DE2431285B2 - Anordnung zur Ansteuerung eines steuerbaren Halbleiterelementes über einen Impulsübertrager - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ei." ^ Anordnung zur JS Ansteuerung eines steuerbaren Halbleiterelementes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige Anordnung ist bekannt (Der Elektroniker 1972, Nr. 1, S.9bisl4,insbes.Abb.7).

In Transistor- oder Thyristorschaltungen ist es oft «o erforderlich, den Ansteuerkreis durch einen Übertrager potentialmäßig vom Lastkreis zu trennen. Diese Übertrager werden meist mit unipolaren Impulsen oder mit Impulspaketen aus einer dichten Folge von Einzelimpulsen beaufschlagt Die Anforderungen, die dabei an den Zündübertrager gestellt werden, betreffen neben der formgetreuen Übertragung der Impulse eine hohe Isolationsfestigkeit zwischen den Wicklungen. Eine wesentliche Voraussetzung zur formgetreuen Übertragung der Impulse ist durch die Beschallung der Impulsübertrager, der in möglichst kurzer Zeit entmagnetisiert werden muß, gegeben. Eine derartige Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines Thyristors mit unipolaren Impulsen oder Impulspaketen über einen Impulsübertrager ist — wie eingangs erwähnt — aus der Zeitschrift »Der Elektroniker« Nr. 1 /1972, Seite 9 bis 14, insbesondere Abbildung 7, bekannt und in F i g. 1 wiedergegeben. Die Primärwicklung des Impulsübertragers 1 ist in Reihe zu einem Schalttransistor 2, dem Endtransistor im Steuersatz, und einem Begrenzungs- w widerstand geschattet. Parallel zur Primärwicklung befindet sich zur Entmagnetisierung die Reihenschaltung einer ersten Diode 3 und einer Z-Diode 4, die anordenseitig miteinander verbunden und somit in entgegengesetzter Durchlaßrichtung gepolt sind. An die Steueranschlüsse des Thyristors 5 ist die Parallelschaltung eines Kondensators 6, eines Gate-Widerstandes 7 und die Reihenschaltung der Sekundärwicklung des Impulsübertragers 1 und einer zweiten Diode 8 angeschlossen. Die zweite Diode 8 im Steuerkreis des Thyristors 5 verhindert, daß nach erfolgtem Zündimpuls ein Ummagnetisierungsstrom in entgegengesetzter Richtung über den Steueranschluß des Thyristors 5 fließt

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung zur Beschattung eines mit unipolaren Impulsen beaufschlagten Impulsübertragers anzugeben, die sowohl eine möglichst kurze Entmagnetisierungszeit sicherstellt als auch die an der Sekundärwicklung des Impulsübertragers angeschlossenen Bauelemente gegen zu hohe Spannungen schützt

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst

Diese Anordnung stellt eine kurzzeitige Entmagnetisierung sicher und läßt damit eine längere Einschaltzeit im Verhältnis zur Ausschaltzeit zu und gewährt den an der Sekundärwicklung des Impulsübertragers angeschlossenen Bauelementen ausreichenden Schutz gegen eventuell auftretende Überspannungen.

An Hand der Zeichnung sei ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert Es zeigt die

Fig.2 eine Anordnung zur Ansteuerung eines Transistors und

Fig.3 den zeitlichen Verlauf der Ströme und Spannungen im Steuer kreis des Transistors nach F i g. 2.

Die in Fig.2 dargestellte Anordnung zur Ansteuerung eines Transistors 5 weist in Reihe zur Primärwicklung eines Impulsübertragers 1 die Emitter-Kollektorstrecke eines Endstufen-Transistors 2 auf. Parallel zur Sekundärwicklung des Impulsübertragers 1 ist die Reihenschaltung zweier in gleicher Duchlaßrichtung gepolter Z-Dioden 4,9 und einer dazwischengeschalteten in entgegengesetzter Durchlaßrichtung gepolten Diode 3 geschaltet Der Steueranschluß, die Basis, des anzusteuernden Transistors 5 ist an die Verbindung zwischen der zweiten Z-Diode 9 und der Diode 3 angeschlossen. Parallel zur Basis-Emitters trecke des Transistors 5 ist ein Basis-Emitterwiderstand 11 geschaltet Zur Begrenzung des Stromes im Steuerkreis kann in die Verbindung zwischen zweiter Z-Diode und Diode 3 noch ein Vorwiderstand 10 geschaltet werden. Die Reihenschaltung der in entgegengesetzter Durchlaßrichtung gepolten Diode 3 und ersten Z-Diode 4 dient dem Schütze des .Steuerkreises des Transistors 5. Durch die zweite Z-Diode 9 in der Basisleitung des Transistors 5 wird erreicht, daß die Sekundärspannung des Impulsübertragers 1 trotz der Begrenzung der Basis-Emitter-Spannung zum Schütze des Steuerkreises des Transistors 5 im Abschaltfalle des Endstufen-Transistors 2 um die Zenerspannung der zweiten Z-Diode 9 höher anspringen kann. Dadurch wird bei gleichzeitigem Schutz des Steuerkreises ein schnelleres Entmagnetisieren der Impulsübertragerwicklungen möglich als in der bekannten Anordnung nach Fig. 1. Die Bemessung der zweiten Z-Diode 9 ist bestimmt durch die zur Verfügung stehende magnetische Energie des Impulsübertragers 1 und die abzuführende Ladung des Transistors 5, da der negative Basisstrom zur Verkürzung der Zeit des Abbaus der magnetischen Energie benötigt wird.

