DE3815471A1 - Low-loss circuit for at least one switchable valve - Google Patents

Low-loss circuit for at least one switchable valve

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Abstract

For self-commutated multi-quadrant converters such as those used for three-phase drives with controlled speed, low-loss circuits (4) of reverse-conducting GTO thyristors (V1, V2) or power transistors are provided which have versatile uses. Each two switchable valves (V1, V2) form a valve branch pair of the converter, it being possible for the A.C. voltage for the three-phase drive to be picked up on an A.C. terminal (3). In order to discharge disconnection-load-reducing capacitors (C1, C2) connected in parallel with the GTO thyristors (V1, V2) via disconnection-load-reducing diodes (D1, D2) after the load current has been taken over by the GTO thyristors, a ringing circuit (C1, V1, D2, Tr, T1; C2, Tr, T1, D1, V2) is provided for each switchable valve, having a transformer (Tr) in series with a ringing thyristor (T1). The ringing thyristor (T1) is connected to a control circuit (6) which automatically triggers the ringing thyristor as a function of the anode-cathode voltage of the latter. By means of the transformer (Tr), a portion of the energy stored in the disconnection-load-reducing capacitor (C1, C2) is fed back via an uncontrolled bridge-connected rectifier (D3-D6) to a D.C. voltage source (1, 2) of the converter. <IMAGE>

Description

Technisches GebietTechnical field

Bei der Erfindung wird ausgegangen von einer verlustarmen Beschaltung für mindestens ein abschaltbares Ventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention is based on a low-loss Wiring for at least one valve that can be switched off the preamble of claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Mit dem Oberbegriff nimmt die Erfindung auf einen Stand der Technik Bezug, wie er aus der DE-A1 34 36 656 bekannt ist. Dort sind in Ventilzweigpaaren von Umrichtern mit Gleich­ spannungszwischenkreis GTO-Thyristoren oder Leistungstran­ sistoren mit dazu antiparallelen Freilaufdioden vorgesehen. Parallel zu jedem abschaltbaren Leistungshalbleiter ist eine Reihenschaltung aus einem Abschaltentlastungskondensator und einer Abschaltentlastungsdiode mit gleicher Polung wie der abschaltbare Leistungshalbleiter angeordnet. Es ist ein Überrager vorgesehen, dessen Primärwicklung einerseits über eine Drosselspule mit dem Verbindungspunkt der beiden Abschaltentlastungsdioden, andererseits über einen ersten Umschwingthyristor in Durchlaßrichtung mit der Anode einer ersten Abschaltentlastungsdiode und über einen zweiten Um­ schwingthyristor entgegengesetzt der Durchlaßrichtung mit der Kathode einer zweiten Abschaltentlastungsdiode verbunden ist. Die Sekundärwicklung des Übertragers ist über eine ungesteuerte Gleichrichter-Brückenschaltung an die Zwischen­ kreisspannung angeschlossen. Die Drosselspule gibt die in ihr gespeicherte Umschwingenergie über den Übertrager an den Gleichspannungszwischenkreis ab. GTO-Thyristor und Umschwing­ thyristor werden gleichzeitig mittels sogenannter Bedarfs­ impulse gezündet, wenn der Laststrom so fließt, daß der GTO-Thyristor beim Einschalten auch Strom übernehmen kann. Dieses Zündverfahren ist aufwendig, da der Laststrom gemessen werden muß.With the preamble, the invention takes on a state of the Technology reference, as known from DE-A1 34 36 656. There are pairs of inverters in the valve branch of converters with equal voltage intermediate circuit GTO thyristors or power trans sistors provided with anti-parallel freewheeling diodes. There is one in parallel with each power semiconductor that can be switched off Series connection from a cut-off relief capacitor and a switch-off relief diode with the same polarity as the power semiconductor which can be switched off is arranged. It is a Providers provided the primary winding on the one hand via a choke coil with the connection point of the two Shutdown relief diodes, on the other hand via a first Swinging thyristor in the forward direction with the anode first shutdown relief diode and a second order Vibration thyristor opposite to the forward direction  connected to the cathode of a second switch-off relief diode is. The secondary winding of the transformer is over one uncontrolled rectifier bridge circuit to the intermediate circuit voltage connected. The inductor gives the in your stored swing energy via the transformer the DC link. GTO thyristor and swinging thyristor are simultaneously using so-called demand pulses triggered when the load current flows so that the GTO thyristor can also take power when switched on. This ignition process is complex because the load current is measured must become.

