DE1175359B - Anordnung zum Schutz von gesteuerten Halb-leiterelementen - Google Patents
Anordnung zum Schutz von gesteuerten Halb-leiterelementenInfo
- Publication number
- DE1175359B DE1175359B DEL40757A DEL0040757A DE1175359B DE 1175359 B DE1175359 B DE 1175359B DE L40757 A DEL40757 A DE L40757A DE L0040757 A DEL0040757 A DE L0040757A DE 1175359 B DE1175359 B DE 1175359B
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- semiconductor elements
- controlled semiconductor
- controlled
- voltage
- arrangement
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
- H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/125—Avoiding or suppressing excessive transient voltages or currents
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/10—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
- H02H7/12—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
- H02H7/125—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for rectifiers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Description
- Anordnung zum Schutz von gesteuerten Halbleiterelementen Die Erfindung betrifft den Schutz von gesteuerten Halbleiterelementen.
- Gesteuerte Halbleiterelemente als Vierschichtentrioden auf Silizium- oder Germaniumbasis erreichen nicht die hohe Spannungsfestigkeit der ungesteuerten Halbleiterelemente. Unzulässige hohe Spannungsbeanspruchungen bei gesteuerten Halbleiterelementen führen jedoch zu ihrer Zerstörung. Die Erfindung geht davon aus, daß auf Grund des verhältnismäßig komplizierten Aufbaues gesteuerte Halbleiterelemente teurer als ungesteuerte Halbleiterelemente gleicher Belastbarkeit sind.
- Schwierigkeiten bietet das Problem des Schutzes von gesteuerten Halbleiterelementen, die z. B. beim Abschalten von Kurzschlußströmen Überspannungen erzeugen, die die gleichen Bausteine in den Zweigen anderer Phasen gefährden.
- Anordnungen zum Schutz von Halbleiterelementen sind bereits bekannt, bei denen eine Reihenschaltung von Halbleiterelementen gegen überspannungen dadurch geschützt wird, daß parallel zu jedem Halbleiterelement Widerstände und RC-Glieder geeigneter Größe parallel geschaltet werden und damit die Spannungsverteilung an den Gleichrichterelementen in der gewünschten Weise gesteuert wird.
- Weiterhin sind Anordnungen bereits bekannt, bei denen in Reihe mit gesteuerten Halbleiterelementen Dioden geschaltet sind. Dabei übernehmen zwangläufig die ungesteuerten Halbleiterelemente einen Teil der Sperrspannung.
- Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Schutz von gesteuerten Halbleiterelementen. Erfindungsgemäß sind mit jedem gesteuerten Halbleiterelement ein oder mehrere ungesteuerte Halbleiterelemente in Reihe geschaltet, und die ungesteuerten Halbleiterelemente übernehmen den überwiegenden Teil der Sperrspannung, wobei die Spannungsaufteilung in an sich bekannter Weise vorgenommen werden kann, und es sind Dioden vorgesehen, die ein Abfließen des Stromes über die spannungssteuernden Widerstände verhindern.
- Der Erfindungsgegenstand unterscheidet sich von den bekannten Anordnungen. Sein Ziel ist nicht der Schutz von Halbleiterelementen schlechthin, sondern es besteht darin, ein gesteuertes Halbleiterelement vor Sperrspannungsbeanspruchungen in der Weise zu schützen, daß man ein oder mehrere ungesteuerte Halbleiterelemente damit in Reihe schaltet und diese den überwiegenden Teil der Sperrspannung übernehmen läßt. Mittel zur Aufteilung der Sperrspannung auf einzelne Halbleiterelemente sind zwar an sich bekannt. Die erfinderische Anordnung bietet jedoch den Vorteil einer größeren Wirtschaftlichkeit, weil der Aufwand für das ungesteuerte Halbleiterelement relativ gering ist gegenüber den Kosten für ein steuerbares Halbleiterelement. Die Lebensdauer des letzteren wird aber durch die erfinderische Schutzmaßnahme wesentlich gesteigert.
- Bei der bekannten Anordnung, die eine Reihenschaltung eines gesteuerten Halbleiterelementes mit einer Diode aufweist, sind keine zusätzlichen Maßnahmen für eine Spannungsaufteilung an beiden Elementen getroffen. Die Diode dient vielmehr dazu, das fragliche Halbleiterelement, einen Transistor, vor Rückströmen zu schützen.
- Durch die Erfindung lassen sich gesteuerte Halbleiterelemente in Sperrichtung von Spannung entlasten. Durch geeignete Wahl eines Widerstandsverhältnisses kann die statische Spannungsverteilung praktisch auf jeden gewünschten Wert eingestellt werden. Die Aufteilung der Sprungspannung hängt vom Verhältnis der gewählten Kondensatoren ab und kann ebenfalls auf einen geeigneten Wert eingestellt werden. An Hand einer Zeichnung sei ein schematisches Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
- Die Erfindung wird in der Kombination der Einzelmerkmale gesehen.
