DE2140071B2 - Hochspannungs-halbleitergleichrichter - Google Patents

Hochspannungs-halbleitergleichrichter

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DE2140071B2
DE2140071B2 DE19712140071 DE2140071A DE2140071B2 DE 2140071 B2 DE2140071 B2 DE 2140071B2 DE 19712140071 DE19712140071 DE 19712140071 DE 2140071 A DE2140071 A DE 2140071A DE 2140071 B2 DE2140071 B2 DE 2140071B2
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Description

3 4
Außerdem ist es an sich bekannt (US-PS 3478252), Lack, der die Gleichrichtereinheit 10 und insbesondere den stangenartigen Stapel der Sihziirascheiben in den Scheibenstapel 11 eng umhüllt, so daß kein Lufteine Mehrzahl von m Reihe geschalteten, mit je einem spalt zwischtn dcm Schcibcnstapcl 11 und dem Paar von Elektroden und Zuführungen versehenen äußeren Gehäuse vorliegt. Die Bezugsziffer 17 be-Gleichrichtereinheiten aufzuteilen. 5 zeichnet einen Leiterdraht, der sich im wesentlichen
Der Erfindung hegt die Aufgabe zugrunde, einen parallel zum Scheibenstapel Il in Richtung zur Gleich-Hochspannungs-Halbleitergleichrichter der eingangs Stromelektrode 13 erstreckt und an einem Ende mit genannten Art so auszubilden, daß er einerseits mög- der Zuführung 14 an der Seite der Wechselstromlichst geringe Abmessungen aufweist und leichter als elektrode 12 verbunden ist. Der Leiterdraht 17 ist an der bekannte herstellbar ist und daß andererseits ie seinem der Zuführung 14 entgegengesetzten Ende, Schwierigkeiten infolge von Lageänderungen des zur wie bei 171 angedeutet ist, umgefaltet, um hier eine Verbesserung der Spannungsverteilung vorgesehenen Konzentration des elektrischen Feldes zu verhindern. Leiterdrahtes und vom Aufbau des Dielektrikums Die Bezugsziffer 18 bezeichnet einen äußeren Isolierzwischen diesem und den Gleichrichterelementen ver- körper aus einem solchen Werkstoff wie Epoxydharz, mieden sind. 15 der die Gleichrichtereinheit 10 und den Leiterdraht 17
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- völlig einschließt.
löst, daß der Leiterdraht im wesentlichen parallel Bei dem Hochspannungs-Halbleitergleichrichter nach
zum stangenartigen Stapel angeordnet ist und daß ein vorstehender Beschreibung !ißt sich die Spannung
äußerer Isolierkörper den stangenartigen Stapel mit gleichmäßig über die einzelnen Siliziumscheiben ver-
den Elektroden und den Leiterdraht völlig einschließt. 20 teilen, so daß sie in Hochspannungskreisen verwend-
Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß sich bar ist.
der Leiterdraht im Betrieb nicht verlagern kann und F i g. 3 zeigt eine äquivalente Schaltung einer Hochder Aufbau des Dielektrikums zwischen dem Leiter- Spannungsquelle für einen Fernsehempfänger unter draht und den Siliziumscheiben klar definiert ist, Verwendung der vorstehend beschriebenen Hochwobei die Parallelanordnung des Leiterdrahtes zum 25 spannungs-Halbleitergleicnrichter. Siliziumscheibenstapel an Stelle des beim bekannten Das Bezügszeichen Cj bezeichnet die Übergangs-Gleichrichter in Kurvenform wachsenden Leiterd-aht- kapazität jeder Siliziumscheibe, das Bezugszeichen Cs abstandes gleichzeitig einen geringeren Raumbedarf die freie Kapazität zwischen jeder Siliziumscheibe und eine einfachere Herstellung des Gleichrichters and der Erde 6, die Bezugszeichen C1, C2 und C3 beermöglicht. 30 zeichnen zusätzliche Kapazitäten zwischen den je-
In Weiterbildung der Erfindung enthält der Gleich- weiligen Siliziumscheiben und dem Leiterdraht, das
richter mehrere Leiterdrähte verschieden abgestufter Bezugszeichen e das Potential zwischen benachbarten
