DE1613694A1 - Schaltungsanordnung zum Zuenden von steuerbaren Halbleiterschaltern - Google Patents
Schaltungsanordnung zum Zuenden von steuerbaren HalbleiterschalternInfo
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Description
Pcrfenianvrali
Frankfurt/Main-1 13
5339
General. Electric Company, Scheneqtady, ΪΤ..Υ,■'■■.TJ.S.A.
Schaltungsanordnung zum Zünden von steuerbaren
Halbleiterschaltern ■
Die Erfindung "bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung
zum Zünden von steuerbaren Halbleiterschaltern, wie
thyristoren und Triacs (steuerbare Halbleiterschalter, 'die
im Gegensatz zu Thyristoren in beiden Richtungen Strom . leiten können,).
Steuerbare Halbleiter-Leistungsschalter, beispielsweise
-gesteuerte Siliciumgleichrichter und Triacs, benötigen zum Zünden.gleichzeitig mit"dem Auftreten des Zündirapulses
eine in Vorwärtsrichtung an ihren Anschlußklemmen
liegende Spannung. Die Zündkennlinieder Thyristoren hängt
insbesondere von ihrer Nennleistung ab. Zürn Zünden von
Hoch!eistungsthyristoren "sind Zündimpulse mit höher Energie
und stellen Impulsflanken notwendig.-Bei Triacs ist es
vünschenswert, daß eine einzige Zündimpulsquelle in der
Lage ist, den Triac in beiden Richtungen in den leitenden Zustand zu versetzen«, Dabei ist es bei Zündimpulsen mit
nur einer--PoIa1TXtAt. schwieriger, den Triac bei einer Versorgungsspannung
der einen Polarität als bei einer Versorgungsspannung
der anderen Polarität zu zünden. Aus
diesem Grunde ist es nötwendig, Zündimpulse hinreichender Energie und mit genügend steilen Impulsflanken der Zündelektrode
zuzuführen, so daß der Triac bei allen Betriebsbedingungen
gezündet wird. ■
BAD ORiGiNAL 109819/017A
Außer den Forderungen nach. Zündimpulsen mit hoher Energie
und stellen Impulsflanken soll auch der Beginn und das Ende der Zündimpuls erzeugung genau festgelegt v/erden können.
Ferner soll die Impulsbreite sowie die ImpulshÖhe und der
Abstand zwischen zwei Impulsen genau einstellbar sein,
Da die bekannten Schaltungen diesen Forderungen nicht genügen können, besteht die Aufgabe der Erfindung darin,
eine Schaltungsanordnung zum Zünden von steuerbaren Halbleiterschaltern
zu schaffen, die Zündimpulse hoher Energie mit sehr steilen Impulsflanken erzeugt und bei der die Impulsbreite
und der Impulsabstand unabhängig voneinander veränderbar und der Anfang und das Ende der Impulserzeugung
steuerbar sind.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß . ein mittels einer Steuerelektrode ein- und ausschaltbares Schaltelement über
die Primärwicklung eines Transformators an den einen Pol eines G-leichspannungsnetzgerätes und über einen Widerstand
an den anderen löl des Netzgerätes angeschlossen ist, daß
zur Mitkopplung beim Einschalten des Schaltelements in dessen Eingangskreis eine an den Verbindungspunkt zwischen
dem Netzgerät und dem Widerstand angeschlossene Sekundärwicklung
des Transformators an die Steuerelektrode des
Schaltelementes angekoppelt ist, und daß nach einer Einschaltdauer zum Sperren und Ausschalten des Schaltelementes
die Primär- und Sekundärwicklung des Transformators mit dem Widerstand zusammenarbeiten.
Vorzugsweise kann der Steuerelektrode des Schaltelementes
ein Steuersignal zugeführt werden, das automatisch die Einsehe l.tdauer und Abschalt dauer für die Impulse steuert«.