- In der Zeichnung zeigt F i g. 1 in einem Leitungszug 4 ein gesteuertes Halbleiterelement 1 und ein ungesteuertes Halbleiterelement 2, sowie eine Sicherung 3. Parallel geschaltet dazu sind der Widerstand R1 und R2. Es ist weiterhin eine Parallelschaltung von Kondensatoren C2 und C1 mit ihren Dämpfungswiderständen R3 und R4 dargestellt. Dieser Parallelzweig hat die Aufgabe, eine Spannungsverteilung auf die Halbleiterelemente bei dynamischen Vorgängen, z. B. Spannungsspitzen infolge von Schalthandlungen, zu sichern. Er wurde in der Zeichnung zur Wahrung der Übersichtlichkeit nur in F i g. 1 und 5 eingezeichnet, ist jedoch bei den Ausführungsbeispielen der weiteren Figuren ebenfalls zu ergänzen.
- In Sperrichtung verteilt sich die Spannung im Verhältnis der Parallelwiderstände. Will man die Spannungsbeanspruchung der gesteuerten Halbleiterelemente in Sperrichtung auf einen sehr kleinen Wert begrenzen, so muß das Widerstandsverhältnis R1/R, sehr klein gemacht werden, d. h., R1 muß verhältnismäßig klein werden. Um zu verhindern, daß dieser kleine Widerstand R1 in Durchlaßrichtung als Ableitwiderstand parallel zur Vierschichtentriode liegt, ist eine kleine Halbleiterdiode mit R1 in Reihe geschaltet.
- Zu dem gleichen Zweck ist in der F i g. 2 eine entsprechende Diode 6 in einem Querzweig 7 angeordnet. Die F i g. 3 und 4 verdeutlichen, daß die Erfindung auch bei einer Parallelschaltung bzw. Antiparallelschaltung mehrerer Halbleiterelemente angewendet werden kann. Nach F i g. 3 schützt das urigesteuerte Halbleiterelement 2 und der dazu parallele Widerstand R, die Parallelschaltung der gesteuerten Halbleiterelemente 1 und 11, denen wiederum Widerstände R1 und R11 parallel zugeordnet sind. Die F i g. 4 zeigt den Schutz antiparallel gesteuerter Halbleiterelemente 1 und 12 nach der Erfindung durch Reihenschaltung von urigesteuerten Halbleiterelementen 2 und 22 mit nicht näher bezeichneten Parallelwiderständen und je einer Diode 6 in dem Querzweig 7. Als Anwendungsbeispiele sind alle Schaltungen anzuführen, bei denen gesteuerte Halbleiterelemente vor Überspannungen in Sperrichtung, die zu ihrem Ausfall führen können, geschützt werden sollen. Solche Überspannungen können beim Schalten bei Netzstörungen oder beim Ansprechen der sehr schnellen Halbleitersicherungen, in der Zeichnung allgemein mit 3 bezeichnet, auftreten. Gesteuerte Halbleiterelemente mit kleinen zulässigen Sperrspannungswerten können durch Reihenschaltung von spannungsfesten Dioden mit den gleichen Spezialsicherungen geschützt werden, die sonst wegen der auftretenden Löschspannungsspitze nur für gesteuerte Halbleiterelemente höherer Spannungsfestigkeit geeignet wären.
- Weitere Anwendungsbeispiele sind alle Schaltungen, bei denen die gesteuerten Halbleiterelemente in Sperrichtung höheren Spannungsbelastungen als in Durchlaßrichtung ausgesetzt sind. Als ein Beispiel zeigen die F i g. 5 a und 5 b eine dreiphasige Gleichrichterschaltung mit einem Transformator 60 und den Verbrauchern 61 sowie 62, bei der der Spannungssteuerbereich durch Anschnittssteuerung nicht voll ausgenutzt zu werden braucht. Als Scheitelwert der Sperrspannung tritt hier der Wert [ 2 U"", auf, als höchster Spannungswert in Durchlaßrichtung sin a . 1 2 ü.P,k (A = Steuerwinkel). Durch Reihenschaltung von urigesteuerten Halbleiterelementen zu den gesteuerten Halbleiterelementen kann die erreichbare Gleichspannung wesentlich gesteigert werden. Ein weiterer Vorteil einer derartigen Reihenschaltung besteht auch in dem geringeren Aufwand für die Zündung, da für die Zündung in Reihe geschalteter, gesteuerter Halbleiterelemente höherer Aufwand getrieben werden muß. Auf Grund der Erfindung ist es großenteils möglich, auf Folgezündung und den damit verbundenen Mehraufwand zu verzichten.
Claims (3)
- Patentansprüche: 1. Anordnung zum Schutz von gesteuerten Halbleiterelementen, dadurch gekennzeichnet, daß mit jedem gesteuerten Halbleiterelement ein oder mehrere urigesteuerte Halbleiterelemente in Reihe geschaltet sind und die urigesteuerten Halbleiterelemente den überwiegenden Teil der Sperrspannung übernehmen, wobei die Spannungsaufteilung in an sich bekannter Weise vorgenommen werden kann, und daß Dioden vorgesehen sind, die ein Abfließen des Stromes über die spannungssteuernden Widerstände verhindern.