Länge, um den Wert der damit geschaffenen Zusatz- Ubergangskapazitäten und zwischen jeder freien
kapazitäten nic'.itlinear zu ändern. Kapazität Cs und einer entsprechenden zusätzlichen
Es ist im Rahmen der Erfindung auch möglich, daß 35 Kapazität C1, C2 bzw. C3 und das Bezugszeichen E0
der stangenartige Stapel der Siliziumscheiben in be- eine Gleichstromausgangsspannung,
kannter Weise in eine Mehrzahl ve η in Reihe gerchal- In der äquivalenten Schaltung nach F i g. 3 gilt
teten, mit je einem Paar von Elektroden und Zufüh- eine Gleichung
runeen versehenen Gleichrichtereinheiten aufgeteilt r> r· r tr· ι r· t /~ \ r \ r·
ist 5 4o Q ~ CsE0 = (Cj + Cs + C1) ex — (e2 — ej Cj
Besonders in diesem Fall ist es vorteilhaft, daß = (Cs + C^ e<i + ^2 ~ e^ Cj ~ ^3 ~ e^ Cj
innerhalb des äußeren Isolierkörper'; ein weiterer Iso- = (Cs + C3) e3 + (e3 — e2) Cj — (E0 — e3) Cj
lierkörper den ersten Isolierkörper bedecKt. (1)
Die Erfindung wird an Hand der in der. F i g. 2 bis ύ worin Q eine konstante Ladungsmenge ist. Unter dei veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher er- 45 Annahme, daß die Spannung über die Gleichrichterläutert; darin zeigt einheit gleichmäßig zu verteilen ist, gilt
F i g. 2 ein Ausführungsbeispiel eines Hochspan-
nungs-Halbleitergleichrichters im Schnitt, ei = ]'4 £<" e<i ~ 1I2 ^' e* = 3/4 £»und eo - ^o
F i g. 3 eine äquivalente Schaltung zur Erläuterung ^ ' des Betriebes dieses Gleichrichters, 50 Substituierung der Gleichungen 2 in die Gleichung 1
F i g. 4a und 4b Sehn-Ue zur Erläuterung zweier ergibt
weiterer A'.isführungsbeispiele, c _3C. c — r, und C — 1 /3 C? (3)
F i g. 5a bis 5d in Perspektiv- und Schnittansichten Cl ~ J Cs' °2 ~ Cs UnÜ °3 ~ "'^ Cs ()
eine Erläuterung der Schritte zur Herstellung eines Man sieht, daß durch Auswählen der zusätzlicher Hochspannungs-Halbleitergleichrichters und 55 Kapazitäten C1, C2 und C3 parallel zu den einzelner
F i g. 6 einen Teilschnitt durch einen Hochspan- Siliziumscheiben wie in den Gleichungen 3 die Span
nungs-Halbleitergleichrichter. nung über die Gleichrichtereinheit gleichmäßig auf di<
In F i g. 2 bezeichnet die Bezugsziffer 11 einen einzelnen Scheiben aufgeteilt wird,
stangenartigen Stapel einer Mehrzahl von Silizium- Wie gezeigt ist, werden erfindungsgemäß durch An scheiben, die miteinander fest verbunden sind und je 60 Ordnung des Leiterdrahts 17 zusätzliche Kapazitäter
einen pn-übergang aufweisen. Der Scheibenstapel 11 äußerlich an den wechselstromscitigen Siliziumschei
ist an seinen entgegengesetzten Enden zwischen den ben vorgesehen, um äquivalent die Übergangs
Wechselstrom- und Gleichstromelektroden 12 und 13 kapazität Cj der wechsclstromseitigen Siliziumschei
eingeklemmt. Die Bezugsziffern 14 und 15 bezeichnen ben zu steigern und so den Einfluß der freien Kapazitä Stromzuführungen, die mit den Elektroden 12 und 13 65 Cs aufzuheben. Wie .'ich aus der Gleichung 3 ergibt
verbunden sind. Diese Teile stellen eine Gleichrichter- ist es ideal, den Abstand zwischen dem Leiterdraht Γ
einheit 10 dar. Die Bezugsziffer 16 bezeichnet einen und der Gleichrichtercinheit 10 von der Seite de
ersten Isolierkörper aus einem solchen Materia! wie Wechselstromelektrode 12 zur Seite der Gleichstrom
elektrode fortlaufend größer zu machen. Indessen wurde expermentell bestätigt, daß auch, wenn sich aer Leiterdraht 17 wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel im wesentlichen parallel zur Gleichrichtereinheit 10 erstreckt, eine genügend gleichmäßige Aufteilung der Spannung erzielbar ist, solange sich der Leiterdraht 17 nur über einen Teil der Gleichrichtereinheit 10 an dessen Wechselstromseite erstreckt.
