrent is detected by the current detection circuit 14, and the base current control circuit 1 receives its operation output.
5 cuts off the supply of base current. Therefore, the transistor 12 is turned off, the discharge of the capacitor 11 is stopped, and the overcurrent of the inverter 10 is suppressed.

このようにして、インバータ10の直流短絡に
対する保護が行われるが、過電流の発生を検出す
る為の電流検出回路14が過電流を検出して出力
するまでトランジスタ12を充分オン状態に維持
しておく必要から、トランジスタ12には必要最
小限のベース電流を越える比較的大きなベース電
流を供給する必要があり、この為、トランジスタ
12をターンオフさせるのに要するターンオフ時
間が長くなり、インバータの上記過電流に対する
保護協調が難しく、信頼性を欠く結果を招くと云
う問題があつた。
In this way, the inverter 10 is protected against a DC short circuit, but the transistor 12 is kept sufficiently turned on until the current detection circuit 14 for detecting the occurrence of overcurrent detects and outputs the overcurrent. Because of the need to maintain the voltage, it is necessary to supply a relatively large base current exceeding the minimum required base current to the transistor 12, which increases the turn-off time required to turn off the transistor 12, causing the inverter to overcurrent There was a problem in that it was difficult to coordinate protection against the virus, leading to unreliable results.

〔考案の概要〕[Summary of the idea]

この考案は、上記した従来の問題点に鑑みてな
されたもので、前記従来のトランジスタに代え
て、主スイツチング素子とダーリントン接続され
る第1の電界効果トランジスタ及び直列接続され
る第2の電界効果トランジスタを有するスイツチ
ング回路を用い、上記第2の電界効果トランジス
タのドレイン・ソース間の電圧を監視してその電
圧レベルからインバータ直流短絡による過電流を
判定してインバータ保護を行う構成とすることに
より、従来に比し、動作を高速にして保護の信頼
性を高めることができるインバータの過電流保護
装置を提案するものである。
This invention was made in view of the above-mentioned conventional problems, and instead of the conventional transistor, a first field effect transistor connected in Darlington to the main switching element and a second field effect transistor connected in series are used. By using a switching circuit having a transistor, monitoring the voltage between the drain and source of the second field effect transistor and determining an overcurrent due to an inverter DC short circuit from the voltage level to protect the inverter. The present invention proposes an overcurrent protection device for an inverter that can operate at higher speeds and improve reliability of protection compared to conventional inverter overcurrent protection devices.

〔考案の実施例〕[Example of idea]

以下、この考案の一実施例を図について説明す
る。
An embodiment of this invention will be described below with reference to the drawings.

第2図において、ダイオード13と逆並列接続
されるスイツチング回路22は主スイツチング素
子であるトランジスタ22aとダーリントン接続
された第1の電界効果トランジスタ(FET)、及
び該第1のFET22bとゲートを共通にし上記
トランジスタ22aのエミツタ側に直列接続され
た第2の電界効果トランジスタ(FET)を有す
る回路(以下、BIMOS回路と云う)である。2
2dは複数のダイオードを直列接続してなる逆流
阻止用のダイオード直列体であつて、トランジス
タ22aのベースと第2のFET22cのソース
間に図示の極性に挿入されている。24は電圧検
出回路であつて、第2のFET22cのドレイ
ン・ソース間の電圧を検出し、該電圧が所定の電
圧レベルに達した場合に出力してオフ指令をゲー
ト制御回路25に供給する。ゲート制御回路25
は電流検出回路24からオフ指令を受けるまで
は、即ち、定常時には、第1のFET22bと第
2のFET22cにオンゲート信号を供給し、上
記オフ指令を受けるとオフゲート信号を第1の
FET22bと第2のFET22cに供給する。な
お、第2のFET22cのゲート・ソース間電圧
VGSは、第3図に示す静特性の必要最小限の電圧
値VGS1に選定し、ドレイン・ソース間電圧VDS
所定の点Bで示す電圧レベルまで、上昇した場合
に電圧検出回路24が動作するように構成する。
他の構成は第1図のものと同じであるので同一符
号を付してある。
In FIG. 2, a switching circuit 22 connected in antiparallel to a diode 13 has a common gate with a first field effect transistor (FET) connected in Darlington with a transistor 22a, which is a main switching element, and with the first FET 22b. This circuit (hereinafter referred to as a BIMOS circuit) has a second field effect transistor (FET) connected in series to the emitter side of the transistor 22a. 2
Reference numeral 2d denotes a diode series body for backflow prevention, which is formed by connecting a plurality of diodes in series, and is inserted between the base of the transistor 22a and the source of the second FET 22c with the polarity shown. A voltage detection circuit 24 detects the voltage between the drain and source of the second FET 22c, and outputs an output when the voltage reaches a predetermined voltage level to supply an off command to the gate control circuit 25. Gate control circuit 25
Until receiving the off command from the current detection circuit 24, that is, during steady state, supplies the on-gate signal to the first FET 22b and the second FET 22c, and upon receiving the off command, supplies the off-gate signal to the first FET 22b and the second FET 22c.
It is supplied to FET 22b and second FET 22c. In addition, the gate-source voltage of the second FET22c
V GS is selected to be the minimum necessary voltage value V GS1 of the static characteristics shown in FIG. Configure it to work.
Since the other configurations are the same as those in FIG. 1, the same reference numerals are given.