Die Zündimpuls werden an weiteren- Sekundärwicklungen des
BAD 1970 174
Transformators abgenommen'* Diese weiteren""Sekundärwicklungen
sind, vorzugsweise mit Impuls forms ehalt-ungen verkünden»· ·
Ein AusftilirungslDei'spiel der Erfindung soll an Hand von S1I-guren
ΐιβοehrieiien werden. '■ ·:
Pig* '1 ist ein SciialtMld einer iia;cn der Erfindung aufgebauten :Schaltunganordnung * die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel zum Zünden der LeiStungsthyristoren "eines Meohs elrichters.
dl ent e ■ - " ' v .; :
2 ist ein Schaltbild einer Weiteren Ausführungsform;
einer erfindungsgemäßen SchaIturigsanordnung, -bei der ein -■-Steuertransistor
Steuersignale dem Eingangsitreis der Schaltüngsanordnung
zuführt* ~ - . ;
fig* 3 zeigt ein Blockschaltbild einer
bei der anstelle, von 2hjrristoren'iPria£S benutzt werdfen^ die
von der in fig* 1 gezeigten SehältungsanordnuftgViangesteuert
werden'können.' : Λ ; . V/ .-'
in Jig, 1 gezeigiie SehäItungsanordnung amm; |iiinden von/ :
steuerbaren Halbleiters ehalt ern weist einen IraBsistor 11;;
mit einem Emitter 11a* einem Kollektor 11b und einer Basis
1Tc auf. Es handelt sißh ^abei um .einen HBl-^ransistor, V
ti es s eh Emitter-Eollektör-QtrBeke mit der Priimarwieklung 12 .
eines Transfortnators 13 und.mit -einem Widerstand 14' in Reihe
liegt. Diese Reihenschaltung; ist: mit den Klemmen eines ■-..-GrleiehspannungsnetzgeräVtes
/IS verbundeju Der irahs forma tor 13
hai; mindestens drei- Sekühdärwicklungen 16* I?.und 1?r. An
der Sekundärwicklung 16- wiaiä; ein Rüekführsigna;l .ahgenOmmen,
während die Sekundärwickliüngen 17 .und IT1 Ausgangs signale
liefern. Der' Kopplungsfaktor zwischen der Primärwiefclung 12
Ib13694
und den Sekundärwicklungen 16, 17 und 17' muß bei dem vorliegenden
Transformator sehr gut sein. Dies kann man dadurch erreichen, daß man die Windungen der Primärwicklung über
die gesamte Länge des Transformatorkerns direkt übereinander wickelt. Auf diese Weise erhält man nahezu eine ideale
Kopplung, die zur Erzeugung von steilen Impulsflanken bei den Zündimpulsen notwendig ist.
Der Eingangskreis des Transistors 11 enthält Widerstände tS
und 19, die zv'ischen der Basis 1-Ic und der positiven Klemme
des Netzgerätes 15 in Reihe liegen. Im Eingangskreis
befindet sich ferner die zur Rückführung dienende Sekundärwicklung 16 des Transformators 13· Diese Rückführwicklung 16
ist an die Basis 11c des Transistors- 11 angekoppelt, um
das Einschalten oder leitendwerden des Transistors zu unterstützen.
Die Rückführwicklung 16 ist dabei über eine Zenerdiode 21" und über den Widerstand 19 an die Basis 11c angeschlossen.
Die Zenerdiode 21 verhindert, daß beim Einschalten der vom Netzgerät 15 ..über den Widerstand 16 zum Transistor
fließende Strom durch die Wicklung 16 fließen kann. Dadurch
v'ird der über die Widerstände 1fa und 19 zum Transistor 11
gelieferte Eins ehaltstrom zunächst vom Rückführkreis getrennt.
Der Reihenschaltung aus der Sekundärwicklung 1 υ
und der Zenerdiode 21 ist eine Diode 22 parallelgeschaltet, die einen Umlaufstrom führen kann. Die Punktionsweise der
Diode 22"wird noch beschrieben werden.
