DE2814022A1

DE2814022A1 - Schalteinrichtung

Info

Publication number: DE2814022A1
Application number: DE19782814022
Authority: DE
Inventors: Hans Werner Becke; Martin Aaron Kalfus
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1977-03-31
Filing date: 1978-03-31
Publication date: 1978-10-05
Also published as: SE7803443L; IT7821737A0; GB1599261A; FR2386196B1; US4117350A; IT1093945B; DE2814022C3; FR2386196A1; SE417390B; DE2814022B2; JPS53123062A

Description

RCA 71569 Ks/Iw

U.S. Serial No: 783,219

Piled: March 31, 1977

EGA Corporation
New York, N.Y., V. St. v. A,

Schalteinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf Schalteinrichtungen und betrifft insbesondere eine Schaltung zum Anlegen von Sperroder Abschaltsignalen an die Steuerelektrode eines über diese Elektrode abzuschaltenden steuerbaren Gleichrichters.

Unter den steuerbaren Siliziumgleichrichtern (im folgenden der Einfachheit halber kurz "Thyristoren" genannt) gibt es bestimmte Typen, bei denen die Unterbrechung des zwischen den Hauptanschlüssen fließenden Stroms (d.h. die Abschaltung) dadurch erreicht werden kann, daß man an die Steuerelektrode eine Vorspannung legt, die der zum Einschalten des Thyristors erforderlichen Vorspannung entgegengesetzt ist, so daß sie Ladungsträger fortnimmt anstatt sie zu injizieren. Diese über die Steuerelektrode absehaltbaren Thyristortypen, die gewöhnlich als GTO-Gleichrichter ("gateturn-off" controlled rectifier) bezeichnet werden, sind im Handel erhältlich und z.B. in dem von der ECA-Corporation im August 1975 veröffentlichten "Thyristor and Eectifier Manual" beschrieben.

In der USA-Patentschrift 3 271 700 ist eine ein einzelnes Halbleiterbauelement enthaltende Sperrschaltung zum Abschal-

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ten eines GTO-Gleichrichters beschrieben. Dieses Bauelement ist ein Thyristor, dessen Kathodenansehluß mit einem Punkt eines Abschalt-Bezugspotentials und dessen Anodenanschluß mit der Steuerelektrode des GTO-Gleichrichters gekoppelt ist und der an seiner eigenen Steuerelektrode ein Abschaltsignal empfängt. Die besagte Schaltung enthält ferner einen im Kathodenkreis des GTO-Gleichrichters liegenden Speicherkondensator, um die Abschaltung zu verbessern, indem er eine Sperrvorspannung an den Anoden-Kathoden-Übergang des GTO-Gleichrichters legt, wenn der Thyristor getriggert wird.

Zwei Probleme, die bei den bekannten thyristorgesteuerten Abschalteinrichtungen auftreten, sind die Notwendigkeit eines Speicherkondensators und die kritische Natur der Schaltcharakteristik des Thyristors. Die Notwendigkeit von Speicherkondensatoren ist ein offensichtlicher Nachteil, da solche Elemente teuer, räumlich groß und relativ wenig zuverlässig sind. Ein weiterer, weniger offensichtlicher Nachteil besteht darin, daß die Schalteigenschaften des Thyristors sorgfältig mit Rücksicht auf die Abschalttriggerkennlinien des GTO-Gleichrichters ausgewählt werden müssen, da ansonsten kein zuverlässiger Betrieb erreicht werden kann. Wenn z.B. der nominelle Mindestwert der Anoden-Kathoden-Haltespannung des Thyristors größer ist als der nominelle Mindestwert der Abschaltspannung für den GTO-Gleichrichter, dann kann der Thyristor vor der vollstandxgen Abschaltung des GTO-Gleichrichters sperren, so daß dieser Gleichrichter seinerseits wieder leitend wird. Auf dieses Problem wird weiter unten noch näher eingegangen.