GTO-Thyristoren benötigen Abschaltentlastungskondensatoren, welche den im Abschaltzeitpunkt fließenden Strom übernehmen. Da der Strom nicht extern, d. h. über die Anode, abgebaut wird, muß der Abschaltentlastungskondensator entsprechend groß sein. Der Mittelwert der jeweils im Abschaltentlastungs­ kondensator gespeicherten Energie ist von der Abschaltfrequenz und der am Abschaltthyristor anliegenden Sperrspannung ab­ hängig. Um insbesondere bei höheren Sperrspannungen und/oder Frequenzen einen guten Wirkungsgrad des Umrichters zu gewähr­ leisten, muß die im Kondensator gespeicherte Energie durch geeignete Maßnahmen rekuperiert werden.GTO thyristors require cut-off relief capacitors, which take over the current flowing at the switch-off time. Since the current is not external, i.e. H. over the anode, degraded the cut-off relief capacitor must be corresponding be great. The mean of each in the shutdown relief capacitor stored energy is from the cutoff frequency and the reverse voltage applied to the switch-off thyristor pending. In particular at higher reverse voltages and / or Frequencies to ensure a good efficiency of the converter perform, the energy stored in the capacitor must appropriate measures are recuperated.

Zum einschlägigen Stand der Technik wird zusätzlich auf die Schweizer Zeitschrift: Elektroniker 1 (1985), S. 41-50 verwie­ sen, aus der verlustarme Beschaltungen für GTO-Thyristoren und Transistoren bekannt sind, die für die Beschaltung ein­ zelner abschaltbarer Ventile, wie z. B. für Chopperschaltungen, geeignet sind. Für Umrichter mit Gleichspannungszwischenkreis können diese Beschaltungen im allgemeinen nicht ohne weiteres übernommen werden, da durch die Art der Schaltungen gegensei­ tige Beeinflussungen der verlustarmen Beschaltungen auftreten können, die einen ordnungsgemäßen Betrieb des Umrichters verhindern bzw. nicht für alle Betriebspunkte gewährleisten. In addition to the relevant state of the art Swiss magazine: Elektroniker 1 (1985), pp. 41-50 refer sen, from the low-loss circuits for GTO thyristors and transistors are known to be used for the wiring zelner switchable valves, such as. B. for chopper circuits, are suitable. For inverters with a DC link these circuits are generally not readily possible be taken over because of the nature of the circuits influences of the low-loss circuits occur can ensure proper operation of the drive prevent or do not guarantee for all operating points.  