Bei diesem Aufbau ist es möglich, die Abmessungen der Hochspannungs-Halbieitergleichrichter zu verringern und ihre Abmessungsgenauigkeit zu steigern.
Wenn der Leiterdraht 17 zum Schaffen zusätzlicher Kapazitäten am wechselstromseitigen Teil der Gleichrichtereinheit 10 ein dünner Draht ist, sollte er so behandelt werden, daß ein scharfes Ende vermieden wird und pich das elektrische Feld am Drahtende nicht konzentrieren kann. Hierzu ist das Umfalten des Drahtendes, wie es bei 171 in F i g. 2 angedeutet ist, die einfachste Maßnahme, doch auch andere
Die folgende Tabelle bringt die Spannungsanteile, die von den einzelnen Gleichrichtereiiilieiten 10a, 10b, 10c und 10d aufgenommen werden, wenn der Hochspannungs-Halbleitergleichrichter nach F i g. 4 für eine Hochspannungsquelle in einem Fernsehempfänger eingesetzt wird.
Gleichrichtereinheil
10α 10/>
IOrf
Gleichrichter A
Gleichrichter B
80% 20%
15%
30%
3% 30%
Der Gleichrichter A enthält keinen Leiterdiaht, während der Gleichrichter B mit dem Leiterdraht 17 versehen ist.
Wie die Tabelle zeigt, ist bei dem erfindungsgemäßen Gleichrichter B die Spannungsverteilung im Vergleich geeignete Maßnahmen lassen sich anwenden, wie z. B. 20 mit dem Gleichrichter A gleichmäßiger,
die Schaffung eines kugelförmigen Teils am Drahtende, Die Herstellung eines Hochspannungs-Halbleiter-
das Au"wickeln eines leitenden Bandes auf den Draht gleichrichters soll nun unter Bezugnahme auf F i g. 5 oder die Anbringung eines leitenden Überzugs auf näher erläutert werden.
dem Draht. Eine solche Behandlung ist wesentlich, F i g. 5a zeigt eine einzelne Siliziumscheibe, die
wo die Spannung über den Hochspannungs-Halb- 25 nach einem bekannten Verfahren mit einem Aluleitergleichrichter groß ist. miniumniederschlag bis zu einer Dicke von etwa 10 μ Wie schon erwähnt, ist die seitliche Durch- auf einer oder beiden Hauptoberflächen 206 einer bruchsspannung der Siliziumscheiben im Vergleich Siliziumunterlage 20a versehen ist. Eine Mehrzahl mit ihrer PN-Ubergangsdurchbruchsspannung au- solcher Siliziumscheiben 20a werden zusammengeßerst gering. Daher sollten beim Aufbau der Hoch- 30 stapelt, wobei die Hauptoberflächenseite, die mit dem spannungs-Halbleitergleichrichter durch Zusammen- Aluminiumniederschlagsfilm versehen ist, in konsetzen von Siliziumscheiben zu einem stangenartigen stanter Ausrichtung orientiert ist. Statt der Stapeiung Stapel Maßnahmen ergriffen werden, um die seitliche von Siliziumscheiben mit einem Aluminiumfilm ist es Durchbruchsspannung der Schoben zu verbessern. auch möglich, Aluminiumfolien zwischen benach-Erfindungsgemäß wird der stangenartige Stapel der 35 barten Siliziumscheiben ohne Aluminiumfilm ein-Siliziumscheiben eng von dem ersten Isolierkörper 16 zufügen.
Der in vorstehender Weise erhaltene Stapel wird dann in einen Ofen gebracht und 10 Minuten auf eine Temperatur von 700cC erhitzt, um die Siliziumunter-♦0 lagen 20a miteinander über die Zwischenlagen von Aluminium zu verbinden, woraus sich ein zylindrischer Flalbleiterblock 20 entsprechend F i g. 5 b ergibt.