In analoger Weise kann anstelle des Transistors 5 beispielsweise ein Thyristor angesteuert werden.

In der Fig.3 ist der zeitliche Verlauf der Spannung U,ek an der Sekundärwicklung des Impulsübertragers 1, der Basis-Emitter-Spannung Übe und des Basisstromes /β des Transistors 5 dargestellt. Im Falle des Abschaltens

des Endstufentransistors 2 springt die Sekundärspannung £4* auf etwa den negativen Wert der Zenerspannung V₁I der zweiten Z-Diode 9. Gleichzeitig beginnt ein negativer Basisstrom ig zu fließen, der die Basis-Emitter-Spannung Übe am Transistor 5 um den Spannungsabfall an der zweiten Z-Diode 9 vermindert Nachdem der negative Basisstrom ib zu Null geworden ist, vermindert sich die Sekundärspannung U_Xh und mit ihr die Basis-Eir/iter-Spannung Übe sprunghaft um den Wert der Zenerspannung U₁., der ersten Z-Diode 4. Dieser stark negative Anstieg der Sekundärspannung Usek sorgt für einen raschen Abbau der in den Wicklungen gespeicherten magnetischen Energie, so daß die Sekundärspannung U_sek und die Basis-Emitter-Spannung Übe nach kurzer Zeit den Wert Null erreicht

haben. Dabei überschreitet die Basis-Emitter-Spannung Übe nie einen mit der ersten Z-Diode 4 vorgebbaren Spannungswert

Da durch die Dimensionierung der zweiten Z-Diode 9 die Zenerspannung ίΛ₂ der zweiten Z-Diode 9 unterschritten werden kann bevor die Entmagnetisierung des Zündimpulsübertragers 1 abgeschlossen ist, besteht die Gefahr des Umschwingens des Basisstromes ie, was ein unerwünschtes Wiedereinschalten des Transistors 5 zur Folge haben könnte. Um das zu verhindern, wird parallel zur Primärwicklung des Zündimpulsübertragers 1 und/oder parallel zur zweiten Z-Diode 9 ein Bedämpfungswiderstand 12,13 geschaltet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche;

1. Anordnung zur Ansteuerung eines steuerbaren Halbleiterelementes (5) über einen Impulsflbertrager (1), dessen Primärwicklung mit unipolaren Impulsen beaufschlagt ist, wobei zur Entmagnetisierung eine Reihenschaltung, bestehend aus einer Diode (3) und einer ersten Z-Diode (4), die anodenseitig miteinander verbunden sind, vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Sekundärwicklung des Impulsübertragers (1) eine Reihenschaltung vorgesehen ist, die aus einer zweiten Z-Diode (9), der Diode (3) und der ersten Z-Diode (4) besteht, wobei die beiden Z-Dioden (4,9) in gleicher Durchlaßrichtung und die Diode (3) in entgegengesetzter Durchlaßrichtung gepolt sind und die Steuerelektrode des steuerbaren Halbleiterelementes (5) an die Verbindung der beiden Kathoden der zweiten Z-Diode (9) und der Diode (3) angeschlossen ist. , Μ

2. Anordnung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß in die Verbindung zwischen der zweiten Z-Diode (9) und der Steuerelektrode des steuerbaren Halbleiterelementes (5) ein Vorwiderstand (10) geschaltet ist

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Primärwicklung des Zündimpulsübertragers (1) und/oder parallel zur zweiten Z-Diode(9) ein Bedämpfungswiderstand (12 bzw. 13) geschaltet ist