DE2355507A1 - Thyristorschaltung - Google Patents

Description

BROWN, BOVERI & CIE - AKTIENGESELLSCHAFT MANNHEIM BROWN BOVERI

666/73 Mannheim, 2. November 1973

■ ■ ■ PAT-Pp/Ha.

"Thyristorschaltung"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Thyristorschaltung mit einem Hauptthyristor und einem Hilfsthyristor, zwischen dessen Steuerelektrode und Hilfskathode ein Zündgerät für die gesamte Schaltung angeschlossen wird.

Es ist bekannt, in den eigentlichen Leistungsthyristor einen Hilfsthyristor einzuintegrieren (US-PS 3 476 989) . Bei einem solchen Amplifying-Gate- oder -Folgegate-Thyristor erfolgt die Zündung zwischen Steuerelektrode und Hauptkathode. Höhere Stromanstiegsgeschwindigkeiten (di/dt) werden bei dem bekannten Thyristor erreicht, wenn die Hilfskathode getrennt herausgeführt ist und der Zündstrom zwischen Steuerelektrode und Hilfskathode zugeführt wird.

Es ist weiterhin bekannt, eine kurze Zündausbreitungszeit durch Anbringen und Parallelschalten von zwei oder drei Steuerelektroden zu erreichen (VDE-Buchreihe, Bd. 11 (1966), S. 32 bis 57, insb. S. 42). Dabei ist ein erhöhter Steuerleistungsaufwand zu erwarten. Eine Parallelschaltung mehrerer Steuerelektroden führt im allgemeinen nicht zu einer entsprechenden Vervielfachung der zulässigen Durchschaltverlustarbeit. Jeweils die Steuerelektrode, die die kürzeste Einschaltverzugszeit ergibt, bestimmt mit ihrem zuerst gezündeten Kanal im wesentlichen das Volumen, in dem die Einschaltverluste auftreten und damit die Höhe der zulässigen Einschaltverlustarbeit. Um trotz kleinflächiger Zündelektrode die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Entladung in Querrichtung zu beschleunigen, wird in der letztgenannten Literaturstelle vorgeschlagen, denjenigen Teil der Emitterfläche, der der Zündelektrode benachbart ist, verhältnismäßig hochohmig mit dem Emitteranschluß zu verbinden. Hierdurch bildet sich beim Zünden ein Spannungsab-

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fall in Querrichtung aus, der die Zündausbeutung beschleunigt. Diese Lösung ist inzwischen allgemein als "Querfeld-Emitter" bekannt. Dabei ist weiterhin bekannt, zusätzliche Zündelektroden vorzusehen, die mit dem Emitterrand des Querfeld-Emitters verbunden sind. Es ist jedoch schwierig, einen gleichzeitigen Zündeinsatz aller Zündelektroden zu erreichen.

Die Erfindung geht von einem Thyristor der erstgenannten Gattung aus (Amplifying-Gate-Thyristor). Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, hohe di/dt-Werte bei relativ geringem Steuerleistungsbedarf zu erreichen. Die Lösung besteht erfindungsgemäß darin, daß mehrere Hauptthyristoren mit ihren Anoden-Steuerelektroden-Strecken der Anoden-HiIfskathoden-Strecke des Hilfsthyristors parallel geschaltet und einerseits die Hauptanoden und die Hilfsanode und andererseits die Hauptkathoden über je eine Leitung sperrschichtfrei miteinander verbunden sind.

Bei der erfindungsgemäßen Thyristorschaltung wird nur der Hilfsthyristor gezündet. Vorteilhaft dient dann der Anlaufstrom des Hauptkreises als Zündstrom für den oder die Hauptthyristoren. Dieser Zündstrom kann den Steuerelektroden der Hauptthyristoren über Stromaufteilungswiderstände zugeführt werden.

Der Zündstrom sowie die Steilheit des Zündstromes für die Hauptthyristoren ist dabei umso höher, je höher die Stromanstiegsgeschwindigkeit im Hauptstromkreis insgesamt ist, d.h. die Schaltung schützt sich bis zu hohen Stromanstiegsgeschwindigkeiten im Hauptstromkreis selbst, weil die Zündung der einzelnen Steuerelektroden abhängig von der Stromanstiegsgeschwindigkeit erfolgt. Gleichzeitig wird die Parallelarbeit der Thyristoren erzwungen, indem deren Zündleistung dem Hauptstromkreis entnommen wird.

Die Thyristorschaltung kann vorteilhaft für Schaltungen mit hoher Schaltfreguenz eingesetzt werden.

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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Aasführungsbeispieles näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt eine Thyristorschaltung mit einem Hilfsthyristor 1 und mehreren Hauptthyristoren 2 bis 5, die mit ihren Anoden-Steuerelektroden-Strecken der Anoden-Hilfskathoden-Strecke des Hilfsthyristors parallel geschaltet sind. Zwischen eine Steuerelektrode 6 und eine Hilfskathode 7 des Hilfsthyristors 1 wird ein Zündgerät angeschlossen (nicht dargestellt). Bei Verwendung des Widerstandes 13 ( o,1 - IJl) kann das Steuergerät zwischen der Steuerelektrode 6 und der Leitung 10 ange- ^- schlossen werden. Hilfsanode 8 und die Anoden der Hauptthyristoren 2 bis 5 sind über eine gemeinsame Leitung 9 miteinander verbunden, die-Hauptkathoden über eine Leitung 10. Die Hilfskathode 7 ist über eine Leitung 11 an die Steuerelektroden der Hauptthyristoren 2 bis 5 angeschlossen. Zwischen der Leitung und der jeweiligen Steuerelektrode können Stromaufteilungswiderstände 12 (ca. 1 bis 10-/L) liegen.

Die Zuleitungen der Hauptthyristören 2 bis 5 können in an sich bekannter Weise mit Sicherungen versehen werden, so daß bei Ausfall eines Hauptthyristors dieser abgeschaltet wird und die Schaltung weiter arbeitet.

Die erfindungsgemäße Thyristorschaltung kann bevorzugt in Meßschaltungen verwendet werden. Dabei läßt sich z.B. bei einer Stromamplitude von 2000 A eine Stromanstiegsgeschwindigkeit von 2000 K/JU. s erreichen.

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Claims (2)

1. Patentansprüche

   /l.) Thyristorschaltung mit einem Hauptthyristor und einem Hilfsthyristor, zwischen dessen Steuerelektrode und Hilfskathode ein Zündgerät für die gesamte Schaltung angeschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Hauptthyristoren ( 2 bis 5) mit ihren Anoden-Steuerelektroden-Strecken der Anoden-HiIfskathoden-Strecke des Hilfsthyristors (I) parallel geschaltet und einerseits die Hauptanoden und die Hilfsanode und andererseits die Hauptkathoden über je eine Leitung miteinander verbunden sind.
2. 2. Thyristorschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Hilfskathode (7) und den Steuerelektroden der Hauptthyristoren (2 bis 5) Stromaufteilungswiderstände (12) liegen.

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