Bei einer anderen Ausführungsform einer Schaltung zum Abschalten eines GTO-Gleichrichters, die ein einzelnes Halbleiterbauelement enthält, ist der Kollektor-Emitter-Kreis eines Bipolartransistors so angeschlossen, daß er die Steuerelektrode des GTO-Gleichrichters auf Abschalt-Bezugspotential klemmt. In einem Aufsatz "Gate Turn Off SCE's^M

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von K.P. Ohka und E.D. Lucas,Jr., (erschienen in Electronic Design, Nr. 26, 20. Dezember 1976, Seiten 60 "bis 63) ist eine Ausführungsform ■beschrieben, bei der ein in Emitterschaltung angeordneter NPN-Transistor kapazitiv mit der Steuerelektrode eines GTO-GIeichrichters gekoppelt ist. Neben dem offensichtlichen Nachteil einer kapazitiven Kopplung bringt die Abschaltung mittels eines Bipolartransistors noch das Problem, daß der transistor fähig sein muß, den relativ starken Stromstoß zu leiten, der beim Abschalten von der Steuerelektrode des GTO-Gleichrichters kommt. Bipolartransistoren, die genügend starke Stromstöße aushalten können und ausreichend niedrige Sättigungsspannungen haben, sind relativ teuer und scheiden daher in der Praxis für viele Anwendungsfälle aus.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Nachteile des vorstehend genannten Standes der Technik durch Schaffung einer verbesserten Abschalteinrichtung für einen GTO-Gleichrichter zu überwinden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Schalteinrichtung gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst.

Eine erfindungsgemäß ausgebildete Schaltungsanordnung, die einen GTO-Gleichrichter als Antwort auf eine Sperr- oder Abschaltspannung abschalten kann, enthält einen Thyristor, der einen mit einem Punkt eines Abschalt-Bezugspotentials verbundenen Kathodenanschluß, einen mit der Steuerelektrode des GTO-Gleichrichters verbundenen Anodenanschluß sowie eine Steuerlektrode aufweist. Parallel zur Anoden-Kathoden-Strecke des Thyristors liegt die Kollektor-Emitter-Strecke eines Bipolartransistors, der zudem eine Baiselektrode aufweist. Eine Eingangsschaltung spricht auf die Eingangsspannung an, um gleichzeitig einen begrenzten Triggerstrom an die Steuerelektrode des Thyristors und einen begrenzten Basisstrom an die Basiselektrode des Bipolartransistors zu legen, wobei dieser begrenzte Basisstrom einen solchen Wert hat, daß der Kollektorspitzenstrom des Bipolartransistors auf einen Wert begrenzt wird, der niedriger ist, als der Anodenspitzenstrom des Thyristors während der Abschaltung

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des GTO-Gleichrichters.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Figur 1 ist das Schaltbild einer gemäß dem Stand der Technik ausgebildeten Schaltung zum Betreiben eines steuerbaren GTO - Siliziumgleichrichters j

Figur 2 ist das Schaltbild einer Ausführungsform der Erfindung für die Anwendung in einer Schaltung zum Betreiben eines gesteuerten GTO-Siliziumgleichrichters;

Figur 3 zeigt die Strom/Spannungs-Betriebskennlinie für die in Figur 2 dargestellte Ausführungsform der Erfindung.

In der Anordnung nach Figur 1 wird ein mit 1 bezeichneter steuerbarer, über seine Steuerelektrode abschaltbarer Siliziumgleichrichter (nachstehend kurz als GTO-Gleichrichter oder einfach als "GTO" bezeichnet) dadurch eingeschaltet, daß man einen Schalter 3 betätigt, um einen Stromweg zwischen einer Versorgungsklemme 9 und der Steuerelektrode des GTO-Gleichrichters 1 zu schließen. Die Klemme 9 empfängt eine Betriebsspannung +V, und mit dem Schließen des Stromweges über den Widerstand 11 und den Schalter 3 wird Strom an die Steuerelektrode geliefert, um den GTO-Gleichrichter 1 einzuschalten. Wenn der GTO-Gleichrichter 1 so eingeschaltet ist, ist der relative Widerstandswert seines Hauptstromwegs zwischen Anode und Kathode wesentlich vermindert, so daß Strom I-r von der Klemme 9 über diesen Hauptstromweg zur Last 13 fließen kann. Sobald ein GTO-Gleichrichter durch Anlegen eines Einschaltsignals an seiner Steuerelektrode eingeschaltet ist, kann das Einschaltsignal fortgenommen werden, ohne daß dadurch die Stromleitung über den Hauptstromweg unterbrochen wird. Dies ist ein charakteristisches Merkmal des GTO-Gleichrichters und anderer Bauelemente, die zur Familie der sogenannten Thyristoren gehören. Im normalen Betrieb