Über eine an die Basis 11c angeschlossene Sperrdiode 23 wird
ein zur Steuerung des Transistors 11 dienendes Gleichspannungssignal
e der Basis 11c zugeführt. Das Steuersignal e kann von irgendeiner Steuerquelle kommen, beispielsweise
einem temperaturempfindlichen Widerstand, also einem Thermistor, von einem Dehnungsmeßviderstand, einem Tachogenerater,
109-8 1 9/n 174
einem Schaltnetz usw. In-"jedem Falle liefert dieses Steuersignal
an die Basis des Transistors 11 ein Gleiehspannungssignal
veränderlicher Größe und Polarität. Das Steuersignal e
arbeitet mit der Primärwicklung 12 und der EückführAtfieklung
des Transformators 13 sowie mit dem Widerstand 14 zusammen,
um automatisch das Ein- und Ausschalten des Transistors 11 zu steuern. Damit werden auch die von der Steuerschaltung
erzeugten Zündimpulse gesteuerte Hm die zwangsläufige "Steuerung
des Einschalten^ und Äusschaltens des Transistors 1-1 durch
das Steuersignal e zu erreichen, ist ein Widerstand 24 an
den Emitter 1Ta des Transistors 11 und an die positive Klemme; des Hetzgerätes 15 angeschlossen/
Die von der Steuerschaltung erzeugten AusgangesignaIe erscheinen
an den Ausgangswicklungen 17 und 17' des Transformators
Von der Wicklung 17 gelangt der. Ausgangsimpuls über einen
Begren~zungsKl.ilerstand 25 zu einem Impuls formnetzwerk, das aus
einem Kondensator 26 und einer Avalanche-Diode 27 "besteht,
Eine Avalanche-Diode ist in der Lage, eine an ihr liegende Spannung unterhalb eines vorbestimmten Schwellwertes zu
sperren und bei Erreichen dieses Schwellwertes vollkommen
leitend zu werden« Die von der Ausgangswicklung 1? gelieferte
Spannung"lädt daher den Kondensator 26 solange auf, bis die
Spannung des Kondensators die Schv/ellwertspannung der Avalanche-Diode 27 erreicht ο Daraufhin bricht die Avalanche-Diode
?7 durch und wird vollkommen leitend. Dadurch entsteht
an der Ausgangsklemme der Avalanche-Diode 27 ein Spannungs-,
impuls hoher Energie mit einer steilen Anstiegsflanke. Dieser
Impuls kqrm ^r-->- Zündelektrode eines steuerbaren Halbleiterschalter«
zugeführt werden. Das an die Sekundärwicklung 17' angeschlossene Impuls formnet zv^erk 25', 26' und 27' ist iihnlich
aufgebaut und kann für einen weiteren steuerbaren Halbleiterschalter einen Impuls mit einer steilen Anstiegsflanke liefern.
1098 Tf)VfII 7^
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden rl ie an den Ausgangsklemmen
der Avalanche-Dioden 27 und 27' auftretenden Zündimpulse Hochleistungsthyristoren 31 bzw. 31* zugeführt.
Die Hochleistungsthyristoren 31 und. 31' liegen zusammen mit
einem Verbraueher 3-2 in- Reihe ο Diese Reihenschaltung ist an
ein Hochgleichspannungsnetz 33 angeschlossen. Der Verbraucher
32 liegt mit zwei v/eiteren in Reihe geschalteten Hochleistungsthyristoren 34 und 34' am Gleichspannungsnetz 33.
Die Thyristoren 34 und 34' leiten jedoch den btrom in umgekehrter
Richtung durch den Verbraucher 32 als die Hochleistungsthyristoren
31 und 31'. Diese Schaltung entspricht einem herkömmlichen einphasigen Wechselrichter. Den Hoch-1
eis tungs thyr is tor en. 31, 31', 34 und 34' ist jeweils noch
eine Komautierungsschaltung 35 parallelgeschaltet. Ferner
ist eine zweite Steuerschaltung 36 vorgesehen, die die Zündimpulse
für die Zündelektroden der Hochleistungsthyristoren und 34' liefert. Hinsichtlich des Aufbaues und der 3?un.kti.onsv/eise
ist die zweite Steuerschaltung 36 der ersten Steuerschaltung
ähnlich. Die ζ eite Steuerschaltung 3ύ wird jedoch
im Gegensatz zur ersten Steuerschaltung von einem Steuersignal
derart gesteuert, daß die Zündζextpunkte der Hochleistungsthyristoren
34 und 34' im wesentlichen um 180° gegenüber den Zündzeitpunkten der Hochleistungsthyristoren 31
und 31' verschoben sind.
