DE2408962A1

DE2408962A1 - Schaltungsanordnung zum schutz eines steuerbaren halbleiterventils gegen ueberspannung

Info

Publication number: DE2408962A1
Application number: DE19742408962
Authority: DE
Inventors: Joerg Dipl Ing Brenneisen; Eric Carroll
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1974-02-25
Filing date: 1974-02-25
Publication date: 1975-09-04

Description

1'Schaltungs anordnun zum Schutz eines steuerbaren Halbleiter= ventils wegen UberspannunC'-Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Schutz eines steuerbaren Halbleiterventils gegen Überspannung während der Sperrphase in Vorwärtsrichtung, wobei zwei Elektro= den des steuerbaren Halbleiterventils mit einem Bauelement verbunden sind, das im Bereich unterhalb einer vorgebbaren Span= nung einen hohen und oberhalb des Bereichs der vorgebbaren Span= nung einen niedrigen differentiellen Widerstand aufweist und mittels dieses Bauelementes beim Auftreten der Überspannung eine Zündung des gesteuerten Halbleiterventils herbeiführbar ist (Zusatz zu Patentanineldung P 22 58 112.0).
Bei der der Hauptanmeldung zugrunde liegenden Schaltungsanord= nung kann die Gefahr bestehen, daß bei sehr langsam ansteigender überspannung während der Sperrphase in Vorwärtsrichtung das zu schützende steuerbare Halbleiterventils mit einem sehr schwachen Zündstrom gezündet wird, was wegen des in der Regel folgenden Überstromes kritisch sein kann; ferner kann bei sehr steil an= steigenden Spannungen im Betriebsbereich der über die Sperr= schichtkapazität des nichtlinearen Bauelementes fließende Strom ausreichen, um das zu schützende steuerbare Elalbleiterventil zu zünden, ohne daß dies notwendig wäre, weil die Spannungs= grenze noch nicht erreicht ist.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der eine Zündung weder mit sehr schwachem Zündstrom bei langsam ansteigender Überspannung noch bei sehr steil ansteigenden Spannungen im Betriebsbereich erfolgt.
Erfindunssgeräß wird dies dadurch erreicht, daß das Bauelement als spnnungsabhä.ngiges Kippelement ausgebildet ist, daß eine Elektrode des Kippelementes mit der Zündelektrode des steuer= baren Halbleiterventils und die andere Elektrode des kippele= mentes über einen Spannungsbegrenzer mit der Anode und über eine Anordnung aus einem ohmschen Widerstand mit einer dazu parallel geschalteten kapazität mit der Kathode des steuerbaren Halb= leiterventils verbunden ist.
Auf diese Weise wird bei geeigneter Dimensionierung dieser Ele= mente das steuerbare Halbleiterventil sowohl gegen tibers pannungen an sich als auch gegen Einzünden bei steilen Spannungsanstiegen oder r.it sehr schwachem Zündstrom geschützt.
Die Erfindung wird anhand eines Schaltungsbeispieles in der Zeichnung näher erläutert.
Die Anode 1 eines steuerbaren Halbleiterventils 3 ist über einen Spannunysbegrenzer, vorzugsweise einen Silicium-Spannungsbe= grenzer mit dem Punkt 6 verbunden, der einerseits über ein als spannungsabhängiges Kippelement ausgebildetes nichtlineares Bauelement 5 mit der Zündelektrode 4 des steuerbaren Ilalbleiter ventils 3 und über eine Anordnung von einem mit einer Konden= sator 8 parallel geschalteten Widerstand 7 mit der Kathode 2 verbunden. Beim Überschreiten einer IIöchstspannung geht der Spannungsbegrenzer 9 in einen leitenden Zustand über und lädt den Kondensator 8 auf, der sich beir Erreichen einer bestimmten Spannung über das spannungs abhängige Kippelement 5 und die Zünd elektrode 4 des Thyristors entlädt, der daraufhin in den leiten= den Zustand übergeht. Dadurch, daß das Kippelement 5 eine defi= nierte Kippspannung auft"eist, erfolgt auch bei langsamem Anstei= gen-der Spannung zwischen Anode 1 und Kathode 2 des Thytistors 3 durch die Entladung des Kondensators 8 über das Kippelement 5 rrmer eine definierte Zündung des Thyristors 3. Ebensowenig erfolgt eine Zündung durch steilen Anstieg der Spannung im Be= triebsbereich, denn der Kondensator 8 hat die Aufgabe, die durch hohen Spannungsanstieg über die Kapazität des Spannungs= begrenzers 9 durchgreifenden Spannungen zwischen Punkt 6 und Kathode 2 zu unterdrücken.
Als spannungsabhängiges Kippelement wird vorteilhafterweise eine bidirektionale Thyristordiode (Diac) verwendet.

Claims

Patentansprüche
Schaltungsanordnung zum Schutz eines steuerbaren Halbleiter ventils gegen Überspannung während der Sperrphase in Vor= wärtsrichtung, wobei zwei Elektroden des steuerbaren 'Halb= leiterventils mit einem Bauelement verbunden sind, das im Bereich unterhalb einer vorgebbaren Spannung einen hohen und oberhalb des Bereichs der-vorgebbaren Spannung einen niedrigen differentiellen Widerstand aufweist und mittels dieses Bauelementes beim Auftreten der Überspannung eine Zündung des gesteuerten Halbleiterventils herbeiführbar ist (Zusatz zu Patentanmeldung 22 58 112.0), dadurch gekennzeichnet, daß das Baueler.ent (5) als span= nungsabhängiges Kippelement ausgebildet istj daß eine Elek= trode des Kippelementes mit der ,Zündelektrode (4) des steuer= baren Halbleiterventils (3) und die andere Elektrode (6) des Kippelementes über einen Spannungsbegrenzer (9) mit der Anode (1) und über eine Anordnung aus einem ohmschen Wider= stand (7) mit einer dazu parallel geschalteten Kapazität (8) mit der Kathode (2) des steuerbaren Halbleiterventils (3) verbunden ist, 2 Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich= net, daß das spannungsabhängige Kippelement als bidirek= tionale Thyristordiode (Diac} ausgebildet ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn= zeichnet, daß der Spannungshegrenzer (9) als Silicium-Spannungsbegrenzer ausgebildet ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn= zeichnet, daß der Spannungsbegrenzer (9) als controlledavalanche-Eleprent ausgebildet ist.