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der gezeigten Schaltung kann also nach dem Einschalten des GTO-GIeichrichters 1 der Schalter 3 in seine neutrale Stellung zurückgebracht werden, bei welcher die Steuerelektrode des GTO-Gleichrichters ohne Anschluß ist.

zum Abschalten des GTO-GIeichrichters 1 wird der Schalter in eine Stellung gebracht, wo er den Stromve g zwischen der Steuerelektrode des GTO und einem mit der Klemme 20 verbundenen Bezugspotential schließt. Beim hier betrachteten Beispiel ist dieses Bezugspotential das Massepotential. In diesem Zustand der Schaltung wird ein merklicher Anteil des über die Anode des GTO-Gleichrichters 1 fließenden Stroms von der Kathode ferngehalten und zur Steuerelektrode und Masse geleitet. Der nach Masse fließende Steuerelektrodenstrom nimmt beim Sperren des GTO-Gleichrichters 1 schnell ab und vermindert sich auf praktisch 0, wenn der GTO-GIeichrichter 1 abgeschaltet ist. Wenn der GTO-Gleichrichter 1 wie beim dargestellten Beispiel eine Kathodenlast 13 aufweist, dann hat bei niedrigeren Werten des Steuerelektroden-Abschaltstroms die abnehmende. Spannung an der Last 13 zur Folge, daß diese Last wie eine Batterie wirkt, indem sie die Lieferung von Abschaltstrom unterstützt und den Kathoden-Steuer elektroden-Übergang des GTO-Gleichrichters 1 in Gegenrichtung vorspannt.

Bei den derzeit verfügbaren GTO-GIeichrichtern muß die Steuerelektrode direkt nach erfolgter Abschaltung des GTO auf einen Spannungspegel geklemmt werden, der nahe (innerhalb etwa 0,25 Volt) der an der Kathode herrschenden Spannung (Massepotential im Falle des GTO-Gleichrichters 1) liegt, um die vollständige Abschaltung sicherzustellen, denn ansonsten würde der GTO-GIeichrichter 1 erneut eingeschaltet werden. Ferner sei erwähnt, daß der von der Steuerelektrode des GTO-Gleichrichters anfänglich fließende Abscba Itstrom sehr hoch ist und für eine Dauer von 10 bis 20 Sekunden eine Stärke haben kann, die etwa 80 % des Laststroms 1-^ entspricht. Wie erwähnt nimmt dieser Sperrstrom an der Steuer*» elektrode (I__o) schnell ab, und im abgeschalteten Zustand des GTO-Gleichrichters 1 fließt nur noch ein sehr kleiner

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Leckstrom von der Anode zur Steuerelektrode nach Masse.

In der Anordnung nach Figur 2 ist der Schalter 3 durch eine elektronische Schaltung ersetzt, die zum Einschalten und Abschalten des GTO-Gleichrichters 1 dient. Einer Einschaltklemme 15 ist ein positiver Impuls zuführbar, um einen Transistor 17 einzuschalten. Wenn der Transistor 17 in dieser Veise eingeschaltet ist, liegt an demjenigen Ende eines Widerstands 11,das von dem mit der Steuerelektrode des GTO-Gleichrichters 1 verbundenen Ende entfernt ist, die Betriebsspannung +V. Somit fließt Strom über den Widerstand 11 in die Steuerlektrode des GTO-GIeichrichters 1, womit dieser eingeschaltet wird und einen Strom I-j- zur Last 13 leitet.

