DE2302530B2 - Steuereinrichtung für einen Thyristor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für einen Thyristor wie sie im Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2 beschrieben ist. Eine derartige Steuereinrichtung ist bekannt (DE-OS 03 659, Fig. 3).

Die bekannte Einrichtung dient dem Zweck, sicherzustellen, das von dem erwähnten Kondensator in der Parallelschaltung nur dann ein Steuerstrom zum Thyristor gelangt, wenn die Anodenspannung des Thyristors positiv ist.

Wenn im Eingangskreis der Steuereinrichtung Transistoren zur Übertragung der Steuerimpulse enthalten sind, so besteht die Gefahr daß Überspannungen am Thyristor auf den Eingangskreis der Steuereinrichtung durchschlagen und aufgrund der Miller-Kapazität der Transistoren Störsignale im Eingangskreis verursachen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung der eingangs genannten Art mit Transistoren im Eingangskreis zu entwickeln, bei der fehlerhafte Zündungen des Thyristors infolge auf den Steuerkreis durchschlagender Überspannungen am Thyristor vermieden werden.

Eine erste Lösung dieser Aufgabe weist die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale auf.

Eine zweite, alternative Lösung der Aufgabe weist die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 2 genannten Merkmale auf.

Gemäß der Erfindung werden also Störsignale ableitende Glieder auf verschiedene Weise in den Eingangskreis eingebaut.

Anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. I eine Thyristorsteuereinrichtung gemäß dem ersten Lösungsweg nach der Erfindung,

F i g. 2 und 3 zwei Alternativen einer Thyristorsteuereinrichtung gemäß dem zweiten Lösungsweg nach der Erfindung.

Fig. f. zeigt einen Thyristor 1, zu dem ein Teil eines Hauptspannungsteilers, bestehend aus der Restumschaltung eines Widerstandes 2 und eines Kondensators 3, und ein aus den Schaltelementen 4 bis 11 bestehender Hilfsspannungsteiler parallelgeschaltet sind. Der Hauptspannungsteiler 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 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.

In Reihe mit dem Widerstand und dem Kondensator 5 ist eine Parallelschaltung, bestehend aus einem Kondensator 7, einer Zenerdiode 8 und einem Varistor 6, angeordnet. Der Kondensator 7 dient dabei als Energiespeicher für die Steuereinrichtung — in der Folge Steuerkreis genannt —, 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 dos Kondensators 5 bei negativer Spannung am Thyristor.

Der Steuerkreis weist einen Eingangskreis und eine Yerstärkerstufe 12 in bekannter Art auf, die über den Kondensator 7 gespeist wird und an die Steuerelektrode des Thyristors angeschlossen ist. Der Eingangskreis hat eine Eingangsklemme 13, an die ein nicht dargestelltes Stauerglied angeschlossen wird. Die Eingangsklemme 13 ist an die Basis eines Transistors 14 angeschlossen, dessen Kollektor über ein Invertiergüed 17 an der« Eingang 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 an dem Invertierglied 17, so daß dieses ein Signal für die Zündung des Thyristors 1 abgibt.

Trotz der Begrenzung des Speisekreises erhält man schnelle positive Spannungsänderungen in der Speisespannung des Transistors 14. Aufgrund der Miller-Kapazität kann dies dazu führen, daß der Transistor zumindest teilweise leitend wird, wodurch ein Störsignal dem Invertierglied 17 und der Verstärkerstufe 12 auftritt. Um dies zu verhindern, ist der Kondensator 15 parallel zu dem Transistor 14 und dessen Kollektorwiderstand 23 geschaltet und gleichzeitig eine Diode 16 zwischen dem Emitter und der Basis des Transistors 14 vorgesehen. Eine Überspannung vom Spannungsteiler 4, 5, 6 führt auf diese Weise zu einem Ladestrom über den Kondensator 15, die Diode 16 und einen Widerstand 18, wobei die Spannung an der Basis des Transistors 14 infolge des Spannungsabfalles 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 und dessen Kollektorwiderstands 23 sind 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 14 aufrechterhalten, und am Eingang des Invertiergliedes 17 tritt keine Signaländerung ein. Um den Transistor 14 sicher zu sperren, 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 15 geschaltet werden.