次に、この装置の動作について説明する。 Next, the operation of this device will be explained.

正常時は、ゲート制御回路25がオンゲート信
号を第1のFET22b及び第2のFET22cの
ゲートに供給しているので両FETがオンし、こ
のオン動作によりトランジスタ22aにベース電
流が供給されてBIMOS回路22はオン状態とな
る。
Under normal conditions, the gate control circuit 25 supplies the on-gate signal to the gates of the first FET 22b and the second FET 22c, so both FETs are turned on, and this on operation supplies the base current to the transistor 22a, which turns on the BIMOS circuit. 22 is turned on.

従つて、インバータ10に前記した直流短絡が
発生すると、コンデンサ11からインバータ10
−BIMOS回路22−コンデンサ11の経路にコ
ンデンサ11の放電電流が流れ、第2のFET2
2cのドレイン・ソース間電圧VDSが急激に高く
なつて第3図のB点に達し、電圧検出回路24が
動作する。この結果、第1のFET22b及び第
2のFET22cが共にゲート制御回路25から
オフゲート信号を受けてターンオフし、トランジ
スタ22aは蓄積時間を経てターンオフする。ト
ランジスタ22aの上記蓄積時間中はそのコレク
タ電流はダイオード直列体22dを通つて流れ
る。このようにして、BIMOS回路22がターン
オフし、過電流が速やかに抑制される。
Therefore, when the above-mentioned DC short circuit occurs in the inverter 10, the voltage from the capacitor 11 to the inverter 10 is
The discharge current of the capacitor 11 flows through the path of -BIMOS circuit 22-capacitor 11, and the second FET2
The drain-source voltage V DS of 2c increases rapidly and reaches point B in FIG. 3, and the voltage detection circuit 24 operates. As a result, both the first FET 22b and the second FET 22c receive an off-gate signal from the gate control circuit 25 and are turned off, and the transistor 22a is turned off after an accumulation time. During the accumulation time of the transistor 22a, its collector current flows through the diode series body 22d. In this way, the BIMOS circuit 22 is turned off and overcurrent is quickly suppressed.

即ち、従来の場合には、前記したように比較的
大きなベース電流(例えば、第4図のIB1)をト
ランジスタ22aに供給する必要があり、コレク
タ・エミツタ間電圧VCEは電流検出回路14が出
力するまでは低レベル状態に維持される構成であ
つたが、この実施例では、第2のFET22cの
ゲート・ソース間電圧を必要最小限の低レベルに
設定してドレイン・ソース間電圧から過電流の発
生の有無を判定する構成としてある上、この
BIMOS回路22は上記したターンオフ特性を有
し、ターンオフ時間がトランジスタ12に比して
短いと云う特性があるので、過電流保護は極めて
迅速に行われる。
That is, in the conventional case, as described above, it is necessary to supply a relatively large base current (for example, I B1 in FIG. 4) to the transistor 22a, and the collector-emitter voltage V CE is determined by the current detection circuit 14. The configuration is such that the voltage is maintained at a low level until the output is output, but in this embodiment, the gate-source voltage of the second FET 22c is set to the minimum necessary low level to prevent excess voltage from the drain-source voltage. In addition to being configured to determine the presence or absence of current generation, this
Since the BIMOS circuit 22 has the above-mentioned turn-off characteristics and has a shorter turn-off time than the transistor 12, overcurrent protection is performed extremely quickly.