Der Halbleiterblock 20 wird dann nach parallelen Ebenen parallel zu den angedeuteten Linien X-X und 45 Y-Y längs geschlitzt. In vorstehender Weise erhält man rechteckige stangenartige Stapelkörper 11, wie einer typisch in F i g. 5 c dargestellt ist. Die Eckkanten des stangenartigen Stapels 11 werden abgerundet, um die Konzentration des elektrischen. Feldes an den lierkörper 19 aus einem solchen Material wie Epoxy- 50 Ecken zu verhindern und dadurch die Verringerung harz eingeschlossen sind. Bei diesem Aufbau läßt sich der Durchbruchsspannung zu vermeiden. Dann werdie Ausbeute verbessern. Je höher die Spannung über den Wolfram-Elektroden 12 und 13 mit dem gleicher dem Hochspannungs-Halbleitergleichrichter ist, desto Wärmeausdehnungskoeffizienten wie dem von Si größer ist die erforderliche Zahl der Siliziumscheiben, lizium an den entgegengesetzten Enden des stangen die zusammenzustapeln sind, und desto länger ist der 55 artigen Stapels 11 mittels Aluminium fest angebracht stangenartige Stapel. Bei diesem Ausführungsbeispiel um so die Gleichrichtereinheit 10 fertigzustellen.
umhüllt, wie in F i g. 2 gezeigt ist. Mit dieser Maßnahme läßt sich die seitliche Durchbruchsspannung der Siliziumscheiben bis auf die Durchschlagsspanr.ung des Isolierkörpers erhöhen.
Außerdem wird die Gleichrichtereinheil 10 zusammen mit dem Leiterdraht 17 in dem äußeren Isolierkörper 18 eingeschlossen. So ist es möglich, die Abmessungen des Hochspannungs-Halbleitergleichrichters zu verringern.
F i g. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Hochspannungs-Halbleitergleichrichter gemäß der Erfindung. Sie besteht hier aus 4 Gleichrichtereinheiten 10α, 10b, 10c und 1Od, die alle in einem äußeren Isokann, auch wenn eine Gleichrichtereinheit eine fehlerhafte Scheibe enthält, die Vorrichtung zufriedenstellend arbeiten.
In dem Gleichrichter nach F i g. 4a erstreckt sich der Leiterdraht 17 bis zur Nachbarschaft der Gleichstromelektrode 13 der zweiten Gleichrichtereinheit 106. Wo die Spannung über dem Hochspannungs-Halbleitergleichrichter groß ist, so daß ein langer Scheiben-
Da Wolfram hart ist und nichi: geschlitzt werder kann, werden die Elektroden einzeln nach dem Pulver f01 rr.verfahren gebildet.
Danach werden Zuführungen 14 und 15 aus Leiter drähten, wie z. B. Kupferdrähten,, elektrisch an dei zugehörigen Elektroden 12 und 13 der Gleichrichter einheit 10 angeschweißt, wie in F i g. 5d erläutert isl Dann werden der Stapel 11 und die Elektroden 1
stapel oder eine Mehrzahl von Gleichrichtereinheilen 65 und 13 mit dem ersten Isolierkörper 16 aus Lack be (in diesem Beispiel 4 Einheiten) in Reihenschaltung deckt. Anschließend wird ein Leiterdraht 17 mi erforderlich ist. kann man mehrere Leiterdrähte 17a, einem umgefalteten Endteil elektrisch an der weeing und 17c vorsehen, wie in F i g. 4b dargestellt ist. selstromseitigen Zuführung 14 angeschweißt. Dan
wird die Einheit mit dem äußeren Isoliermaterial, wie z. B. Epoxyharz., umkleidet. In der vorstehenden Weise läßt sich ein Hochspannungs-Halbleitergleichrichter entsprechend F i g. 2 erhalten.
Bei dein vorstehenden Herstellungsverfahren müssen die Elektroden 12 und 13 getrennt nach dem Pulverformverfahren hergestellt und dann einzeln an dem Stapel 11 angebracht werden, so daß die Fertigungsleistung und Ausbeute sehr gering sind. Dieser Nachteil läßt sich überwinden, indem man vorher die Elektroden in Form von hochdotierten Siliziumscheiben mit dem Halbleiterblock 20 verbindet, so daß das Längsschlitzcn direkt zu den stangenartigen Stapeln 11 führt. Dabei soll jede Elektrodenscheibe dicker als die pn-Ubergänge bildenden Siliziumscheiben sein.