Aus der EP-A1 01 34 508 ist eine Energiesparschaltung für GTO-Thyristoren bekannt, bei welcher der Abschaltentlastungs­ kondensator beim Einschalten des GTO-Thyristors über diesen, einen Kippspannungsthyristor, zwei Dioden und eine Drossel­ spule entladen wird. Beim Abschalten des GTO-Thyristors wird ein Teil der in der Drosselspule zwischengespeicherten Energie in eine Gleichspannungsquelle zurückgespeist.EP-A1 01 34 508 describes an energy-saving circuit for GTO thyristors known in which the shutdown relief capacitor when the GTO thyristor is switched on, a breakdown voltage thyristor, two diodes and a choke coil is discharged. When the GTO thyristor is switched off part of the energy stored in the choke coil fed back into a DC voltage source.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Die Erfindung, wie sie im Patentanspruch 1 definiert ist, löst die Aufgabe, eine verlustarme Beschaltung für mindestens ein abschaltbares Ventil anzugeben, die vielseitig auch für im Zusammenhang mit Chopper-Schaltungen bekannte verlustarme Beschaltungen anwendbar ist, sofern im Umschwingkreis ein steuerbares Ventil eingesetzt wird.The invention as defined in claim 1 solves the task of low-loss wiring for at least specify a valve that can be switched off, which is also versatile for Low-loss known in connection with chopper circuits Wiring is applicable, provided that in the oscillation circuit controllable valve is used.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Laststrom nicht gemessen werden muß. Die Entlastung der Abschaltent­ lastungskondensatoren kann nur zu gewissen, vom Betriebs­ zustand des abschaltbaren Ventils abgeleiteten Zeitpunkten erfolgen. Dadurch kann eine gegenseitige Beeinflussung mehrerer Beschaltungen vermieden werden. Die gesamte verlustarme Be­ schaltung kann wie eine Einzelbeschaltung eines abschalt­ baren Ventils behandelt werden. Der Betriebszustand des ab­ schaltbaren Ventils wird durch die Spannung am Umschwing­ thyristor erfaßt. Es sind deshalb weder für das abschalt­ bare Ventil noch für das Umschwingventil Bedarfsimpulse er­ forderlich. Das Steuerverfahren für das Umchwingventil braucht nicht bekannt zu sein. Das Beschaltungsnetzwerk schaltet das Umschwingventil automatisch zum richtigen Zeitpunkt ein, nachdem das abschaltbare Ventil eingeschaltet wurde.An advantage of the invention is that the load current does not have to be measured. The discharge of the shutdown load capacitors can only be certain from operation state of the switchable valve derived times respectively. This can cause a mutual influence of several Circuits are avoided. The entire low loss Be circuit can be switched off like a single circuit treatable valve. The operating state of the switchable valve is due to the voltage at the swing thyristor detected. It is therefore neither for switching off bare valve for the reversing valve conducive. The control procedure for the reversing valve needs not to be known. The wiring network switches the reversing valve automatically switches on at the right time, after the switchable valve has been switched on.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann durch entsprechende Dimensionierung von Bauelementen erreicht werden, daß der Zeitpunkt der Entladung des Abschaltent­ lastungskondensators solange verzögert wird, bis das abschalt­ bare Ventil, in dem der Umschwingstrom fließt, voll den Laststrom führt. So können neben Abschaltverlusten auch die Einschaltverluste des abschaltbaren Ventils zusätzlich ver­ ringert werden.According to an advantageous embodiment of the invention achieved by appropriate dimensioning of components be that the time of discharge of the shutdown  load capacitor is delayed until the shutdown valve in which the reversing current flows fully Load current leads. In addition to switch-off losses, the Switch-on losses of the valve that can be switched off additionally ver be wrested.

Da das Beschaltungs-Netzwerk auf dem Potential des abschalt­ baren Ventils liegt, ist es im Betrieb sehr zuverlässig.Since the wiring network at the potential of the shutdown valve, it is very reliable in operation.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei­ spielen erläutert. Es zeigtThe invention is illustrated below with reference to embodiments play explained. It shows

Fig. 1 einen 3phasigen Wechselrichter zur Speisung einer Wechselstrommaschine mit abschaltbaren Ventilen in den Brückenzweigen und mit einer verlustarmen Beschaltung je Phase des Wechselrichters, Fig. 1 is a 3-phase inverter for supplying an alternating current machine with turn-off valves in the bridge branches and with a low-loss circuit for each phase of the inverter,

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer verlustarmen Beschaltung gemäß Fig. 1 mit einem steuerbaren Um­ schwingventil und einem Übertrager zur Rekuperation der beim Abschalten des abschaltbaren Ventil gespei­ cherten Energie, Fig. 2 shows a first embodiment of a low-loss circuit of FIG. 1 with a controllable order oscillating valve and a transmitter for the recuperation when turning off the turn-off valve vomit cherten energy,