なお、BIMOS回路22はゲートターンオフサ
イリスタ等の他の自己消弧素子を主スイツチング
素子として設けたものであつても良い。
Note that the BIMOS circuit 22 may be provided with another self-extinguishing element such as a gate turn-off thyristor as a main switching element.

また、ダイオード直列体22dの代わりに定電
圧ダイオードを用いても良い。
Further, a constant voltage diode may be used instead of the diode series body 22d.

〔考案の効果〕[Effect of idea]

この考案は以上説明した通り、ターンオフ時間
の短いBIMOS回路を用い、主スイツチング素子
と直列する電界効果トランジスタの電圧を検出し
て過電流の発生の有無を判定する構成としたこと
により、従来に比して保護動作を迅速に行わせる
ことができるので、インバータの保護協調が容易
となり、従来に比して信頼性を高めることができ
る他、装置を安価にすることができ、大電力用途
にも適用し得る利点がある。
As explained above, this design uses a BIMOS circuit with a short turn-off time and has a configuration that detects the voltage of the field effect transistor connected in series with the main switching element to determine whether overcurrent has occurred, making it more effective than conventional devices. Since the protection operation can be carried out quickly, it is easier to coordinate the protection of the inverter, and the reliability can be improved compared to the conventional method.In addition, the device can be made cheaper, and it can also be used for high power applications. There are applicable benefits.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来のインバータの過電流保護装置を
示す回路図、第2図はこの考案の一実施例を示す
回路図、第3図は電界効果トランジスタの静特性
図、第4図はトランジスタの静特性図である。 図において、11……コンデンサ、22……ス
イツチング回路、22a……トランジスタ、22
b,22c……電界効果トランジスタ、22d…
…ダイオード直列体、13……ダイオード、24
……電圧検出回路、25……ゲート制御回路。な
お、図中、同一符号は同一または相当部分を示
す。
Figure 1 is a circuit diagram showing a conventional overcurrent protection device for an inverter, Figure 2 is a circuit diagram showing an embodiment of this invention, Figure 3 is a static characteristic diagram of a field effect transistor, and Figure 4 is a diagram of a transistor. It is a static characteristic diagram. In the figure, 11... capacitor, 22... switching circuit, 22a... transistor, 22
b, 22c...field effect transistor, 22d...
... Diode series body, 13 ... Diode, 24
... Voltage detection circuit, 25 ... Gate control circuit. In addition, in the figures, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] ゲートを共通にする第1及び第2の電界効果ト
ランジスタと該第2の電界効果トランジスタに直
列接続されたうえ上記第1の電界効果トランジス
タとダーリントン接続された主スイツチング素子
を有するスイツチング回路、該スイツチング回路
と直列接続してインバータの直流端子間に挿入さ
れるコンデンサ、上記スイツチング回路と逆並列
接続されたダイオード、上記第2の電界効果トラ
ンジスタの電圧が所定レベルに達すると動作する
電圧検出回路、該電圧検出回路の動作出力を受け
て上記両電界効果トランジスタをオフさせるゲー
ト制御回路を具えることを特徴とするインバータ
の過電流保護装置。
A switching circuit comprising first and second field effect transistors having a common gate, and a main switching element connected in series to the second field effect transistor and connected in Darlington to the first field effect transistor; A capacitor connected in series with the circuit and inserted between the DC terminals of the inverter, a diode connected anti-parallel to the switching circuit, a voltage detection circuit that operates when the voltage of the second field effect transistor reaches a predetermined level; An overcurrent protection device for an inverter, comprising a gate control circuit that turns off both of the field effect transistors in response to an operation output of a voltage detection circuit.
JP5092684U 1984-04-05 1984-04-05 Inverter overcurrent protection device Granted JPS60166235U (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5092684U JPS60166235U (en) 1984-04-05 1984-04-05 Inverter overcurrent protection device

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Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60166235U JPS60166235U (en) 1985-11-05
JPS6338691Y2 true JPS6338691Y2 (en) 1988-10-12

Family

ID=30569513

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5092684U Granted JPS60166235U (en) 1984-04-05 1984-04-05 Inverter overcurrent protection device

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JPS60166235U (en) 1985-11-05

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