DE1171005B - Elektronischer Schalter mit steuerbaren Halbleitergleichrichtern - Google Patents
Elektronischer Schalter mit steuerbaren HalbleitergleichrichternInfo
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
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- H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
- H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
- H03K17/72—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices having more than two PN junctions; having more than three electrodes; having more than one electrode connected to the same conductivity region
- H03K17/73—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices having more than two PN junctions; having more than three electrodes; having more than one electrode connected to the same conductivity region for DC voltages or currents
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Description
- Elektronischer Schalter mit steuerbaren Halbleitergleichrichtern In der Technik tritt häufig die Forderung auf, Gleichstromkreise periodisch zu unterbrechen. Mechanische Schalter zeigen wegen des beim öffnen der Kontakte auftretenden Lichtbogens und des damit verbundenen Kontaktabbrandes große Verschleißerscheinungen, besonders bei hoher Schalthäufigkeit und sind deshalb für den erwähnten Anwendungsbereich ungünstig. Gegenüber den mechanischen Schaltern weisen elektronische Schalter in vorteilhafter Weise weder Verschleißerscheinungen noch bewegliche Kontakte auf. Als besonders günstig haben sich die auf Grund der Fortschritte in der Halbleitertechnik entwickelten steuerbaren Halbleitergleichrichter, vorzugsweise steuerbare Siliziumzellen, erwiesen.
- Da ein steuerbarer Halbleitergleichrichter über die Steuerelektrode mittels eines Zündimpulses zwar eingeschaltet, aber wegen des thyratronähnlichen Verhaltens nicht ausgeschaltet werden kann, ist es erforderlich, zusätzliche Mittel zur Löschung vorzusehen.
- In F i g. 1 ist ein Schaltungsbeispiel eines bekannten elektronischen Schalters dargestellt. An die Betriebsspannungsquelle 1 ist eine Reihenschaltung aus einer mit Anzapfung versehenen Drosselspule 4, einem Verbraucher 3 und einem steuerbaren Halbleitergleichrichter 2 geschaltet. Parallel zum Verbraucher 3 liegt eine Freilaufdiode 8, deren Durchlaßrichtung entgegen derDurchlaßrichtung des steuerbarenHalbleitergleichrichters 2 gerichtet ist. Eine Reihenschaltung, bestehend aus einem Kommutierungskondensator 6 mit parallel geschaltetem Entladewiderstand 7 und einem steuerbaren Halbleitergleichrichter 5, ist einerseits an die Anzapfung der Drosselspule 4 und andererseits an den der Drosselspule abgewandten Pol der Betriebsspannungsquelle 1 angeschlossen. Der Entladewiderstand 7 sorgt dafür, daß der Kommutierungskondensator 6 im normalen Betrieb ungeladen ist.
- Zum Löschen des steuerbaren Halbleitergleichrichters 2 wird der steuerbare Halbleitergleichrichter 5 gezündet. Dadurch wird die Anzapfung der Drosselspule 4 über den Kommutierungskondensator 6 an den der Drosselspule abgewandten Pol der Betriebsspannungsquelle 1 geschaltet. Da der Kommutierungskondensator 6 zunächst ungeladen ist, tritt an dem zwischen Anzapfung und Betriebspannungsquelle 1 liegenden Teil der Drosselspule 4 eine Spannung in Höhe der Betriebsspannung auf. Im anderen Teil der Drosselspule wird entsprechend dem Verhältnis der Windungszahlen eine Spannung induziert. Diese induzierte Spannung weist eine solche Polarität