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer verlustarmen Beschaltung gemäß Fig. 1 mit zwei steuerbaren Um­ schwingventilen und zwei Drosselspulen zur Rekuperation der beim Abschalten des abschaltbaren Ventils gespeicher­ ten Energie sowie Fig. 3 shows a second embodiment of a low-loss circuit according to FIG. 1 with two controllable oscillating valves and two choke coils for recuperation of the energy stored when the valve which can be switched off is switched off and

Fig. 4 eine Steuerschaltung für ein steuerbares Umschwing­ ventil gemäß den Fig. 2 und 3. Fig. 4 is a control circuit for a controllable Umschwing valve according to FIGS. 2 and 3.

Wege zur Ausführung der ErfindungWays of Carrying Out the Invention

In Fig. 1 bezeichnen 1 und 2 Gleichspannungsklemmen eines 3phasigen Wechselrichters 9, an dessen Eingangsgleichspan­ nungen +Ud bzw. -Ud anliegen. Der Wechselrichter 9 ist Teil eines nicht dargestellten Umrichters mit Gleichspannungs­ zwischenkreis, dem die Gleichspannung +Ud und -Ud von einem Gleichrichter des Umrichters eingeprägt wird.In Fig. 1, 1 and 2 denote DC terminals of a 3-phase inverter 9 , at the input DC voltages + Ud and - Ud are applied. The inverter 9 is part of a converter, not shown, with a DC link, to which the DC voltage + Ud and - Ud is impressed by a rectifier of the converter.

Abschaltbare Ventile mit antiparallelen Dioden bzw. rückwärts­ leitende GTO-Thyristoren V 1, V 2 bzw. V 3, V 4 bzw. V 5, V 6 bilden drei Ventilzweigpaare des Wechselrichters 9, deren Wechsel­ spannungsklemmen 3 einerseits mit verlustarmen Beschaltungen 4 bzw. 4′ und andererseits mit Speisewicklungen einer Wechsel­ strom- bzw. Drehstrommaschine 5 verbunden sind.Switchable valves with anti-parallel diodes or reverse conducting GTO thyristors V 1 , V 2 or V 3 , V 4 or V 5 , V 6 form three valve branch pairs of the inverter 9 , the alternating voltage terminals 3 of which on the one hand with low-loss circuits 4 and 4 ' And on the other hand with feed windings of an alternating current or three-phase machine 5 are connected.

Fig. 2 zeigt die Schaltung einer verlustarmen Beschaltung 4 in Verbindung mit den rückwärtsleitenden GTO-Thyristoren V 1 und V 2 gemäß Fig. 1. Parallel zu jedem rückwärtsleiten­ den GTO-Thyristor V 1 bzw. V 2 ist eine Reihenschaltung eines Abschaltentlastungskondensators C 1 bzw. C 2 und einer Abschalt­ entlastungsdiode D 1 bzw. D 2 geschaltet, wobei die jeweilige Abschaltentlastungsdiode in gleicher Richtung wie der GTO- Thyristor gepolt ist. Ein Transformator bzw. Übertrager Tr ist mit seiner Primärwicklung P einerseits mit der Kathode der Abschaltentlastungsdiode D 2 und andererseits mit der Anode eines Umschwingthyristors T 1 elektrisch verbunden, welcher kathodenseitig an die Anode der Abschaltentlastungs­ diode D 1 angeschlossen ist. Die Sekundärwicklung S des Über­ tragers Tr ist über eine ungesteuerte Gleichrichter-Brücken­ schaltung mit Dioden D 3-D 6 an die Gleichspannungsklemmen 1 und 2 mit der Zwischenkreisgleichspannung +Ud und -Ud an­ geschlossen. Der Umschwingthyristor T 1 ist an eine näher in Verbindung mit Fig. 4 erläuterte Steuerschaltung 6 ange­ schlossen. Fig. 2 shows the circuit of a low-loss circuit 4 in connection with the reverse conducting GTO thyristors V 1 and V 2 according to Fig. 1. Parallel to each reverse conducting GTO thyristor V 1 or V 2 is a series connection of a shutdown relief capacitor C 1 and C 2 and a shutdown discharge diode D 1 or D 2 are connected, the respective shutdown discharge diode being poled in the same direction as the GTO thyristor. A transformer or transformer Tr is electrically connected with its primary winding P on the one hand to the cathode of the switch-off relief diode D 2 and on the other hand to the anode of a reversing thyristor T 1 , which is connected on the cathode side to the anode of the switch-off relief diode D 1 . The secondary winding S of the transformer Tr is connected via an uncontrolled rectifier bridge circuit with diodes D 3 - D 6 to the DC voltage terminals 1 and 2 with the DC link voltage + Ud and - Ud on. The Umschwingthyristor T 1 is connected to a control circuit 6 explained in more detail in connection with FIG. 4.

