DE2315846A1

DE2315846A1 - EMERGENCY DEVICE FOR THYRISTORS

Info

Publication number: DE2315846A1
Application number: DE19732315846
Authority: DE
Inventors: Christian Ruetsch
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1973-03-30
Filing date: 1973-03-30
Publication date: 1974-10-10
Also published as: CH559461A5; FR2223885B1; FR2223885A1; GB1453995A

Description

35/7335/73

He.Hey

Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz)Public limited company Brown, Boveri & Cie., Baden (Switzerland)

Notzündeinrichtung für ThyristorenEmergency ignition device for thyristors

Die Erfindung bezieht sich auf eine Notzündeinrichtung für Thyristoren, bei der im Gate-Kathodenkreis des Thyristors mindestens ein Schwellwertglied vorgesehen ist, das beim Ueberschreiten eines bestimmten Wertes der Anoden-Kathoden-Spannung des Thyristors dem Gate des Thyristors einen zusätzlichen Zündimpuls zuführt.The invention relates to an emergency ignition device for thyristors, in which in the gate-cathode circuit of the thyristor at least one threshold value element is provided, which when a certain value of the anode-cathode voltage is exceeded of the thyristor supplies an additional ignition pulse to the gate of the thyristor.

Eine Notzündeinrichtung der genannten Gattung ist beispielsweise aus der DT-OS 1 917 528 bekannt. Dort ist parallel ZM einem Thyristor mindestens ein Paar entgegengesetzt gepolrer Dioden und mindestens eine niederohmige Impedanz geschaltet, wobei an der Impedanz Schaltungsmittel zur Uebertragung der an ihr entstehenden Spannungsänderungen zum Gate des zugehörigen Thyristors vorgesehen sind.An emergency ignition device of the type mentioned is known from DT-OS 1 917 528, for example. There, at least one pair of oppositely polarized diodes and at least one low-resistance impedance are connected in parallel ZM to a thyristor, with switching means being provided at the impedance for transmitting the voltage changes occurring across it to the gate of the associated thyristor.

409841/0 5 22409841/0 5 22

35/7335/73

Bei der bekannten Einrichtung werden jedoch hohe Anforderungen an die Diodenkombination gestellt. Auch ist der schaltungstechnische Aufwand, insbesondere bei der Reihenschaltung mehrerer Thyristoren erheblich. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, dass die erreichbare Stroman-In the known device, however, there are high requirements placed on the diode combination. There is also the complexity of the circuitry, especially when connected in series several thyristors considerably. Another disadvantage is that the achievable current

und dessen Höhe Stiegsgeschwindigkeit des NotzündimpulsesVoft nicht aus- · and its height The rate of increase of the emergency ignition pulse often does not

reicht, um den Thyristor schnell dürchzünden 'zu lcönnen.is enough to let the thyristor ignite quickly.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Notzündung der eingangs genannten Art zu schaffen, die die Nachteile bekannter Einrichtungen nicht aufweist und sich durch einfachen Aufbau und sicheres Ansprechen, insbesondere beim Auftreten von positiven Ueberspannungen, auszeichnet.The object of the invention is to create an emergency ignition of the type mentioned at the outset, which has the disadvantages of being more familiar Does not have facilities and is characterized by a simple structure and reliable response, especially when it occurs of positive overvoltages.

. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst,- dass das Schwellwertglied mindestens aus einem zwischen Gate und Anode liegenden elektronischen Schalter besteht.. According to the invention, this object is achieved in that the threshold value element consists of at least one electronic switch located between the gate and the anode.

In'einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der elektronische Schalter als Thyristor ausgebildet. Dieser Thyristor muss eine Nullkippspannung kleiner als die Nullkippspannung des zu schützenden Thyristors aufweisen. Seine Anoden-Kathodenstrecke liegt - gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Widerstandes und/oder einer Diode ' parallel zur Änoden-Kathodenstrecke des zu schützenden Thyristors. In a first embodiment of the invention is the electronic switch designed as a thyristor. This thyristor must have a zero breakover voltage less than the zero breakover voltage of the thyristor to be protected. Its anode-cathode path is - if necessary, interposed a resistor and / or a diode 'parallel to the anode-cathode path of the thyristor to be protected.

4 0 9 8 4 1/05224 0 9 8 4 1/0522

35/7335/73

Ueberschreitet die Anoden-Kathodenspannung des Hauptthyristors die Nullkippspannung des Hilfsthyristors, so zündet dieser und liefert an das Gate des Hauptthyristors einen kräftigaaZündimpuls. Als Hilfsthyristor eignen sich besonders gut sogenannte Kleinthyristoren, z.B. die Type CS 1 (Hersteller AG Brown, Boveri & Cie.).Exceeds the anode-cathode voltage of the main thyristor the zero breakover voltage of the auxiliary thyristor, so ignites this and delivers a powerful ignition pulse to the gate of the main thyristor. As auxiliary thyristors are suitable especially good so-called small thyristors, e.g. type CS 1 (manufacturer AG Brown, Boveri & Cie.).

