DE2302530A1

DE2302530A1 - Steuerkreis fuer thyristoren

Info

Publication number: DE2302530A1
Application number: DE2302530A
Authority: DE
Inventors: Georg Lindblom; Karl-Erik Olsson
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1972-02-01
Filing date: 1973-01-19
Publication date: 1973-08-09
Also published as: FR2170124B1; SE360228B; FR2170124A1; JPS4887760A; DE2302530B2; JPS5632855B2; GB1409381A; US3821564A; CA983575A

Description

63 Gießen, den 18.1.1973 Dir ..-ing. H. MlSSLlNG Boe/Sn 11.436

DR.-lNG. J. BOECKER
63 GIESSEN, Bismarckstraße 43

Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget, V ä s t er a s /Schweden

Steuerkreis für Thyristoren

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Steuerkreis für einen Thyristor mit einem Eingangskreis und mit einem Spannungsteiler, der zwecks Speisung des Steuerkreises zu dem Thyristor parallelgeschaltet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Steuerkreis der genannten Art mit einem solchen Spannungsteiler zu entwickeln, der trotz Änderungen der Speisespannung eine stabile Spannung für die Speisung des Steuerkreises erzeugt. Darüber hinaus soll der Steuerkreis so beschaffen sein, daß auch Überspannungen am Thyristor nicht auf die Eingangsstufe des Steuerkreises durchschlagen können und aufgrund der Miller-Kapazität der Transistoren der Eingangstufe Störsignale in dieser Eingangstufe verursachen.

Zur Lösung des ersten Teils der Aufgabe wird ein Steuerkreis der eingangs erwähnten Art vorgeschlagen, der dadurch gekenn-

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zeichnet ist, daß der Spannungsteiler aus einem Widerstand, dessen einer Anschluß an der Anode des Thyristors liegt, und aus einer in Reihe mit dem Widerstand liegenden Parallelschaltung eines Kondensators, einer Zenerdiode und eines Varistors besteht, wobei der Speisekreis des Steuerkreises an die genannte Parallelschaltung angeschlossen ist· und der erste Widerstand der Parallelschaltung entsprechend der gewünschten Stromstärke im Spannungsteiler bemessen ist, während die genannte Parallelschaltung entsprechend der gewünschten Speisespannung für den Steuerkreis bemessen ist. Der Kondensator und die Zenerdiode können mit einer Diode in Reihe geschaltet sein, deren Durchlaßrichtung der Durchlaßrichtung des Thyristors entspricht. Die letztgenannte Diode kann mit einem zweiten "Widerstand in Reihe geschaltet sein, --"■· · und der erstgenannte Widerstand des Spannungsteilers kann mit einem Kondensator in Reihe geschaltet sein.

Zur Verhinderung des Äüftreüens von StörSignalen im Eingangskreis infolge Überspannungen am Thyristor wird ein Steuerkreis der so weit^: beschriebenen Art vorgeschlagen, der'dadurch ■■ gekennzeichnet ist, daß ein spanriungsableitendes Glied zum * Ableiten von Störsignälen infolge Überspannungen in den Eingangskreis eingeschaltet ist. Das Spannungsableitende Glied besteht aus einem Kondensator^ und dieser kann so angeordnet sein, daß er das Störsignal selbst- ableitet, oder der Strom des

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Kondensators kann einen weiteren Transistor zur Ableitung des Störsignals steuern.

Anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen Thyristor mit einem Steuerkreis gemäß der Erfindung.