Fig. 3 zeigt die Schaltung einer anderen verlustarmen Be­ schaltung 4′ in Verbindung mit den rückwärtsleitenden GTO- Thyristoren V 1 und V 2 gemäß Fig. 1. Wie bei der Beschaltung 4 ist parallel zu jedem rückwärtsleitenden GTO-Thyristor V 1 und V 2 eine Reihenschaltung eines Abschaltentlastungskonden­ sators C 1 bzw. C 2 mit einer Abschaltentlastungsdiode D 1 bzw. D 2 geschaltet, wobei die jeweilige Abschaltentlastungsdiode in gleicher Richtung wie der GTO-Thyristor gepolt ist. Zusätz­ lich ist parallel zu jedem GTO-Thyristor V 1 und V 2 eine Reihen­ schaltung eines zweiten Kondensators C 3 bzw. C 4 und einer zweiten Diode D 7 bzw. D 8 geschaltet, wobei die jeweilige Diode in entgegengesetzter Richtung wie der GTO-Thyristor gepolt ist. Fig. 3 shows the circuit of another low-loss Be circuit 4 ' in conjunction with the reverse conducting GTO thyristors V 1 and V 2 shown in FIG. 1. As with the circuit 4 is parallel to each reverse conducting GTO thyristor V 1 and V 2 Series connection of a shutdown relief capacitor C 1 or C 2 connected to a shutdown relief diode D 1 or D 2 , the respective shutdown relief diode being poled in the same direction as the GTO thyristor. In addition, a series circuit of a second capacitor C 3 or C 4 and a second diode D 7 or D 8 is connected in parallel with each GTO thyristor V 1 and V 2 , the respective diode being in the opposite direction to the GTO thyristor is poled.

Eine erste Drosselspule L 1 ist einerseits mit der Kathode der Diode D 8 und andererseits mit der Anode eines ersten Umschwingthyristors T 1 elektrisch verbunden, welcher kathoden­ seitig an die Anode der Abschaltentlastungsdiode D 1 angeschlos­ sen ist. Eine zweite Drosselspule L 2 ist einerseits mit der Kathode der Diode D 2 und andererseits mit der Anode eines zweiten Umschwingthyristors T 2 elektrisch verbunden, welcher kathodenseitig an die Anode der Diode D 7 angeschlossen ist. Die Umschwingthyristoren T 1 und T 2 sind je an eine Steuer­ schaltung 6 angeschlossen.A first choke coil L 1 is on the one hand electrically connected to the cathode of the diode D 8 and on the other hand to the anode of a first Umschwingthyristor T 1 , which cathode side is ruled out to the anode of the shutdown relief diode D 1 . A second choke coil L 2 is electrically connected on the one hand to the cathode of the diode D 2 and on the other hand to the anode of a second swinging thyristor T 2 which is connected on the cathode side to the anode of the diode D 7 . The Umschwingthyristors T 1 and T 2 are each connected to a control circuit 6 .