- 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das urigesteuerte Halbleiterelement in Reihe mit mehreren parallel gesteuerten Halbleiterelementen angeordnet ist.
- 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Antiparallelschaltung gesteuerter Halbleiterelemente in jedem Leitungszweig urigesteuerte Halbleiterelemente vorgesehen sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1095 384, 1074740.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEL40757A DE1175359B (de) | 1961-12-20 | 1961-12-20 | Anordnung zum Schutz von gesteuerten Halb-leiterelementen |
AT933666A AT269267B (de) | 1961-12-20 | 1966-10-05 | Schaltuhr mit Maximumschalter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEL40757A DE1175359B (de) | 1961-12-20 | 1961-12-20 | Anordnung zum Schutz von gesteuerten Halb-leiterelementen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1175359B true DE1175359B (de) | 1964-08-06 |
Family
ID=7269191
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEL40757A Pending DE1175359B (de) | 1961-12-20 | 1961-12-20 | Anordnung zum Schutz von gesteuerten Halb-leiterelementen |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
AT (1) | AT269267B (de) |
DE (1) | DE1175359B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2065501A1 (de) * | 1969-10-24 | 1971-07-30 | Bbc Brown Boveri & Cie |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1074740B (de) * | 1960-02-04 | LICENTIA Patent-Verwaltungs-G. m.b.H., Frankfurt/M | Anordnung zur Gleichrichtung einer Wechselspannung mit Steuerung der Gleichspannung und Gleichstromleistung mittels Transistoren | |
DE1095384B (de) * | 1959-03-17 | 1960-12-22 | Licentia Gmbh | Reihen- und Parallelschaltung von Halbleiterventilen |
-
1961
- 1961-12-20 DE DEL40757A patent/DE1175359B/de active Pending
-
1966
- 1966-10-05 AT AT933666A patent/AT269267B/de active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1074740B (de) * | 1960-02-04 | LICENTIA Patent-Verwaltungs-G. m.b.H., Frankfurt/M | Anordnung zur Gleichrichtung einer Wechselspannung mit Steuerung der Gleichspannung und Gleichstromleistung mittels Transistoren | |
DE1095384B (de) * | 1959-03-17 | 1960-12-22 | Licentia Gmbh | Reihen- und Parallelschaltung von Halbleiterventilen |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2065501A1 (de) * | 1969-10-24 | 1971-07-30 | Bbc Brown Boveri & Cie |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AT269267B (de) | 1969-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2100368B1 (de) | Halbleiterschutzelemente zur beherrschung von dc-seitigen kurzschlüssen bei spannungszwischenkreisumrichtern | |
DE3710799C2 (de) | ||
DE2914313A1 (de) | Fehlerstrom-begrenzungsschaltung | |
DE9216662U1 (de) | Vorladeschaltung mit kombiniertem Überspannungsschutz für einen netzgeführten Stromrichter mit ausgangsseitigem Kondensator | |
DE2019937B2 (de) | Einrichtung zum schutz von in explosionsgefaehrdeten raeumen befindlichen verbrauchern und/oder messwertgebern | |
DE19736904A1 (de) | Stromrichterschaltungsanordnung | |
DE1901135A1 (de) | Stromrichteranordnung mit mehreren in Reihe geschalteten Stromrichterventilen | |
DE2163004B2 (de) | Unsymmetrieschutzeinrichtung für in Reihe geschaltete Kondensatoreinheiten | |
DE1175359B (de) | Anordnung zum Schutz von gesteuerten Halb-leiterelementen | |
DE3422995C1 (de) | Überspannungsschutz-Schaltungsanordnung für Fernmelde-, insbesondere Fernsprechleitungen | |
DE69814257T3 (de) | ?berspannungsschutzeinrichtung mit parallel geschalteten Funkenstrecken jeweils mit einer Induktivitõt | |
DE2011303A1 (de) | Schutzschaltung für einen Eingangskreis eines Feldeffekt-Transistors | |
DE2947062C2 (de) | Anordnung zum Schutz gegen Überlastung oder Kurzschluß eines Audioverstärkers | |
DE10314514A1 (de) | Leistungsvorrichtungssteuerschaltung | |
DE3640661A1 (de) | Schaltungsanordnung zum ueberspannungsschutz eines thyristors in blockierrichtung | |
AT209405B (de) | Schaltungsanordnung mit Flächengleichrichtern auf der Basis eines Halbleiters aus Germanium oder Silizium | |
DE1052557B (de) | UEberwachungseinrichtung fuer eine Anordnung mit Halbleiterventilen | |
AT206034B (de) | Überwachungseinrichtung für eine Anordnung mit Halbleiterventilen | |
DE2302127A1 (de) | Ueberspannungsschutz fuer den ausgang eines stabilisierten netzgeraetes | |
AT219689B (de) | ||
DE190663C (de) | ||
DE1160092B (de) | Elektrische UEberstromschutzeinrichtung | |
DE899071C (de) | Umformer mit mechanisch bewegten Kontakten | |
DE1196786B (de) | Schutzschaltung fuer Stromrichteranlagen mit aus Halbleiterelementen bestehenden elektrischen Ventilanordnungen | |
DE3820807C2 (de) |