Die in Fig. 1 gezeigte Steuerschaltung arbeitet wie folgt:
Beim Einschalten des Netsgerätes 15 fließt zunächst ein Gleichstrom
von der positiven Klemme des Netzgerätes durch die Widerstände.
TH und 19 in die Basis 11c des Transistors 11. Der Transistor 11 wird daher leitend und führt der Primärwicklung
12 des Transformators 13 eine Spannung zu. Infolge
• 'er induktiven Kopplung zwischen der Primärwicklung 12 un·!
der Rückführwicklung 1b erscheint an der Rückführwicklung 16
BAD 1 O 9 8 1 9 / Π 1 7 A
:■■.■ 1=4-1-3-69-4-
eine.Spannung, die an dem. mit dem ^unkt teZeiciliaeteii Eüde
3er Wicklung positiv ist.--Dieseλ Spannung /wird überdies:
' Zener-diode'-21 und den Widerstand 19; in.positivem .Sinn auf
die Basis 11e des !Transistors 11 rückgekoppelt,: so daß
r'er Transistor 11 vollkommen leitend wird. Infolge dieser
Mitkopplung über die Rüekführwicklung 16 wird der Transistor 11 vollkomnien eingeschaltet,"also.gesättigt.
Die an der Primärwicklung 12 des Transformators 13-liegende
Spannung ist gl ei cn'der Speisespannung des Netzgerätes "1:5■?
abzüglich des Spannungsalbfalls am; gesattigten Transistor
und des Spannungsabfalls am Widerstand 14. Die Spannung
am: Widerstand 14 ist im wesentlichen konstant und Hangt "von
der Größe der Versorgungsspannung und dem Windungsverhäitnis
zwi seilen der Primär wicklung 12 und -der; S ekuridärwi ellung 16 ab» Die Größe des; Widerstandes 14 bestimmt den Emitterstxoia
des Transistors 1Ί .: Der Emitterstrbm setzt
sieh zusammen aus dem duren die .primärwieklung t2 des Transformators
fließenden Beiastungsstrom, aus dem Transformatorerregerstrom:
und dein Basis strom des Transistors. Da; der
Err egerström insb es ond ere bei ges ätt igtem Trans format orkern
anv/ächst, wird der Hauptteil: des durch den Emitter fließenden
und vom Widerstand 14 begrenzten Stromes·von dem Belastungs-
und Erregerstrom gestellt. Der Basisstrom nimmt
'reher ab und erreicht sehr schnell einen Wert, der nicht
raehr: ausreicht, um den Transistor 11 leitend zu halten, ao
öaß der Transistor 1l\zu sperren beginnt." Der Beginn des /;
Sperrens: des Transistors 11 känn'aueh von der StrOmver- ^
Stärkung der iichaltung abhängen. Den Beitrag der^.Stromverstärkung zum Sperren des Transistors kann man jedoch im
Yerhältnis zur Wirkung des Transformatorerregerstroffles
sehr klein machen* \ '
ν ^. BADORIQiNAt.-
109819/Π174 ' ;
Ib13694
Sobald der Transistor 11 mit dem Sperren beginnt, kehrt
die Rückkopplung ihre Wirkung um und unterstützt jetzt das ■
Sperren.' Infolge des in der Primärwicklung 12 beim Sperren
fließenden Erregerstromes kehren die Spannungen an sämtlichen Sekundärwicklungen ihre Polarität um und versuchen
einen Strompfad für die in der Primärwicklung 12 fließenden Amperewindungen zu suchen» Dieser Strompfad wird ·
durch die Sekundärwicklung 16, die Zenerdiode 21 und die
Diode 22 gegeben. Die in der Erregerwicklung 16 gespeicherte Energie wird nach dem Durchbruch der Zenerdiode 21 in