In der Anordnung nach Figur 2 könnte der Thyristor 21 fortgelassen werden und der Transistor 19 allein dazu verwendet werden, den GTO-Gleichrichter 1 abzuschalten. Hierzu würde man ein positiv gerichtetes Abschaltsignal an die Klemme 25 legen, um den Transistor 19 einzuschalten und dadurch die Impedanz zwischen seiner Kollektor- und seiner Emitterelektrode wesentlich zu vermindern, so daß die Steuerelektrode des GTO-Gleichrichters 1 praktisch mit Masse verbunden wird. Falls der Betrag des Laststroms I^ ziemlich hoch ist, ungefähr 30 Ampere, dann werden z.B. etwa 12 bis 24 Ampere negativen Steuerelektrodenstroms von der Steuerelektrode des GTO-Gleichrichters 1 in die Stromeingangsklemme 23 und über den Transistor 19 aach Masse fließen. Obwohl dieser relativ hohe negative Strom wie oben erwähnt schnell absinkt, muß der Transistor 19 einen solchen starken Stromstoß jedoch ohne Beschädigung aushalten können, und zwar bei sehr niedriger Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung. Ein diese Anforderung erfüllender Transistor wäre relativ teuer, wenn er auch fähig ist, den GTO-Gleichrichter 1 abzuschalten und die Steuerelektrode auf etwa 0,2 Volt zu klemmen, um mit Sicherheit eine Wiedereinschaltung des GTO-Gleichrichters 1 zu verhindern. Die Verwendung eines einzigen Transistors zum Abschalten eines GTO-Gleichrichters in dieser Weise ist jedoch

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für viele Anwendungsfälle, bei denen Lastströme hohen Betrags geleitet werden müssen, unwirtschaftlich.

Wie es bereits beim oben genannten Stand der Technik versucht wurde, könnte man den Transistor 19 fortlassen und allein einen Thyristor 21 verwenden, um den GTO-Gleichrichter 1 abzuschalten. In einem solchen Fall müßte man der Klemme 25 ein positives Abschaltsignal anlegen, welches zur Steuerelektrode des Thyristors 21 gelangt und diesen einschaltet. Hiermit wird die Impedanz zwischen der Anode und der Kathode des Thyristors 21 wesentlich vermindert, so daß ein Abschaltstrom von der Steuerelektrode des GTO-Gleiehrichters 1 über den Hauptstromweg zwischen Anode und Kathode des Thyristors 21 und den damit in Reihe liegenden Strombegrenzungswiderstand 27 nach Masse fließen kann. Obwohl bereits relativ billige Thyristoren wie der Thyristor 21 verhältnismäßig hohe Stromstärken leiten können, ist der Spannungsabfall an der Anoden-Kathoden-Strecke derzeitiger Siliziumthyristoren in seinem Betriebsbereich auf einen Mindestwert von etwa 0,7 "Volt, die sogenannte Haltespannung, begrenzt. Wenn die Spannung zwischen der Anoden- und Kathodenstrecke eines Thyristors unter diese Haltespannung absinkt, kann der Thyristor seine Leitfähigkeit nicht beibehalten und schaltet ab, wodurch die Impedanz zwischen seiner Anode und Kathode wesentlich ansteigt. Aus diesem Grund brachten die bisherigen Versuche, nur einen Thyristor in der beschriebenen Weise zur Abschaltung eines GTO-Gleichrichters zu verwenden, lediglich begrenzten Erfolg. Viele GTO-Gleichrichter lassen sich mit einer solchen Maßnahme niemals abschalten und wieder einschalten, weil der Thyristor unfähig ist, die Spannung an der Steuerelektrode des GTO-Gleichrichters genügend weit auf etwa 0,25 Volt zu vermindern.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß ein relativ billiger Transistor mit einem Thyristor kombiniert werden kann, um eine kombinierte Schaltanordnung zu schaffen, wie sie mit 29 in Figur 2 bezeichnet ist. Die kombinierte