Die in Fig. 4 dargestellte Steuerschaltung 6 weist einen ohmschen Widerstand R 1 auf, der einerseits mit der Anode A des Umschwingthyristors T 1 bzw. T 2 und andererseits über eine Reihenschaltung eines Kippspannungsthyristors bzw. eines sogenannten BOD-Elementes 7 einer Diode D 9 und eines Konden­ sators C 6 mit der Kathode K des Umschwingthyristors verbunden. Parallel zu dem Kippspannungsthyristor 7, der bei einer vorgeb­ baren Kippspannung U 7 leitend wird, ist als Beschaltung ein Kondensator C 5 vorgesehen. Der Kippspannungsthyristor 7 und die Diode D 9 sind gleich gepolt, wobei die Kathode der Diode D 9 einerseits mit dem Kondensator C 6 und andererseits über eine Reihenschaltung einer Zweiwegschaltdiode bzw. eines Diac 8 und eines ohmschen Widerstandes R 2 mit der Steuer- bzw. Zündelektrode des Umschwingthyristors elektrisch ver­ bunden ist. Der Diac 8 wird bei einer vorgebbaren Durchbruch­ spannung U 8 leitend. Die Steuerelektrode des Umschwingthy­ ristors T 1 ist über einen ohmschen Widerstand R 3 als Gatebe­ schaltung mit dessen Kathode K elektrisch verbunden.The control circuit 6 shown in Fig. 4 has an ohmic resistor R 1 , which on the one hand with the anode A of the Umschwingthyristor T 1 or T 2 and on the other hand via a series circuit of a breakdown voltage thyristor or a so-called BOD element 7 of a diode D 9 and a capacitor C 6 connected to the cathode K of the swinging thyristor. In parallel to the breakover voltage thyristor 7 , which becomes conductive at a predetermined breakdown voltage U 7 , a capacitor C 5 is provided as the connection. The breakover voltage thyristor 7 and the diode D 9 have the same polarity, the cathode of the diode D 9 on the one hand with the capacitor C 6 and on the other hand via a series connection of a two-way switching diode or a diac 8 and an ohmic resistor R 2 with the control or ignition electrode the Umschwingthyristor is electrically connected ver. The diac 8 becomes conductive at a predetermined breakdown voltage U 8 . The control electrode of Umschwingthy ristor T 1 is electrically connected to the cathode K via an ohmic resistor R 3 as a gate circuit.

Nachfolgend soll die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Lösung anhand der Ausführungsbeispiele erläutert werden.The mode of operation of the invention is described below Solution will be explained using the exemplary embodiments.

Die Steuerschaltung 6 erfaßt die Anoden-Kathodenspannung UT 1, die am Umschwingthyristor T 1 anliegt. Entsteht an diesem eine positive Anoden-Kathodenspannung UT 1, so wird die Steuer­ schaltung 6 aktiviert. Der in Reihe zum Widerstand R 1 liegende Kondensator C 6 wird, sofern die Spannung am ebenfalls in Reihe liegenden Kippspannungsthyristor 7 die Kippspannung U 7 überschreitet, aufgeladen gemäß einer Zeitkonstante λ = 1/(R 1 · C 6), wobei der Einfachheit halber mit R 1 der Widerstandswert des Widerstandes R 1 und mit C 1 der Kapazitäts­ wert des Kondensators C 1 bezeichnet ist. Durch geeignete Dimensionierung von R 1 und C 1 kann dafür gesorgt werden, daß ein Umschwingstrom erst dann fließen kann, wenn der GTO-Thyristor bereits den Laststrom führt. Dadurch können Einschaltverluste des GTO-Thyristors verringert werden.The control circuit 6 detects the anode-cathode voltage UT 1 , which is applied to the ringing thyristor T 1 . Is there a positive anode-cathode voltage UT 1 , the control circuit 6 is activated. The capacitor C 6 lying in series with the resistor R 1 is charged, provided that the voltage across the breakover voltage thyristor 7, which also lies in series, exceeds the breakover voltage U 7 , is charged according to a time constant λ = 1 / (R 1 · C 6 ), for the sake of simplicity with R 1 is the resistance value of the resistor R 1 and C 1 is the capacitance value of the capacitor C 1 . By suitable dimensioning of R 1 and C 1 it can be ensured that a ringing current can only flow when the GTO thyristor is already carrying the load current. As a result, turn-on losses of the GTO thyristor can be reduced.