Form einer konstanten Spannung, nämlich der Zenerdiodenspannung, der Diode 22 zugeführt. Während dieser Zeit liegen
sämtliche Transformatorwicklungen 12, 16 und 17 an einer
vorbestimmten Spannung, die durch die Zenerspannung der Zenerdiode 21 und das- Windungsverhältnis zwischen den Wicklungen
gegeben ist. Während dieser Zeit wird aucneieim Einschalten
durch den Widerstand 18 zum Transistor fließende Einschaltstrom über die Diode 22 von der Basis des Transistors
11 weggeleitet. Dadurch wird sichergestellt, daß der Transistor 11 vollkommen sperrt,, Nachdem die gesamte
Erregerenergie aus den Transformatorwicklungen abgeführt
worden ist, nimmt die Spannung an allen Transformatoren-Wicklungen
12, 16 und 17 den Wert Null an« Damit ist eine Zündimpulsperiode beendet. Der Einsehaltstrom für den Transistor
11 beginnt erneut über die Widerstände 1b und 19
in die- Basis 11c des Transistors 11 zu fließen und die
nächste Zündimpulsperiode beginnt. Auf diese Weise entsteht
an den Ausgangswicklungen 17 und 17* eine Zündimpulsfolge,
die über die Impulsformnetzwerke den Steuerelektroden der Hochleistungsthyristoren zugeführt wird.
Die Funktion der Zenerdiode '21 besteht darin, die Impulslücke
oder die Zeit zwischen zwei Impulsen zu steuern. Die
BAD 1 O 9 8 1 9 / Π 1 7 4 '
IbI3694
beim Sperren des Transistors Ϊ1 in" den Tränsförmätorwicklungen
gespeicherte Energie wird nämlich mit *einer Geschwindigkeit
abgeführt, die von der Höhe der Zenerdioäenspannung
abhängt„ .: - ■ \ - : - - : ..-.-.-.-
Eine automatische Steuerung der bes ehr!ebenen Schvringüng:serscheinung
kann man* mit Hilfe des Steuersignals e. err eichen,
das üb,er die: ,Sperrdiode 23 der Basis 11c des Transisto.rs
11 zugeführt wird. Ist beispielsweise die Steuerspannung e in bezug auf das Potential an der negativen
Klemme des Netzgerätes 15-KuIl, dann'ist der mit der Rückführv/icklung
16 gebildBt'e Rückf uhr zweig kurzgeschlossen.
Aus diesem Grunde treten keine Schwingungen auf,:selbst
wenn die "Versorgungsspannung eingeschaltet ist. Sobald die
Steuerspannung e positiv oder der Strompfad zur Steuer-;
spannungsquelle unterbrochen wird^ setzt die beschriebene
Schv/ingungserzeugüng der Schaltungsanordnung unmittelbar"--""
ein. Der Widerstand 24 dient dazu, eine kleine positive Vorspannung dem Emitter. 11a des Transistdrs 11 zuzuführen,
um den Spannungsabfall an der Diode 23 zu kompensieren.
Dadurch gibt man dem Steuersignal e ■ eine zwangsläufige
- c
Kontrolle über die Arbeitsweise der Schaltungo
Die Ausgangswicklungen 17 und 17' lie'fern ihre Spannungen
über die Widerstände 25 bzv/o -2S1; an die Kondensatoren 26
bzv/. 26'. Sobald die Spannung am Kondensator 26 bzw. 26' die Durchbruchspannung der vierschichtigen Avalanche-Diode
bzv/. 27' überschreitet, wird die Kondensatorspanhung schlagartig der: Zündelektrode des Thyristors 31 bzw„ 31! zugeführt.
Mit einer derartigen Schaltungsanordnung wurde' eine Anstiegszeit
von 0,2 MikroSekunden für den Zündimpuls erreicht.