Fig. 2 und 3 Abwandlungen der Eingangsstufe eines solchen Steuerkreises·

Fig. 1 zeigt einen Thyristor 1, zu dem ein Hauptspannungsteiler 2, 3 und ein aus den Schaltelementen 4 bis 11 bestehender Hilfsspannungsteiler parallelgeschaltet sind. Der Hauptspannungsteiler 2, 3 dient dazu, bei einer Reihenschaltung einer größeren Anzahl von Thyristoren in einem Thyristorventil für Hochspannung eine gleichmäßige Spannungsverteilung längs der Reihenschaltung der Thyristoren zu erreichen. Der Hilfsspannungsteiler ist dagegen für den Steuerkreis gemäß der Erfindung vorgesehen und besteht in erster Linie aus einem Widerstand 4, der im Hinblick auf den gewünschten Strom im Spannungsteiler bei maximaler Spannung am Thyristor bemessen ist. Um eine direkte Verbindung über den Thyristor zu vermeiden, ist der Widerstand 4 mit einem Kondensator 5 in Reihe geschaltet,

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In Reihe mit dem Widerstand 4 und dem Kondensator 5 ist eine Parallelschaltung aus einem Kondensator 7, einer Zenerdiode 8 und einem Varistor b angeordnet. Der Kondensator 7 dient dabei als Energiespeicher für den Steuerkreis, während der Varistor 6 und die Zenerdiode 8 derart bemessen sind, daß an ihnen die Spannung auftritt, welche für den Steuerkreis benötigt wird· Im Prinzip würde es genügen, wenn nur der Varistor 6 oder die Zenerdiode 8 vorhanden wäre, aber keines dieser Schaltglieder ist ideal bei schnellen Schaltvorgängen, so daß steile Spannungsänderungen als Überspannungen auf den Steuerkreis durchschlagen. Dagegen hat es sich gezeigt, daß Varistor und Zenerdiode einander derart ergänzen, daß sie zusammen diese Überspannungen von einer Beeinflussung des Steuerkreises fernhalten und eine schnelle Begrenzung der Speisespannung für den Steuerkreis bewirken.

Der Widerstand 11 bestimmt den Ladestrom für den Kondensator 7, und die Diode 10 verhindert, daß der Kondensator sich entlädt, wenn der Hochspannungsimpuls am Thyristor 1 verschwindet. Die Diode 9 wiederum dient zum Entladen und Umladen des Kondensators 5 bei negativer Spannung am Thyristor·

Der Steuerkreis hat einen Eingangskreis und eine Verstärkerstufe 12 bekannter Art, die über den Kondensator 7 gespeist wird und an die Steuerelektrode des Thyristors angeschlossen ist. Der Eingangskreis hat eine Eingangselektrode 13, an die ein

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nicht dargestelltes Steuerglied angeschlossen wird. Die Eingangselektrode 13 ist an die Basis eines Transistors 14 angeschlossen, dessen Kollektor über ein Invertierungsglied 17 an denjßingang der Verstärkerstufe 12 angeschlossen ist. Wenn ein Signal an die Elektrode 13 gelangt, wird der Transistor

14 leitend und seine Kollektorspannung sinkt. Dadurch verschwindet die Eingangsspannung am Invertierungsglied 17, so daß dieses ein Signal für die Zündung des Thyristors 1 abgibt.

Aufgrund der Begrenzung des Speisekreises erhält man schnelle positive Spannungsänderungen in der Speisespannung zum Thyristor 14. Aufgrund beispielsweise der Miller-Kapazität kann dies dazu führen, daß der Transistor zumindest teilweise leitend bleibt, wodurch ein Störsignal an den Schaltelementen 17 und 12 auftritt. Um dies zu verhindern, ist der Kondensator

15 parallel zu dem Thyristor 14 geschaltet und gleichzeitig die Diode 16 zwischen dem Emitter und der Basis des Transistors vorgesehen. Eine Überspannung vom Spannungsteiler 4, 5, 6 führt auf diese Weise zu einem Ladestrom über den Kondensator 15, die Diode 16 und den Widerstand 18, wobei die"Spannung an der Basis des Thyristors 14 infolge des Spannungsfalles an der Diode

16 negativ gegenüber der Spannung am Emitter wird, so daß der Transistor effektiv gesperrt bleibt. '