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Schaltanordnung 29 kann entweder aus diskreten Bauelementen oder als integrierte Schaltung hergestellt werden. Wie dargestellt, ist der zwischen Kollektor und Emitter liegende Hauptstromweg des Transistors 19 parallel zu dem zwischen Anode und Kathode liegenden Hauptstromweg des Thyristors 21 angeordnet, wobei dem Hauptstromweg des Thyristors 21 noch ein Strombegrenzungswiderstand in Reihe geschaltet ist. Ein Vorspannungswiderstand 31 ist so dimensioniert, daß bei einem vorbestimmten Wert einer an die Eingangsklemme 25 gelegten positiven Spannung der Transistor 19 eingeschaltet ist und der Maximalwert des von seinem Hauptstromweg geleiteten Stroms I_CE auf ein Maß I₀EMAX begrenzt wird. Die Widerstände 33 und 35 sind so dimensioniert, daß bei dem vorbestimmten Wert des der Eingangsklemme 25 angelegten Eingangs- oder Triggersignals an der Steuerelektrode des Thyristors 21 eine Eins ehaltspannung ausreichend hoher Amplitude erscheint, um diesen Thyristor einzuschalten. Alternativ könnte die Abschaltung natürlich auch durch zwei simultan geschaltete Konstantstromquellen gesteuert werden, deren eine anstelle des Widerstands 31 den Basisstrom für den Transistor 19 liefert und deren andere anstelle der spannungsteil enden Widerstände 33 und 35 den Steuerstrom für den Thyristor 21 liefert. Diese Stromquellen könnten z.B. die Kollektorelektroden von PUP-Bipolartransistoren sein, die so angeordnet sind, daß sie sich simultan ein- und ausschalten lassen.

Die in Figur 3 dargestellte Betriebskennlinie für die kombinierte Schaltanordnung 29 zeigt, daß wenn an die Klemme 23 eine Stromquelle angeschlossen ist und der Eingangsklemme 25 das vorbestimmte Eingangssignal zum Einschalten des Thyristors 21 und des Transistors 19 angelegt wird, der Thyristor 21 für Stromwerte von mehr als L™^ der vorherrschende Stromleiter ist. Natürlich leitet der Transistor 19 in diesem Betriebsbereich der kombinierten Schaltanordnung 29 seinen Maximalstrom I₀Jj₁^_x Da der Betrag des von der an die Klemme 23 angeschlossenen Stromquelle kommenden Stroms auf I_CH1AX absinkt, beansprucht die blei-

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bende Kollektorstromnachfrage des Transistors 19 einen grosser werdenden Anteil des zur Klemme 23 gelieferten Stroms für sich. Wenn dieser Strom auf weniger als Ip-^^y abgesunken ist, steht kein Strom mehr zur Verfügung, der von der Anode zur Kathode des Thyristors 21 fließen könnte. Die Anoden-Kathoden-Spannung des Thyristors 21 fällt unter den Wert der Haltespannung "V-tT (vergleiche Figur 3) ? die zum Leitendhalten des Thyristors 21 erforderlich ist, so daß der Thyristor 21 abschaltet. Es sei erwähnt, daß die Betriebskennlinie für einen Thyristor wie der Thyristor 21 im wesentlichen den Teil des durchgezogenen Kurvenstücks enthält, wo der Thyristor den vorherrschenden Stromleiter bildet. Die Kurvenschar direkt bei und unterhalb des Stromwerts Ic^may stellt das Kennlinienfeld für einen Transistor 19 dar. Somit ist die Betriebskennlinie für die kombinierte Schaltanordnung 29 die mit A bezeichnete Kurve.

Die Figur 2 zeigt die Schaltanordnung 29 in ihrem Einsatz als Abschalteinrichtung für den GTO-Gleichrichter 1. Im Betrieb wird der GTO-Gleichrichter 1 wie oben beschrieben dadurch eingeschaltet, daß an die Klemme 15 ein Einschaltsignal gelegt wird, das den Transistor 17 leitend macht, um eine positive Spannung an die Steuerelektrode des GTO-Gleichrichter s 1 zu legen. Einmal eingeschaltet bleibt der GTO-Gleichrichter 1 im leitenden Zustand, auch nachdem das Einschaltsignal von der Klemme 15 fortgenommen und dadurch der Transistor 17 ausgeschaltet ist. Um den GTO-Gleichrichter 1 abzuschalten, wird an die Klemme 25 der kombinierten Schaltanordnung 29 ein Abschaltsignal gelegt, das den Thyristor 21 und den Transistor 19 leitend macht. Der Thyristor 21 leitet dann praktisch.sofort einen starken Strom von der Steuerlektrode des GTO-Gleichrichters 1 zur Klemme 20, die an ein Bezugspotential (hier das Massepotential) angeschlossen ist. Gleichzeitig leitet der Transistor 19 seinen vorbestimmten Maximalstrom L™^ von der Steuerelektrode des GTO-Gleichrichters 1 nach Masse. Wie oben beschrieben, sinkt der aus der Steuerelektrode des GTO-Gleichrichters 1 gezoge-