Die Kondensatoren 26 und 26' s.orgeii dafür', daß die Ausgangsspannung
der Zündimpulsschaltung über einem vorbestimmten
BAD ORIGINAL 1098197017/1
Ib13694
- ίο - :
Wert liegt, der durch die Durchbruchsspannung der Avalanche-Dioden
27 und 27' bestimmt ist. Ferner dienen die Kondensatoren zum Speichern „der Zündimpulsenergie,, Der Zündimpuls
hat daher eine hohe Energie und eine steile Anstiegsflanke,
wenn die Avalanche-DIoden; 27 und 27': durchbrechen. Die Avalanche-Dioden
könnten auch durch normale Siliciumdioden ersetzt werden» Dabei.-würde sich eine etwas größere Impulsanstiegszeit
ergeben. Bei entsprechender Transformatorbemessung könnte man dabei eine Anstiegszeit von 0,5 Mikrosekunden
erreichen. .. .- ■
Fig. 2 zeigt .eine andere Ausführungsform des Eingangskreises
für die in Fig. 1 dargestelle Schaltungsanordnung zur
Erzeugung von Zündimpulsen für steuerbare Halbleiterschalter. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit.und Größe sowie des Aufwandes
wurde die in Fig. 2 gezeigte Steuerschaltung: anders aufgebaut..- Im Gegensatz zu der in Fig. 1 gezeigten Schaltung
schaltet ein in positiver Richtung zunehmendes Steuersignal e die Steuerschaltung ab. Zu diesem Zweck ist anstelle der
Diode 23 ein WEF-Transistor 51 an die Basis des Transistors
und die negative Klemme des Metzgerätes 15 angeschlossen»
Die Widerstände 1-9 und 24 sowie die Diode 22 können bei dieser
Schaltungsanordnung weggelassen werden. Während der Kollektor des Transistors 51 an die Basis des Transistors 11 angeschlossen, ist der Emitter des Transistors 51 an die negative
Klemme des Netzgerätes angeschlossen. Das Steuersignal e wird der Basis des Transis-tors 51 direkt zugeführt^ Da es
sich uin einen'NPli-Trans is tor handelt, setzt ein in positiver
Richtung-anwachsendes Steuersignal e den Transistor 51 in
den leitenden Zustand. Dadurch wird die Rückführwicklung kurzgeschlossen und die Zündimpulssohältung abgeschaltet.
Außerdem verstärkt der Transistor 51 das. Steuersignal e ,
so daß man auch schwächere Steuersignale direkt an die Basis
19/0174
des Transistors 51 legen kann und "keinen Vorverstärker "benötigt.
Im übrigen arbeitet die in Fig. 2 gezeigte Schaltungsanordnung
in ähnlicher Weise wie die 'Schaltung nach Fig. 1e
Fig. 3- zeigt eine andere Starkstromschaltung, für die man
die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zum Zünden von Halbleiter
schaltern verwenden.kann. Hierzu kann die Ausgangsspannung
an der Avalanche-Diode 27, die an dem in Figc 2 gezeigten Pun:ct 2':C auftritt, dem in Fig« 3 mit 27c -"bezeichneten
Punkt zugeführt werden. Der Verbindungspunkt 27c in Figo 3 ist direkt mit der Zündelektrode eines' Triac 41 verbunden.
Der Verbraucherstromkreis des Triac liegt zusammen mit einem in Reihe geschalteten Verbraucher 42 an einem
"Wechselspannungsnetz 43. Die Impulsfol^efrecju.enz der Zündimpulsschaltung
kann man unter Berücksichtigung der Frequenz
des Wechselspannungsnetzes 43 derart einstellen, daß man den genauen Zündzeitpunkt für nen Triac 41 in den einzelnen
Halbperioden der Wechselspannung genau wählen kann. Auf diese
Weise kann man eine Anschnittssteuerung für den-dem Verbraucher
42 zugeführten Strom erreichen«, Dip in Fig. 3 gezeigte Schaltung zeigt zwar keine andere Ausfuhrungsform der Zündsteuerschaltung,
jedoch soll mit diesem Beispiel dargelegt werden, daß die neue Schaltungsanordnung zum Zünden von
Halbleiterschalte!'n ein weites Anwendungsgebiet findet.