Die mit dem Kippspannungsthyristor 7 realisierte Trigger­ schwelle gewährleistet einerseits eine Eliminierung von tran­ sient auftretenden Spannungen und andererseits, daß die Spannung am GTO-Thyristor einen gewissen minimalen Wert unter­ schritten haben muß, d. h., daß der GTO-Thyristor bereits fast voll leitend ist, bevor die Steuerschaltung aktiviert wird. Erreicht die Spannung am Kondensator C 6 die Durchbruch­ spannung U 8 des Diac 8, so zündet dieser, und der Umschwing­ thyristor erhält einen Zündimpuls. Durch entsprechende Dimen­ sionierung von R 1 und C 1 wird sichergestellt, daß der ent­ sprechende GTO-Thyristor dann voll leitend ist. Dies bedeutet, daß im Umschwingkreis kein Widerstand mehr vorhanden ist, da am GTO-Thyristor in diesem Zustand keine Spannung mehr anliegt, welche dem Abschaltentlastungskondensator entgegen­ wirkt. The trigger threshold realized with the breakover voltage thyristor 7 ensures on the one hand an elimination of tran sient occurring voltages and on the other hand that the voltage at the GTO thyristor must have fallen below a certain minimum value, ie that the GTO thyristor is almost fully conductive before the control circuit is activated. When the voltage across the capacitor C 6 reaches the breakdown voltage U 8 of the diac 8 , it ignites and the swinging thyristor receives an ignition pulse. Appropriate dimen sioning of R 1 and C 1 ensures that the corresponding GTO thyristor is then fully conductive. This means that there is no longer any resistance in the oscillating circuit, since in this state there is no longer any voltage at the GTO thyristor which counteracts the switch-off relief capacitor.

Dadurch wird gewährleistet, daß die Entladung des Abschalt­ entlastungskondensators C 1 bzw. C 2 vollständig möglich ist.This ensures that the discharge of the shutdown discharge capacitor C 1 or C 2 is completely possible.

Der Widerstand R 2 begrenzt den Strom im Diac 8. Die Diode D 9 sorgt dafür, daß die Steuerschaltung 6 nur bei positiv anliegender Spannung wirksam werden kann.Resistor R 2 limits the current in diac 8 . The diode D 9 ensures that the control circuit 6 can only be effective when the voltage is positive.

Bei der Beschaltung 4 gemäß Fig. 2 erfolgt das Umschwingen bzw. die Entladung der Abschaltentlastungskondensatoren C 1 bzw. C 2 über die Bauelemente: C 1, V 1, D 2, Tr, T 1 bzw. C 2, Tr, T 1, D 1, V 2.In the connection 4 according to FIG. 2, the switching-over or the discharge of the switch-off relief capacitors C 1 or C 2 takes place via the components: C 1 , V 1 , D 2 , Tr, T 1 or C 2 , Tr, T 1 , D 1 , V 2 .

Bei der Beschaltung 4′ gemäß Fig. 3 erfolgt das Umschwingen der Abschaltentlastungskondensatoren C 1 bzw. C 2 über die Bauelemente: C 1, V 1, C 3, L 1, T 1 bzw. C 2, L 2, T 2, C 4, V 2.With the wiring 4 ' according to FIG. 3, the cut-off relief capacitors C 1 and C 2 swing over the components: C 1 , V 1 , C 3 , L 1 , T 1 and C 2 , L 2 , T 2 , C, respectively 4 , V 2 .