Für hochsperrende Thyristoren ist es empfehlenswert, in Reihe mit dem Hilfsthyristor eine Avalanchediode zu schalten. Dann kann die Nullkippspannung des Hilfsthyristors in gewissen Grenzen frei gewählt werden, insbesondere wesentlich unterhalb der des Hauptthyristors liegen.For high blocking thyristors it is recommended to connect an avalanche diode in series with the auxiliary thyristor. Then the zero breakover voltage of the auxiliary thyristor can be freely selected within certain limits, in particular are substantially below that of the main thyristor.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung werden an-■ hand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert.Further details and features of the invention are provided hand explained two embodiments shown in the drawing.

In der Zeichnung zeigtIn the drawing shows

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Notzündeinrichtung für Thyristoren,1 shows a first exemplary embodiment of an emergency ignition device for thyristors,

Fig. 2 eine Variante der Anordnung "gemäss Fig.2 für hochsperrende Thyristoren.FIG. 2 shows a variant of the arrangement "according to FIG. 2 for high blocking Thyristors.

In Fig. 1 ist eine Reihenschaltung von Thyristoren T^, T2, dargestllt. Die Hauptthyristoren weisen die übliche RC-In Fig. 1 is a series connection of thyristors T ^, T2, presented. The main thyristors have the usual RC-

409841/0522409841/0522

35/7335/73

Beschaltung Rj_, Cj, i = 1,2,..., auf. Zwischen Gate und Anode jedes Thyristors Tj_- liegt eine aus einem Hilfsthyristor
HTj_-i einer Diode Di und einem Widerstand R . (i=l,2,...) bestehende Reihenschaltung. Zwischen Gate und Kathode jedes
Thyristors Tj liegt jeweils ein Gate-Ableitwiderstand R_Gi·
Die Ga te anschlüsse der Thyristoren T₁ sind mit einen-. Steuergerät ST verbunden. Mittels dieses Steuergerätes werden die
Thyristoren T₁ normalerweise gezündet.Wiring Rj_, Cj, i = 1,2, ..., on. Between the gate and anode of each thyristor Tj _{- there} is an auxiliary thyristor
HTj _- i of a diode Di and a resistor R. (i = 1, 2, ...) existing series connection. Between gate and cathode each
Thyristor Tj has a gate leakage resistor R _Gi
The Ga te connections of the thyristors T ₁ are with one. Control unit ST connected. Using this control unit, the
Thyristors T ₁ normally ignited.

Uebersteigt die Anoden-Kathoden-Spannung eines Thyristors Tj der Reihenschaltung die Nullkippspannung des zugehörigen
Kilfsthyristors HTj_ + den an der Diode Dj_ und am Widerstand
Rqj_ entstehenden (vergleichsweise geringen) Spannungsabfall, so zündet der Hilfsthyristor und liefert einen kräftigen
Zündimpuls j der seinerseits den zugehörigen Thyristor Tj_ zündet, bevor dieser durch einen weiteren Spannungsanstieg über seine Nullkippspannung gezündet wird.If the anode-cathode voltage of a thyristor Tj of the series circuit exceeds the zero breakover voltage of the associated
Kilfsthyristors HTj_ + the at the diode Dj_ and at the resistor
Rqj_ resulting (comparatively small) voltage drop, the auxiliary thyristor ignites and delivers a powerful
Ignition pulse j which in turn ignites the associated thyristor Tj_ before it is ignited by a further increase in voltage above its zero breakover voltage.

Mit Hilfe des Widerstandes R_oi kann die Grosse des Zündstromes eingestellt werden. U.U. kann sogar auf diesen widerstand r_. verzichtet werden, wenn als Hilfsthyristor ein solcher
mit hoher Stoss-Strombelastbarkeit verwendet wird.The size of the ignition current can be adjusted with the aid of the resistor R _oi. UU can even apply to this resistance r_. can be omitted if such an auxiliary thyristor is used
is used with a high surge current rating.

Die Diode D₁ hat die Aufgabe, den Hilfsthyristor HT₁ vor zu
hohen negativen Spannungen zu schützen.The diode D ₁ has the task of the auxiliary thyristor HT ₁ to
to protect high negative voltages.