auf, daß die Anode des steuerbaren Halbleitergleichrichters 2 um den Betrag der induzierten Spannung negativ gegenüber der Kathode wird. Dadurch löscht dieser steuerbare Halbleitergleichrichter 2. Wenn der steuerbare Halbleitergleichrichter 2 gelöscht hat, ist der Verbraucher 3 von der Betriebsspannungsquelle 1 getrennt und der aus der Betriebsspannungsquelle 1 durch den Verbraucher 3 ffießende Strom unterbrochen. Die Freilaufdiode 8 sorgt dafür, daß die Spannung am Verbraucher 3 nicht negativ wird bzw. daß bei induktivem Verbraucher der Verbraucherstrom in dem aus Verbraucher 3 und Freilaufdiode 8 gebildeten Stromkreis ausklingen kann. Nach der Löschung des steuerbaren Halbleitergleichrichters 2 bildet der zwischen Anzapfung und Betriebsspannungsquelle 1 liegende Teil der Drosselspule 4 mit dem Kommutierungskondensator 6 zusammen einen Reihenschwingkreis, der durch die Zündung des steuerbaren Halbleitergleichrichters 5 zu einer Halbschwingung veranlaßt wird. Im Verlauf dieser Schwingung lädt sich der Kommutierungskondensator 6 auf eine Spannung, die größer als die Betriebsspannung ist, auf. Die Entladung des Kommutierungskondensators 6 erfolgt über den Entladewiderstand 7. Ein solcher bekannter elektronischer Schalter kann zu gelegentlichen Abschaltungen, beispielsweise bei StörÜberwachung, benutzt werden. Soll ein solcher elektronischer Schalter mit großer Schalthäufigkeit, womöglich periodisch betrieben werden, so zeigen sich verschiedene Nachteile, die oberhalb einer bestimmten Schaltfrequenz einen einwandfreien Betrieb des elektronischen Schalters unmöglich machen. Für den einwandfreien Betrieb des elektronischen Schalters ist es erforderlich, daß der Entladewiderstand 7 so hochohmig ist, daß der steuerbare Halbleitergleichrichter 5 nach der Aufladung des Kommutierungskondensators 6 löscht. Dem entgegen steht die Forderung, den Entladewiderstand 7 zur Erzielung einer kurzen Entladezeit und damit möglichst hohen Schalthäufigkeit entsprechend niederohmig zu machen. Diese widersprechenden Forderungen verhindern einen Einsatz dieses bekannten elektronischen Schalters bei höheren Schaltfrequenzen.
- Die Erfindung schlägt eine einfache, jedoch in ihrer Auswirkung überraschend vorteilhafte Weiterentwicklung des elektronischen Schalters vor, die es nicht nur ermöglicht, die Schaltfrequenz wesentlich zu erhöhen, sondern auch die Verlustleistung auf ein Minimum herabzusetzen.
- Die Erfindung betrifft einen elektronischen Schalter mit steuerbaren Halbleitergleichrichtern, bei der die Reihenschaltung aus einem Verbraucher 3, einer mit Abgriff versehenen Drosselspule 4 und einem steuerbaren Halbleitergleichrichter 2 an eine Betriebsspannungsquelle 1 geschaltet ist und zwischen dem Abgriff der Drosselspule 4 und dem der Drosselspule abgewandten Pol der Betriebsspannungsquelle eine Reihenschaltung aus einem Kommutierungskondensator 6 und einem steuerbaren Halbleitergleichrichter 5 angeordnet ist und besteht darin, daß antiparallel zu dem in Reihe zum Kommutierungskondensator 6 liegenden steuerbaren Halbleitergleichrichter 5 eine Diode 9 geschaltet ist.
- An Hand des in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiels werden der Aufbau und die Wirkungsweise der Erfindung aufgezeigt und erläutert. In dem bekannten Schaltungsbeispiel der F i g. 1 und in dem erlindungsgemäßen Schaltungsbeispiel der F i g. 2 wurden für gleiche Schaltungselemente dieselben Bezeichnungen benutzt.