Das Invertiergüed 17 in Fig. 1 und 2 kann beispielsweise einen Transistor 22 aufweisen, wie aus Fi g. 3 hervorgeht. Ferner können der Kondensator 21 und der Transistor 20 zwischen dem Transistor 22 — oder dem Invertiergüed 17 — und der Verstärkerstufe 12 angeordnet sein, wie ebenfalls aus F i g. 3 hervorgeht. Dabei werden eventuelle Störsignale, die dadurch entstehen, daß Spannungsänderungen den Transistor 14 leitend machen, von dem Transistor 20 aufgrund des Ladestromes durch den Kondensator 21 kurzgeschlossen.

Man erreicht mit dem Spannungsteiler mit den Schaltelementen 4 bis 11 eine starke Begrenzung von

möglichen Überspannungen in der Speisespannung für den Steuerkreis, und mit der Erfindung verhindert man eine Beeinflussung des Betriebes des Steuerkreises durch mögliche Spannungsimpulse.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Steuereinrichtung für einen Thyristor mit einem Spannungsteiler, der zu dem Thyristor parallel geschaltet ist und aus einem Widerstand, dessen einer Anschluß an der Anode des Thyristors liegt, und aus einer in Reihe mit dem Widerstand liegenden Parallelschaltung, bestehend aus einem Kondensator und einer Zenerdiode, besteht, wobei die Steuereinrichtung mit ihren Speisespannungsklemmen an die genannte Parallelschaltung angeschlossen ist und der Widerstand entsprechend der gewünschten Stromstärke im Spannungsteiler bemessen ist, während die genannte Parallelschaltung entsprechend der gewünschten Speisespannung für die Steuereinrichtung bemessen ist, dadurch gekennzeichnet, daß — bei Verwendung eines Transistors (14) in Emitterschaltung im Eingangskreis der Steuereinrichtung — zum Ableiten von Störsignalen infolge Überspannungen ein Kondensator (15) parallel zur Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors (14) und dessen Kollektorwiderstand (23) geschaltet ist.

2. Steuereinrichtung für einen Thyristor mit einem Spannungsteiler, der zu dem Thyristor parallel geschaltet ist und aus einem Widerstand, dessen einer Anschluß an der Anode des Thyristors liegt, und aus einer in Reihe mit: dem Widerstand liegenden Parallelschaltung, bestehend aus einem Kondensator und einer Zenerdiode, besteht, wobei die Steuereinrichtung mit ihren Speisespannungsklemmen an die genannte Parallelschaltung angeschlossen ist und der Widerstand entsprechend der gewünschten Stromstärke im Spannungsteiler bemessen ist, während die genannte Parallelschaltung entsprechend der gewünschten Speisespannung für die Steuereinrichtung bemessen ist, dadurch gekennzeichnet, daß — bei Verwendung eines Transistors (14) in Emitterschaltung im Eingangskreis der Steuereinrichtung und einer dieser Transistorstufe über ein Invertierglied (17) nachgeschalteten Verstärkerstufe (12) — die Emitter-Kollektor-Strecke eines weiteren Transistors (20) entweder dem Kollektorwiderstand (23) des erstgenannten Transistors (14) oder dem Eingang der Verstärkerstufe (12) parallel geschaltet ist, wobei die Basis des weiteren Transistors (20) am Verbindungspunkt eines Widerstandes (24) und eines Kondensators (21) eines an die Speisespannungsanschlüsse angeschlossenen Serien-ÄC-Gliedes (24, 21) derart angeschlossen ist, daß bei Auftreten von Störsignalen infolge Überspannungen an den Speisespannungsklemmen der Kollektorwiderstand (23) bzw. der Eingang der Verstärkerstufe (12) kurzgeschlossen wird.