Wenn eine Mehrzahl von Gleichrichtereinheiten 10 in Reihe geschaltet werden, ist der Aufbau nach F i g. 4 zur Erleichterung des Einbaus der Einheiten in Fernsehempfänger unter Verringerung der Abmessung der Hochspannungs-Halbleitergleichrichtervorrichfüng geeignet. Dieser Aufbau soll nun im einzelnen unter Hinweis auf F i g. 6 erläutert werden. Dort sind Gleichrichtereinheiten 10c und 1Od dargestellt, die zunächst mit einzelnen weiteren Isolierkörpern 18 bedeckt sind, die ihrerseits zusammen mit einem äußeren Isolierkörper 19 eingefaßt sind. Dieser Aufbau läßt sich nach dem sogenannten Zweistufenformverfahren fertigstellen. In der ersten Stufe wird jeder Stapel in einer entsprechenden Form angebracht. Anschließend wird eine Schmelze von Epoxy- oder Silikonharz in die Form gegossen und zum Erstarren gebracht, so daß sich der weitere Isolierkörper 18 ergibt. In der zweiten Stufe werden die Gleichrichtereinheiten 10 c und 10 d mit dem weiteren, in der ersten Stufe gebildeten Isolierkörper in eine zweite Form gebracht, und ein geschmolzenes Harz, z. B. das gleiche wie bei der ersten Stufe, wird in die zweite Form gegossen und bei einer Aushärtungstemperatur ausgehärtet, die gleich oder unter der bei der ersten Aushärtungsstufe verwendeten ist, so daß der äußere Isolierkörper 19 erhalten wird.
Beim bekannten Zweistufenformverfahren ist dagegen die Aushärtungstemperatur in der zweiten
xo Formstufe höher als die in der ersten Formstufe, so daß der in der ersten Formstufe gebildete Körper durch die Aushärtungstemperatur in der zweiten Formstufe beeinträchtigt wird. Insbesondere erleidet der Formkörper der ersten Formstufe eine Ausdehnung in der zweiten Formstufe, so daß die Siliziumscheiben und Elektroden, die mit dem ersten Formkörper fest verbunden sind und einen niedrigeren Wärmeausdehnungskoeffizienten als dieser aufweisen, leicht beschädigt oder abgeschält werden und sich daher ein Ausschußprozentsatz von etwa 10% ergibt. Bei dem vorstehend beschriebenen Zweistufenformverfahren läßt sich der Ausschußprozentsatz auf etwa 0% senken.
Bei dem für die Hochspannungsquelle verwendeten Halbleitergleichrichter geraten die Isolierkörper auf Grund von Korona- und Funkenentladung leicht in Brand. Dieses Problem läßt sich durch Verwendung von Polypropylen und schwerbrennbaren Epoxyharzen zur Bildung der Isolierkörper ausschalten.
Wie die Beschreibung zeigt, ist es möglich, einen Hochspannungs-Halbleitergleichrichter mit geringen Abmessungen herzustellen, der frei ist von teilweiser Spannungskonzentration an den wechselseitigen Siliziumscheiben.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
585/22

Claims (4)

ι 2 einen Hochspannungs-Halbleitergleichrichter 22, der Patentansprüche: zwischen der Sekundärwicklung 211 des Rücklauftransformators und der Kathodenstrahlröhre i an-
1. Hochspannungs-Halbleitergleichrichter mit geschlossen ist. Da der Kathodenstrahlröhre 1 Hocheinem stangenartigen Stapel einer Mehrzahl von 5 Spannungsstrom niedriger Stromstärke zugeführt wird, Siliziumscheiben, einem Paar von an den ent- hat der Hochspannungs-Halbleitergleichnchter 22 bei fegengesetzten Enden des stangenartigen Stapels der Hochspannungsstromquelle üblicherweise einen angebrachten, mit je einer Zuführung versehenen Aufbau, bei dem er aus einer stangenartigen Stapelung Elektroden, einem den stangenartieen Stapel eng vieler Halbleiterscheiben 5 besteht, die zwischen einem umhüllenden erste:. Isolierkörper und einem sich io Paar von Elektroden 3 und 4 eingeklemmt sind. Bei in einer Längsebene des stangenartigen Stapels einer: solchen Hochspannungs-Halbleitergleichrichter von der wechselstromseitigen Elektrode in Rieh- 22 