DE2423775A1

DE2423775A1 - Siliziumgleichrichter mit ueberspannungsschutz

Info

Publication number: DE2423775A1
Application number: DE2423775A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Roth
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-05-16
Filing date: 1974-05-16
Publication date: 1975-11-27

Description

Siliziumgleichrichter mit Überspannungsschutz.
Die Erfindung betrifft einen Siliziumgleichrichter mit Überspannungsschutz zum kleichrichten von Wechselspannungen und Wechselströmen aus einem infolge anderweitiger Schaltvorgänge mit Spannungsimpulsen erheblicher Höhe und/oder Frequenz überlagerten lNechselspannungsnetz, insbesondere zur Vermeidung von Diodendurchschlägen innerhalb der in dem Gleichrichter eingebauten Siliziumdioden durch eben diese Spannungsimpulse0 Hierzu ist es erforderlich, die in dem speisenden Wechselspannungsnetz vagabundierenden Spannungsimpulse erheblicher Höhe und/oder Frequenz vom Auflaufen auf die im Siliziumgleicnrichter enthaltenen Siliziumdioden abzuhalten, um eine sonst möglicne Zerstörung dieser Dioden zu vermeiden, Siliziumgleichrichter mit Cberspannungsschutz, der eine Zerstörung der eingebauten Siliziumdioden vermeiden soll, sind bekannt0 Hierbei werden spannungs abhängige Widerstände wie beispielsweise antiparallele Selenzellen oder Siliziumkarbidwiderstände, (sogenannte Varistoren), oder Entladungsglimmlampen parallel an die ecnselspannungseingangsklemmen des Gleichrichters angeschlossen. Allen diesen Verfahren ist gemeinsam, daB hiermit erreicht werden soll, die auflaufenden Spannungsimpulse auf einen ungefährlichen Wert abzusenken und hierüber hinausragende Spannungsimpulse mehr oder weniger kurzzuschließen. Hierdurch wird jedoch oftmals nur ein bedingter Diodenschutz bewirkt, da einerseits die Leistungsdichte solcher Spannungsimpulse recht beachtlich sein kann und andererseits die häufig sehr große Spannungsanstiegsgeschwindigkeit,(die bis zum Begrenzungswert durch den spannungs abhängigen Widerstand voll wirksam ist,) eine gerade in den Sperrzustand üoergehende Diode im Zusammenwirken mit dem Netzstrom schädigen kann und damit zum Gleichrichterausfall führt, Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Dioden des Gleichrichters durch eine geeignete Beschaltung, die statt der unsicheren Spannungsimpulskurzsonliedung zweckdienlicner mit der Funktion einer Spannungsimpulsabwehr ausgestattet ist, vor Zerstörung zu schützen.
Diese Aufgabe wird in ihrem Kern erfindungsgemäí3 dadurca gelöst, daB dem Siliziumgleichrichter ein aus zwei tuftdrosseispulen mit Kondensator bestehendes LC-Glied geeigneter Dimensionierung vorgeschaltet ist0 Um dieses LC-Glied, insbesondere die in jedem der beiden Wechselspannungsanschlüsse erf'raei'lichen Luftdrosselspulen möglicnst klein zu halten, (Ferritgefüllte kleinere Drosselspulen ergeben nämlicn auch bei gleicher Selbstinduktion wie die Luftspulen wegen der oft hohen Frequenzen der Spannungsimpulse nicht den gewünschten Erfolg), werden diese beiden Luftdrosselspulen oei ausreichender Isolierung gegen die zu erwartenden Spannungsimpulse möglichst dicht achsial im richtigen l.Micgelsinn aneinandergesetzt, so daß sie die,(etwa quadratisch gröl3ere), Wirksamkeit einer einzelnen Spule ergeben, Vürden die beiden Spulen magnetisch entkoppelt angeordnet, müdten sie jede für sich ca um das # 2 fache gröer bzw. schwerer sein. Durcn diese Anordnung wird also erreicht, daß der Aufwand beider Spulen nicht größer wie der einer einzelnen bleibt, obwohl nunmehr außer den häufigeren Gegentaktspannungsimpulsen auch die selteneren Eintaktspannungsimpulse noch zufriedenstellend abgewehrt werden, da jeder der beiden Wechselspannungsanschlüsse verdrosselt ist.
Die mit dieser Erfindung erzielten Vorteile bestehen vor allem darin, daß das verwendete LC-Glied bei wirtschaftlich vertretbarem Aufwand eine ausreicnende Abwehrung und Abflachung der auf den Gleichrichter auflaufenden Spannungsimpulse bewirkt und durch diese Art des Überspannungssonutzes eine hohe Sicherheit gegen Diodenausfall erreicht ist. Darüber ninaus wird eine rückwirkende Funkstörung der Diodenkommutierung auf das etz weitgehend vermieden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen: Fig.1 Schaltung eines Siliziumgleichrichters mit Überspannungsschutz, (hier in Brückenschaltung).
Fig.2 Anordnung der Luftdrosselapulen auf der Leiterplatte, (hier mit detaillierten Angaben für einen 220-Volt Brückengleichrichter im Maßstab 1:1).
Wie aus Fig.1 hervorgeht, ist der bekannten Brückenschaltung, bestehend aus den Siliziumdioden (4) und den Eingangs-u. Ausgangsschutzwiderständen (3) das LC-Glied mit den beiden magnetisch gekoppelten, aber elektrisch isolierten Luftdrosselspulen (1) und dem Abschlußkondensator (2) vorgeschaltet. Fig.2 zeigt den praktischen Aufbau des LC-Gliedes im Verein mit den Dioden und Varistoren zu einem kompletten Gleichrichter. Die elektrische Trennung der beiden Luftdrosseispulen (1j wird durch die Isolierdicke der Leiterplatte (5) erzielt, während die gewünschte magnetisch enge Kopplung der beiden Buftdrosselspulen (1) durch die relativ dunne Leiterplatte (5) nicht wesentlich beeinträchtigt wird. Die gesamte Leiterplatte mit SC-Glied, Dioden und Schutzwiderständen ist in einem in Fig.2 nicht dargestellten geeigneten Kunststoffgehäuse untergebracht.

Claims

Patentansprdche

1 Siliziumgleichrichter mit Uberspannungsschutz zum Gleichricnten von Wechselspannungen und Wecheselströmen aus einem infolge anderweitiger Schaltvorgänge mit Spannungsimpulsen erheblicher Höhe und/oder Frequenz überlagerten Wechselspannungsnetz, dadurch gekennzeichnet, daß dem Siliziumgleichrichter ein aus zwei Luftdrosselspulen (1) mit Kondensator (2) bestehendes LC-Glied geeigneter Dimensionierung vorgeschaltet ist.
2 Silitiumgleichrichter mit Überspannungsschutz nach Ansprucn 1, dadurch gekennzeichnet, indem die beiden Luftdrosselspulen (1) miteinander achsial magnetisch gekoppelt urM elektrisch voneinander isoliert angeordnet sind.
3 Siliziumgleichrichter mit uberspannungsschutz nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, indem die beiden Luftdrosselspulen (1) vorzugsweise ober- und unterhalb einer Leiterplatte (5) bei gleichsinniger magnetischer Achse angeordnet sind.
4 Siliziumgleicflrichter mit Uberspannungsschutz nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeicnnet, indem LC-Glied, Dioden und Schutzwiderstände auf gemeinsamer Leiterplatte angeordnet und mit dieser in gemeinsamem Gehäuse untergebracht sind0