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ne und anfänglich mit relativ hohem Betrag stoßartig begonnene Strom schnell ab, wenn der GTO-Gleichrichter..1 zu sperren beginnt. Wenn dieser von der Steuerelektrode des GTO-GIeichrichters 1 kommende Abschaltstrom auf einen Wert unterhalb Iqjjvjav absinkt, dann fällt die Spannung am Hauptstromweg des Transistors 19 unter den Wert der Haltespannung Vg des Thyristors 21, so daß der Thyristor abschaltet. Wenn der aus der Steuerelektrode des GTO-Gleichrichters 1 gezogene negative Steuerstrom oder Abschaltstrom weiter absinkt, vermindert sich die Spannung an dem diesen Strom leitendem Hauptstromweg des Transistors 19 weiter bis auf einen relativ niedrigen Wert von etwa 0,2 Volt. Wenn der GTO-Gleichrichter 1 völlig abgeschaltet hat, dann ist der über den Transistor 19 fließende Steuerstrom I des GTO-Gleichrichters praktisch auf 0 abgesunken, und der Transistor 19 klemmt nun die Steuerelektrode des GTO-Gleichrichters 1 auf etwa 0,2 Volt und stellt somit sicher, daß sich der GTO-Gleichrichter nicht wieder einschalten kann. Das an die Klemme 25 gelegte Abschaltsignal kann jetzt fortgenommen werden, weil die Abschaltung des GTO-Gleichrichters 1 nun vollständig durchgeführt ist. Es sei noch erwähnt, daß die kombinierte Schaltanordnung 29 den GTO-Gleichrichter 1 auch dann abschalten kann, wenn dessen Kathode direkt mit der Klemme 20 verbunden ist und die Last 13 an anderer Stelle liegt, z.B. zwischen der Klemme 19 und der Anode des GTO-Gleichrichters 1.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel werden Widerstände 31 und 33 verwendet, um einen begrenzten Basisstrom für den Transistor 19 und einen begrenzten Steuerstrom für den Thyristor 21 zu liefern. Es können jedoch statt dessen auch andere strombegrenzende Elemente verwendet werden, z.B. die oben erwähnten beiden simultan geschalteten Konstantstromquellen. Welchen Weg man auch immer wählt, vorteilhaft ist es jedoch, daß der Eingangskreis auf die an der Klemme 25 angelegte Eingangsspannung anspricht, um gleichzeitig einen begrenzten Trxggerstrom an die Steuerelektrode des Thyristors 21 und einen begrenzten Basisstrom an die Basis-

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elektrode des Bipolartransistors 19 zu liefern, wobei der begrenzte Basisstrom einen solchen Wert hat, daß er den Spitzenwert des KollektorStroms des Bipolartransistors auf ein Maß begrenzt, das kleiner ist als der Spitzenwert des Anodenstroms des Thyristors während des Abschaltvorgangs des GTO-Gleichrichters.

Bei dem speziellen Ausführungsbeispiel nach Figur 2 dient die durch den Widerstand 33 dargestellte Impedanz zwischen der Eingangskimme 25 und der Steuerelektrode des Thyristors 21 erstens zum Leiten des Triggerstroms des Thyristors zwischen diesen beiden Punkten und zweitens zum Begrenzen des Betrags des TriggerStroms, um die der Klemme 25 durch die Steuerelektrode des Thyristors 21 dargebotene Impedanz effektiv zu erhöhen. Mit dieser Maßnahme wird verhindert, daß der Thyristor 21 zu viel Strom an sich reißt, denn der Steuerkreis des Thyristors könnte infolge seiner relativen Niederohmigkeit einen unverhältnismäßig hohen Anteil des zur Klemme 25 gelieferten Stroms wegnehmen, so daß nicht mehr genügend Strom für die gewünschte Ansteuerung der Basis des Transistors 19 übrigbleibt.