Die Schaltungsanordnung nach-der Erfindung dient zum Zünden
von steuerbaren Halbleiterschaltern hoher Leistung» Zum Zünden dieser Halbleiter-Leistungsschalter benötigt man
Zündirapulse mit entsprechend hoher Energie« Die Vorteile
rl er erfindungsgemäßen Schaltung sind nun darin zu sehen,
daß sie Zündimpulse hoher Energie mit sehr steilen Impulsflanken liefert, wobei die Impulshöhe und Impulsbreite sehr
genau festgelegt und der Abstand zwischen den Impulsen ge-
BAD ORIGINAL
iO98ifl/nm
Ib13694
nauestens gesteuert werden kann. Die Steuerimpulse können
unmittelbar in Abhängigkeit von einem Steuersignal ausgelöst oder gesperrt v/erden. Der erste Zündiinpuls wird dabei unmittelbar
mit dem Anlegen des Steuersignals erzeugt. Unmittelbar mit dem Abschalten des Steuersignals wird auch die Arbeitsweise
der Steuerschaltungen unterbrochen» Dabei wird
sogar ein Impuls, der seine Impulslänge noch' nicht erreicht hat, abgeschaltet. Die Ausgangsimpulse der erfindungsgemäßen
Schaltunganordnung haben eine äußerst kurze Anstiegszeit und eine sehr hohe Energie pro Impuls. Die
Durchschnittsenergie einer Reihe von Zündimpulsen ist jedoch niedrig. Aufgrund der schnellen Anstiegszeiten der Zündimpulse
ist es nicht notwendig, daß die Halbleiter-Leistungsschalter
identische Zündkennlinien haben. Infolge der steilen Impulsflanken der Zündimpulse werden Halbleiterschalter mit
unterschiedlicher Zündspannung nahezu zur selben Zeit gezündet. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird ein Transistor
als Schaltelement benutzt. Anstelle des Transistors können jedoch auch andere Halbleiterschalter verwendet werden,
die mittels einer oder mehrerer Steuerelektroden ein- und ausgeschaltet werden können, beispielsweise abschältbare
Siliciumschalter. Man könnte auch eine Röhre benutzen.
1098 19/DI7A
Claims (6)
- Patentansprüche ' "■ .- ■Schaltungsanordnung zum Zünden von steuerbaren Halbleiterschaltern, wie Thyristoren und Triacs, da durch g e k e η η ze i ohne t , daß ein mittels einer Steuerelektrode (11c) ein- und ausschaltbares Schaltelement (11) über die Primärwicklung (12) eines Transformators (13) an den einen Pol eines Gleichspannungsnetzgerätes (15) und über einen Widerstand (14) an den anderen Pol des Fetzgerätes (15) angeschlossen ist, daß zur Mitkopplung beim Einschalten des Sehaltelementes (11) in dessen Eingangskreis eine an den Verb ind ung s punkt zwischen dem Netzgerät (15) und dsm Widerstand (14) angeschlossene Sekundärwicklung (16) des Transformators (13) an die Steuerelektrode (lic) des Schalteiementes (11) angekoppelt ist, und daß nach einer Einsehaltdauer die Primärwicklung (12) und die Sekundärwicklung (16) des Transformators (13) zum Sperren :oder Ausschalten des Sehaltelementes (11) mit dem Widerstand (14) zusammenarbeiten.