■409841/05 2 2■ 409841/05 2 2

35/7335/73

Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Hilfsthyristor folgenden Anforderungen genügt:It has been found to be particularly advantageous when the Auxiliary thyristor meets the following requirements:

a) kleiner Nullkippstrom (ea. 2 bis 5 ^A)a) small zero breakover current (approx. 2 to 5 ^ A)

b) Temperaturkoeffizient der Nullkippspannung und des NuIlkippstromes klein. Sie sollen in der Grössenordruing des zu schützenden Thyristors liegen.b) Temperature coefficient of the zero breakover voltage and the zero breakover current small. They should be in the order of magnitude of the thyristor to be protected.

c) nach dem Zünden muss kurzzeitig (etwa Io /usec) ein Strom von mindestens 3 A geführt werden können.c) after ignition, a current must briefly (about Io / usec) can be carried by at least 3 A.

d) Sperrfestigkeit in negativer Richtung grosser als in positiver, um negative Gateströme zu vermeiden (diese Bedingung entfällt, wenn Dioden Dj_ eingesetzt werden).d) blocking strength in the negative direction greater than in the positive direction, to avoid negative gate currents (this condition does not apply if diodes Dj_ are used).

e) hohe du/dt-Festigkeite) high du / dt strength

Diese Anforderungen werden von sogenannten Kleinthyristoren der eingangs genannten Art erfüllt. Infolge des kräftigen Zündstromes wird der zu schützende Thyristor innerhalb weniger Zehntel ,usec leitend und damit auch sofort der Notzündkreis entlastet, sodass dieses Schaltelement einer nur geringen Belastung ausgesetzt ist.These requirements are met by so-called small thyristors of the type mentioned at the beginning. As a result of the vigorous Of the ignition current, the thyristor to be protected becomes conductive within a few tenths of a usec, and thus the emergency ignition circuit immediately relieved, so that this switching element is only exposed to a low load.

Mit der vorgeschlagenen Notzündeinrichtung können Leistungsthyristoren sicher gegen Zerstörung durch positive Ueberspannungen geschützt werden, was insbesondere bei Reihen-With the proposed emergency ignition device, power thyristors can be protected against destruction by positive overvoltages protected, which is particularly important in the case of

409841/0522409841/0522

35/7335/73

schaltung mehrerer Thyristoren von grösster Wichtigkeit ist. Ausserdem zeichnet sich die vorgeschlagene. Notzündeinrichtung durch Wirtschaftlichkeit und platzsparenden Einbau aus.switching of several thyristors is of the greatest importance. In addition, the proposed. Emergency ignition device through economy and space-saving installation.

In Fig.2 ist eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäss Fig.l dargestellt. Zusätzlich zu der vorbeschriebenen Ausführung ist in Fig.2 eine Zener-Diode ZD^ jeweils .in die Reihenschaltung zwischen Gate und Anode des Thyristors T^ eingeschaltet. Diese Ausführungsform eignet sich besonders für hochsperrende Thyristoren. An den Hilfsthyristor werden die gleichen Anforderungen wie im Fall der Fig.l gestellt, seine Nullkippspannung kann jedoch hier wesentlich niedriger sein, als die des Hauptthyristors, da jetzt die Zenerdiode in Kombination mit dem Hilfsthyristor die Ansprechgrenze festlegt.In Figure 2 is a modification of the embodiment according to Fig.l shown. In addition to the above-described embodiment, a Zener diode ZD ^ is in each case in the series circuit in FIG switched on between the gate and anode of the thyristor T ^. This embodiment is particularly suitable for high blocking thyristors. The same requirements as in the case of Fig.l are made of the auxiliary thyristor, its However, the zero breakover voltage can be significantly lower here, than that of the main thyristor, since now the Zener diode in combination defines the response limit with the auxiliary thyristor.

Ss können z.B. auch zwei Hilfsthyristoren in Serie geschaltet werden. Die Feinanpassung der Ansprechgrenze kann dann durch Zener-Dioden erfolgen.For example, two auxiliary thyristors can also be connected in series will. The response limit can then be fine-tuned using Zener diodes.

A 0 9 8 A1/0 5 2 2A 0 9 8 A1 / 0 5 2 2

Claims

35/73 D

Claims

/ 1.1 Emergency ignition device for thyristors, especially for series switched thyristors, in which at least one threshold value element is provided in the gate-cathode circuit, which when exceeded a certain value of the anode-cathode voltage of the thyristor an additional ignition pulse to the gate of the protective thyristor, characterized in that. The threshold value element consists of at least one between the gate and Cathodes of the thyristor to be protected (-Tj;) lying electronic Switch (HT ^) exists.

2. Emergency ignition device according to claim 1, characterized in that the electronic switch is a thyristor with a smaller one Zero breakover voltage than that of the thyristor to be protected (TjJ is.

3- Emergency triggering device according to claim 2, characterized in that at least one resistor (RqjJ and a diode (D ₁ )) are connected _{in series with the thyristor (HT 1) acting as an electronic switch.}

4. Emergency ignition device according to claim 1, characterized in that a Zener diode (ZD ₁ ) is connected in series with the electronic switch and the electronic switch is a thyristor (HT.).

/ ηορ / ι / ηο ') Aktiengesellschaft 4UÖÖ4 [/ UbZl BROWN, BOVERI & CIE.

L e e rs e i.t-eL e rs e i.t-e