Auch die durch den Widerstand 31 dargestellte Impedanz zwischen der Eingangsklemme 25 und der Basis des Bipolartransistors 19 erfüllt die Funktion, den Transxstorbasisstrom zwischen diesen beiden Punkten zu leiten, den Basisstrom auf einen gegebenen Wert zu begrenzen (um sicherzustellen, daß der Thyristor den Abschaltspitzenstrom befördert) und effektiv die Impedanz zu erhöhen, die der Eingangsklemme 25 durch die Basiselektrode des Bipolartransistors 19 dargeboten wird. Diese letztgenannte Funktion verhindert, daß der Transistor 19 das Absehaltsignal an sich reißt, wie es ansonsten zu befürchten wäre, weil der Transistor 19 infolge seiner Anordnung in Emitterschaltung eine relativ niedrige Basiseingangsimpedanz hat.

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Le e rs eι te

Claims

Pat ent ansprüche

¹ Schalteinrichtung mit einem in Reihe mit einer Last zu legenden steuerbaren und über seine Steuerelektrode abschaltbaren Gleichrichter ("GTO-Gleichrichter") und mit einer Abschält anordnung, die an die Steuerelektrode des GTO-Gleichrichter s gekoppelt ist, um dort ein Abschaltsignal anzulegen, sowie mit einem Steuerelement, das einen zwischen der besagten Steuerelektrode und einem Abschalt-Bezugspotential liegenden Stromweg enthält und auf eine Eingangs spannung anspricht, um die besagte Steuerelektrode mit dem Abschaltpotential für das Abschalten des GTO-Gleiehrichters zu koppeln, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Steuerelement (19 oder 21) vorgesehen ist, welches einen parallel zu dem Stromweg des ersten Steuerelements (21 oder 19) liegenden Stromweg enthält; daß eines der beiden Steuerelemente ein Thyristor (21) ist, der einen mit dem Abschalt-Bezugspotential (20) verbundenen Kathodenanschluß, einen mit der Steuerelektrode des GTO-Gleichrichters (1) verbundenen Anodenanschluß und eine Steuerelektrode aufweist; daß das andere der beiden Steuerelemente ein Bipolartransistor (19) ist, dessen EoIlektor-Emitter-Strecke parallel zur Anoden-Kathoden-Strecke des Thyristors liegt und der eine Basiselektrode aufweist; daß eine Eingangsschaltung (31, 53» 35) vorgesehen ist, die auf die Eingangsspannung anspricht, um gleichzeitig einen begrenzten Triggerstrom an die Steuerelektrode des Thyristors und einen begrenzten Basisstrom an die Basiselektrode des Bipolartransistors zu liefern, wobei der begrenzte Basisstrom einen solchen Wert hat, daß der Kollektorspitzenstrom des Bipolartransistors auf einen Wert begrenzt ist, der niedriger ist als der Anodenspitzenstrom des Thyristors während des Abschaltens des GTO-GIe ichrichters.
2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

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daß die Eingangsschaltung folgendes enthält: eine Eingangsklemme (25) zum Empfang der Absehaltspannung; eine erste Impedanz (33), die zwischen der Eingangsklemme und der Steuerelektrode des Thyristors (21) liegt, um den Triggerstrom zwischen diesen beiden Punkten zu leiten und um den Betrag des Triggerstroms zu begrenzen und um die der Eingangsklemme von der Steuerelektrode des Thyristors dargebotene Impedanz effektiv zu erhöhen; eine zweite Impedanz (31), die zwischen der Eingangskiemme und der Basiselektrode des Bipolartransistors (19) liegt, um den Basisstrom zwischen diesen beiden Punkten zu leiten und um den Basisstrom auf den besagten Wert zu begrenzen und um die der Eingangsklemme durch die Basiselektrode des Bipolartransistors dargebotene Impedanz effektiv zu erhöhen.

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