werden jedoch die Halbleiterscheiben nahe dem tung zur gleichstromseitigea Elektrode erstrecken- wechselstromseitigen Anschluß A leicht durch Uberden Leiterdraht, der auf dem gleichen Potential lastung zerstört. Dies kommt vermutlich von der wie die wechselstromseitige Elektrode liegt, d a- 15 schwankenden freien Kapazität zwischen diesen HaIbdurch gekennzeichnet, daß der Leiter- leiterscheiben und der Erde 6. Durch die freie Kapadraht (17) im wesentlichen parallel zum stangen- zität ergibt sich, daß ein veränderlicher Strom im artigen S»apel(ll) angeordnet ist und daß ·λπ Hochspannungs-Halbleitergleichrichter fließt. M;hr äußerer Isolierkörper (18; 19) den stangenartigen Strom fließt dabei in dem Teil, der der Wechseistrom-Stapel mit den Elektroden (12, 13) und den Leiter- ao seit; näher ist, so daß sich ein übermäßiger Strom in draht (17) völlig einschließt. den Halbleiterscheiben nahe dem wechselstromseitigen
2. Hcchspannungs-Halbleitergleichrichter nach Anschluß A konzentriert. Da dieser Überstrom zu Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der einem entsprechenden Spannungsabfall führt, ist die stangenartige Stapel in eine Mehrzahl von in Reihe Spannungsverteilung über die einzelnen Halbleitergeschalteten, mit je einem Paar von Elektroden 25 scheiben nicht gleichmäßig, sondern der Spannungs-(12,13) und Zuführungen versehenen Gleichrichter- gradient ist bei den Halbleiterscheiben, die dem Aneinheiten (10a, 106, 10c? lOd) aufgeteilt ist. schluß A näher sind, größer und wird zum Anschluß B
3. Hochspannungs-Halbleitergleichrichter nach hin fortlaufend kleiner. Daher erleiden Halbleiter-Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß scheiben, die dem wechselstromseitigen Anschluß innerhalb des äußeren Isolierkörpers (19) ein 30 näher sind, einen Isolationsdurchbruch. Diese Umweiterer Isolierkörper (18) den ersten Isolierkörper stände sind vor allem auf Grund der äußerst geringen (16) bedeckt. Übergangskapazität der Siliziumscheiben im Vergleich
4. Hochspannungs-Halbkitergleichrichter nach mit den früher verwendeten Selenscheiben zu berück-Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sichtigen, wobei auch nach einer Verbesserung der er mehrere Leiterdrähte (17; 17a, 57fc, 17c) ver- 35 seitlichen Durchbruchsspannung zu streben ist.
schieden abgestufter Länge aufweist. Es ist ein Hochspannungs-Halbleitergleichrichter
der eingangs genannten Art bekannt (OE-PS 2 42 806), bei dem zu dem genannten Zweck der sich von der
wechselstromseitigen Elektrode aus erstreckende Lei-
40 terdraht vorzugsweise in Gestalt eines Hochspannungskabels einen zur anderen Elektrode hin in Kurven-
Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochspan- forri wachsenden Abstand zum Gleichrichterstapel nungs-Halbleitergleichrichter mit einem stangenartigen aufweist. Dabei besteht die Gefahr, daß sich im Betrieb Stapel einer Mehrzahl von Siliziumscheiben, einem die gewünschte Lage des außerhalb des Gleichrichter-Paar von an den entgegengesetzten Enden des stangen- 45 körpers angeordneten Leiterdrahtes verändert, und artigen Stapels angebrachten, mit je einer Zuführung außerdem ist dai dielektrische Material zwischen dem versehenen Elektroden, einem den stangenartigen Leiterdraht und den Gleichrichterelementen, das füi Stapel eng umhüllenden ersten Isolierkörper und einem die zusätzlichen Kapazitätswerte wesentlich ist, sehi sich in einer Längsebere des stangenartigen Stapels komplex, nämlich aus einem isolierenden Gehäuss von der wechselstromseitigen Elektrode in Richtung 50 des Gleichrichters, einem Luftspalt und der Kabel zur gleichstromseitigen Elektrode erstreckenden Lei- isolierhiille des Leiterdrahtes zusammengesetzt, se terdraht, der auf dem gleichen Potential wie die daß eine erhöhte Gefahr von Koronaentladungen auf wechselstromseitige Elektrode liegt. tritt und schon eine geringe Verlagerung des Leiter