- Der Unterschied zwischen der bekannten und der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung besteht darin, daß antiparallel zum steuerbaren Halbleitergleichrichter 5 eine Diode 9 geschaltet ist. Außerdem kann parallel zum Entladewiderstand 7 eine weitere Diode 10 angeordnet werden, die so gepolt ist, daß sie in Sperrichtung beansprucht wird, wenn der Kommutierungskondensator 6 über den steuerbaren Halbleitergleichrichter 5 aufgeladen wird. Nach Aufladung des Kommutierungskondensators 6 über den steuerbaren Halbleitergleichrichter 5 kann er die gespeicherte Energie in der erfindungsgemäßen Anordnung über die Diode 9 in die Betriebsspannungsquelle 1 zurückliefern. Dadurch wird die Entladezeit praktisch auf den Wert der Aufladezeit gebracht und die Verlustleistung im Entladewiderstand 7 auf einen geringen Restwert herabgesetzt.
- Eine Stabilisierung der Schaltungsanordnung für Belastungsänderungen wird durch das Parallelschalten der Diode 10 zum Kommutierungskondensator 6 bewirkt. Diese Diode 10 verhindert ein negatives Aufladen des Kommutierungskondensators 6. Dadurch wird es außerdem ermöglicht, als Kommutierungskondensator 6 einen preiswerten Elektrolytkondensator zu verwenden.
Claims (2)
- Patentansprüche: 1. Elektronischer Schalter mit steuerbaren Halbleitergleichrichtem, bei der die Reihenschaltung aus einem Verbraucher (3), einer mit Ab- griff versehenen Drosselspule (4) und einem steuerbaren Halbleitergleichrichter (2) an eine Betriebsspannungsquelle (1) geschaltet ist und zwischen dem Abgriff der Drosselspule (4) und dem der Drosselspule abgewandten Pol der Betriebsspannungsquelle eine Reihenschaltung aus einem Kommutierungskondensator (6) und einem steuerbaren Halbleitergleichrichter(5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß antiparallel zu dem in Reihe zum Kommutierungskondensator (6) liegenden steuerbaren Halbleitergleichrichter (5) eine Diode (9) geschaltet ist.
- 2. Elektronischer Schalter nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Kornmutierungskondensator (6) eine Diode (10) und/ oder ein Widerstand (7) derart geschaltet ist, daß die Diode (10) bei Aufladung des Kommutierungskondensators (6) über den in Reihe liegenden steuerbaren Halbleitergleichrichter (5) in Sperrichtung beansprucht wird.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEL43516A DE1171005B (de) | 1962-11-23 | 1962-11-23 | Elektronischer Schalter mit steuerbaren Halbleitergleichrichtern |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEL43516A DE1171005B (de) | 1962-11-23 | 1962-11-23 | Elektronischer Schalter mit steuerbaren Halbleitergleichrichtern |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1171005B true DE1171005B (de) | 1964-05-27 |
Family
ID=7270314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEL43516A Pending DE1171005B (de) | 1962-11-23 | 1962-11-23 | Elektronischer Schalter mit steuerbaren Halbleitergleichrichtern |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1171005B (de) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1285528B (de) * | 1965-03-05 | 1968-12-19 | Digital Equipment Corp | Dioden-Kondensator-Torschaltung |
| DE1292999B (de) * | 1964-09-18 | 1969-04-17 | Aeg Elotherm Gmbh | Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Bearbeitungsimpulsen fuer die elektroerosive Metallbearbeitung und Verfahren zu ihrem Betrieb |
| DE3542752A1 (de) * | 1985-11-30 | 1987-06-04 | Licentia Gmbh | Schaltungsanordnung zum kurzschlussschutz eines wechselrichters |
-
1962
- 1962-11-23 DE DEL43516A patent/DE1171005B/de active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1292999B (de) * | 1964-09-18 | 1969-04-17 | Aeg Elotherm Gmbh | Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Bearbeitungsimpulsen fuer die elektroerosive Metallbearbeitung und Verfahren zu ihrem Betrieb |
| DE1285528B (de) * | 1965-03-05 | 1968-12-19 | Digital Equipment Corp | Dioden-Kondensator-Torschaltung |
| DE3542752A1 (de) * | 1985-11-30 | 1987-06-04 | Licentia Gmbh | Schaltungsanordnung zum kurzschlussschutz eines wechselrichters |
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