- 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, d. a du r c h. g e k e η η ζ eich η et,· daß zum Einleiten des Einschaltvorgangs des Schaltelementes (11) ein'mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Netzgerät (15) und der Primärwicklung (12) des Transformators (13) verbundener Widerstand (18) an die Steuerelektrode (He) angekoppelt ist, und daß eine Diode (21) zwischen die Steuerelektrode (lic) und die Sekundär v/icklung (16) geschaltet ist, die verhindert, daß der über den Widerstand (18) im Eingangskreis zur Steuerelektrode (lic) fließende Einsehaltstrom über die Sekundärwicklung (16) des Transformators (13) abfließt.BAD QRIGINAL
- 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Diode (21) und der Sekundärwicklung (16) des Trans ο fr ma tors (13) eine weitere Diode (22) parallelgeschaltet ist, durch die beim Sperren • '.es Schaltelementes (11 ) die Sekundärwicklung (16) einen Strom schickt, der dem beim Einschalten des Schaltelementes (11) fließenden Strom entgegengerichtet ist, wobei die leitende Diode (22) den über den Widerstand (18) im Eingangskreis fließenden Strom von der Steuerelektrode (lic) ableitet.
- 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet ; daß der Eingangskreis des Schaltelementes (11) an eine Steuersignalciuelle angeschlossen ist, deren Steuersignal (e ) der Steuerelektrode (lic)zugeführt wird und zum Einschalten und Ausschalten des Schaltelementes (11) mit der Primärwicklung (12) und der Sekundärwicklung (16) des Transformators (13) sowie mit dem im Schaltkreis des Schaltelements (11) liegenden Widerstand (14) zusammenarbeitet.
- 5. Schaltungsanordnung nach'einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e η η ζ e i c h net , daß der Transformator (13) weitere Sekundärwicklungen (17,17*) enthält, an denen die Ausgangssignale zum Zünden der steuerbaren Halbleiterschalter (31,31',34,34';41 ) abgenommen werden.109819/0174T&13B94
- 6. Schaltungsanordnung; nach Anspruch5, ■- da du re Ii ge ken η ζ e i c h η e t r daß die Weiteren".Sekundär—-, wicklungen (17,17') des Transformators ("13) .-jeweils an eine Impulsformschaltung 25 "bis-27) bew. (25' bis 271^ ange-' -schlossen sind, wobei ein Kondensator (26 bzw. 26') der 'jevieiligen Sekundärwicklung (17 1>ζί'. 17') paralielgesehaltet ist .und eine Avalanciie-Bioäe (27 bzw. 27') mit: den) Konäensator (26 bizw. 26'-.) verbunden ist, die die Kondensator— spannung abtastet und bei Err eichen eines .vörbestimBiteneinen Zündiapuls-: liefert..- : '■"'-".'-■'■'".:./ _ -■ . :"7. Bchaltungsanordnung nach-Anspruch 6, dad u r c h ge k e η η ζ e i ohne t , dai3 das S ehalt el em ent (11) ein transistor, die mit der Sekundärwicklung (1-6) in Reihe liegende Diode (21) eine Zenerdlode und dieder Sekundärwicklung 416) und·der Zenerdiode (21) parallelgesehaltete: Diode (22) eine herkömmliche Halbleiterdiode" ist.8„ Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, — -. . d a d u r e h g e k en η ζ e i c h η e"t , . daß das SchaTtelement (11) einiTransistor und die Diode (21) eine Zenerdiode. ist\ und -daß der Sekundärwicklung (16), und der Zenerdiode (21) die Kollektor-Smitter-Strecke eines weiteren TransistOrs (51) parallelgeschaltet ist, an dessen Basis ein Steuersignal (e V liegt (Fig. 2). ".." -:BAD
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US60014066A | 1966-12-08 | 1966-12-08 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1613694A1 true DE1613694A1 (de) | 1971-05-06 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19671613694 Pending DE1613694A1 (de) | 1966-12-08 | 1967-12-06 | Schaltungsanordnung zum Zuenden von steuerbaren Halbleiterschaltern |
Country Status (5)
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Families Citing this family (5)
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|---|---|---|---|---|
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-
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- 1967-12-06 DE DE19671613694 patent/DE1613694A1/de active Pending
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| GB1191729A (en) | 1970-05-13 |
| JPS4734890B1 (de) | 1972-09-02 |
| US3471716A (en) | 1969-10-07 |
| FR1546982A (fr) | 1968-11-22 |
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