Ein solcher Gleichrichter ist ein wesentlicher Be- drahtes eine merkliche Änderung der Spannungs
standteil in Hochspannungsquellen für Fernseh- 55 verteilung über die Siliziumscheiben verursacht,
empfänger, Kathodenstrahloszillographen, Röntgen- Eine alternative Lösung nach der genanntei
Strahlapparate, Elektronenmikroskope und Be- Druckschrift sieht vor, auf der Außenseite der Isolier
schleunigungsvorrichtungen für geladene Teilchen. schicht des Gleichrichters eine leitende Schicht anzn
Ein bekannter Gleichrichter dieser Art wird an bringen, die diesen nahe der Eingangselektrode zu
Hand der F i g. 1 erläutert. 60 nächst praktisch völlig umgibt und von dort aus i
F i g. 1 zeigt einen bekannten Hochspannungs- Richtung zur anderen Elektrode kontinuierlich eine
Halbleitergleichrichter in einer Hochspannungsquelle immer geringeren Anteil des Isolierschichtumtange
für einen Fernsehempfänger. bedeckt.
In dieser Figur bezeichnet die Bezugsziffer 1 eine Andererseits ίΉ eine Spannungsvervielfacheranorc
Kathodenstrahlröhre und die Bezugsziflfer 2 einen 65 nung bekannt (DT-Gbm 69 23 867), bei der eine m
Hochspannungs-Stromquellenkreis zum Zuführen einer Abgriffen versehene Reihe von £e;tapelten Gleicl
Gleichrichterspannung zur Röhre. Der Stromquellen- richterplättchen und dazu parallel angeordnete Kor
kreis umfaßt einen Rücklauftransformator 21 und densatoren in Gießharz eingebettet sind.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3913127A (en) * 1971-10-01 1975-10-14 Hitachi Ltd Glass encapsulated semiconductor device containing cylindrical stack of semiconductor pellets
US3909699A (en) * 1974-09-25 1975-09-30 Int Rectifier Corp Low impedance transmission line for bypassing radio frequency energy around high voltage rectifier stacks
JPS59198740A (ja) * 1983-04-25 1984-11-10 Mitsubishi Electric Corp 樹脂封止形半導体複合素子
CN101488644B (zh) * 2009-02-13 2011-11-09 江苏雷宇高电压设备有限公司 一种自动换极性油浸硅堆

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1265285B (de) * 1959-09-26 1968-04-04 Siemens Ag Stromrichteranlage mit Halbleiterventilen und Spannungsstabilisierungselementen
US3128421A (en) * 1961-05-19 1964-04-07 Tung Sol Electric Inc Series rectifier circuit with capacity compensating means
NL288761A (de) * 1963-02-08
US3278826A (en) * 1963-03-19 1966-10-11 Westinghouse Electric Corp Rectifier assembly
DE1283967B (de) * 1964-06-04 1968-11-28 Mueller C H F Gmbh Abgeschirmter Hochspannungsgleichrichter
US3373335A (en) * 1964-12-22 1968-03-12 Electronic Devices Inc Stacked assembly of rectifier units incorporating shunt capacitors
US3394037A (en) * 1965-05-28 1968-07-23 Motorola Inc Method of making a semiconductor device by masking and diffusion
FR1473250A (fr) * 1966-01-31 1967-03-17 Comp Generale Electricite Dispositif redresseur de puissance pour très haute tension
US3454841A (en) * 1967-03-20 1969-07-08 Electronic Devices Inc Neutralized solid-state rectifier
US3465215A (en) * 1967-06-30 1969-09-02 Texas Instruments Inc Process for fabricating monolithic circuits having matched complementary transistors and product
GB1236448A (en) * 1967-11-24 1971-06-23 Arnim Karl Schimmer A static converter for supplying a high direct voltage to a discharge electrode
US3617825A (en) * 1968-12-23 1971-11-02 George E Chilton Multijunction photodiode detector
US3657632A (en) * 1969-10-29 1972-04-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd Rectifying device

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