Fig. 2 zeigt eine Abwandlung des Eingangskreises von Fig. 1. Anstelle des Kondensators 15 parallel zum Transistor 14, sind

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ein Transistor 20 und ein Kondensator 21 vorhanden. Eine Spannungsänderung, welche dazu neigt, den Transistor 14 leitend zu machen, bewirkt auch einen Ladestrom über den Kondensator 21, wobei der Transistor 20 Steuerstrom erhält und leitend wird. Auf diese Weise wird das Kollektorpotential des Transistors aufrechterhalten, und am Eingang des Invertierungsgliedes 17 tritt keine Signalähderung ein. Um die Drosselung des Transistors 14 sicherzustellen, wenn kein Eingangssignal an der Elektrode 13 auftritt, ist der Widerstand 19 parallel zum Transistor 14 : geschaltet. Ein solcher Widerstand kann zweckmäßigerweise auch in Fig. 1 parallel zum Kondensator 15geschaltet werden;^r -

Das Invertierungsglied 17 in-Fig. 1 und 2 kann beispielsweise aus einem Transistor 22 bestehen, wie aus Fig.^λ3 hervorgeht.^ Ferner können der Kondensator 21 und der Traneistor 2G zwischen dem Transistor 22 - oder dem Invertierungsglied 17 - und der Verstärkerstufe 12 ähgeordniot"sein, wie ebenfalls aus Figi» 3 hervorgeht. Dabei werden eventuelle Störsignale, die dadurch entstehen, daß Spannürigsänderungen den Transistor 14 leitend ■ machen, von dem Transistor 20 aufgrund des Ladestromes durch den Kondensator 21 kurzgeschlossen»

Man erreicht somit mit der Erfindung "in erster Linie eine starke Begrenzung von möglichen Überspannungen in der Speisespannung für den Steuerkreis, und in zweiter Linie verhindert man eine Beeinflussung des Betriebes des Steuerkreises durch mögliche Spannungsimpulse.

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Claims

Patentansprüche;

1.) Steuerkreis für einen Thyristor mit einem Eingangskreis und mit einem Spannungsteiler, der zwecks Speisung des Steuerkreises zu dem Thyristor parallelgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsteiler aus einem Widerstand (4), dessen einer Anschluß an der Anode des Thyristors liegt, und aus einer in Reihe mit dem Widerstand (4) liegenden Parallelschaltung eines Kondensators (7), einer Zenerdiode (8) und eines Varistors (6) besteht, wobei der Speisekreis des Steuerkreises an die genannte Parallelschaltung angeschlossen ist und der erste Widerstand (4) der Parallelschaltung entsprechend der gewünschten Stromstärke im Spannungsteiler bemessen ist, während die genannte Parallelschaltung entsprechend der gewünschten Speisespannung für den Steuerkreis bemessen ist.

2. Steuerkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Kondensator (7) und die Zenerdiode (8) mit einer Diode (10) in Reihe geschaltet sind, deren Durchlaßrichtung der Durchlaßrichtung des Thyristors (1) entspricht.

3. Steuerkreis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Diode (10) mit einem zweiten Widerstand (11) in Reihe geschaltet ist und daß der erste Widerstand (4) mit einem Kondensator (5) in Reihe geschaltet ist«,

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4· Steuerkreis nach Anspruch 1, dessen Eingangskreis aus zumindestens einem Transistor (14) besteht, dslurch gekennzeichnet, daß ein spannungsableitendes Glied (15) zum Ableiten von Störsignalen infolge Überspannungen in den Eingangskreis eingeschaltet ist,

5. Steuerkreis nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das spannungsableitende Glied aus einem Kondensator (15) besteht, der parallel zu einem Transistor (14) im Eingangskreis liegt«, ·

6. Steuerkreis nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet! daß ein weiterer Transistor (20), der von dem Strom über einen Kondensator (21) gesteuert wird, zum Ableiten der genannten Steuersignale eingeschaltet ist·

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