Es versteht sich, daß anstelle der GTO-Thyristoren auch Leistungstransistoren, z. B. MOS-Feldeffekttransistoren und anstelle des Kippspannungsthyristors 7 und/oder anstelle des Diac 8 auch z. B. Zenerdioden verwendet werden können. Wichtig ist, daß die Anoden-Kathodenspannung UT 1 des Um­ schwingventils T 1 auf Überschreiten mindestens eines Span­ nungsgrenzwertes detektiert wird und daß in Abhängigkeit von einer Grenzwertüberschreitung das Umschwingventil T 1 eingeschaltet bzw. gezündet wird.It is understood that instead of the GTO thyristors also power transistors, e.g. B. MOS field effect transistors and instead of the breakover voltage thyristor 7 and / or instead of the diac 8 also z. B. Zener diodes can be used. It is important that the anode-cathode voltage UT 1 of the oscillating valve T 1 is detected when at least one voltage limit value is exceeded and that the reversing valve T 1 is switched on or ignited as a function of a limit value being exceeded.

Claims (9)

1. Verlustarme Beschaltung für mindestens ein abschaltbares Ventil (V 1-V 6), insbesondere für GTO-Thyristoren und Leistungstransistoren,
  • a) dem eine Umschwingschaltung (C 1, V 1, D 2, Tr, T 1; C 2, Tr, T 1, D 1, V 2; C 1, V 1, C 3, L 1, T 1; C 2, L 2, T 2, C 4, V 2) mit mindestens einem steuerbaren Umschwingventil (T 1, T 2) zugeordnet ist,
  • b) welches mit mindestens einem Spannungsdetektor (7, 8) in Wirkverbindung steht, der die am Umschwingventil anliegende Ventilspannung (UT 1) detektiert und ein Einschaltsignal an das Umschwingventil liefert, wenn diese Ventilspannung einen vorgebbaren Spannungs-Grenz­ wert (U 8) überschreitet,
  • c) wobei der mindestens eine Spannungsdetektor (7, 8) mit einem Zeitglied (R 1, C 6) mit vorgebbarer Zeitkon­ stante (λ) in Wirkverbindung steht,
1. Low-loss circuitry for at least one valve that can be switched off (V 1 - V 6 ), in particular for GTO thyristors and power transistors,
  • a) a swinging circuit (C 1 , V 1 , D 2 , Tr, T 1 ; C 2 , Tr, T 1 , D 1 , V 2 ; C 1 , V 1 , C 3 , L 1 , T 1 ; C 2 , L 2 , T 2 , C 4 , V 2 ) with at least one controllable reversing valve (T 1 , T 2 ),
  • b) which is in operative connection with at least one voltage detector ( 7, 8 ), which detects the valve voltage (UT 1 ) present at the reversing valve and supplies a switch-on signal to the reversing valve if this valve voltage exceeds a predefinable voltage limit value (U 8 ),
  • c) wherein the at least one voltage detector ( 7, 8 ) is operatively connected to a timing element (R 1 , C 6 ) with a predeterminable time constant ( λ ),
dadurch gekennzeichnet,characterized,
  • d) daß der mindestens eine Spannungsdetektor ein Kipp­ spannungselement (7, 8) mit vorgebbarer Kippspannung (U 7, U 8) ist, das bei Erreichen der Kippspannung leitend wird.d) that the at least one voltage detector is a breakdown voltage element ( 7, 8 ) with a predetermined breakdown voltage (U 7 , U 8 ), which becomes conductive when the breakdown voltage is reached.
2. Verlustarme Beschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet,
  • a) daß sein erster Spannungsdetektor (7) mit einem vor­ gebbaren ersten Spannungsgrenzwert (U 7) vorgesehen ist,
  • b) der eingangsseitig mit einer ersten Potentialseite (A) des Umschwingventils (T 1, T 2) und
  • c) ausgangsseitig über einen zweiten Spannungsdetektor (8) mit einem vorgebbaren zweiten Spannungsgrenzwert (U 8) mit einer Steuerelektrode des Umschwingventils in Wirkverbindung steht.
2. Low-loss circuit according to claim 1, characterized in that
  • a) that its first voltage detector (7) is provided with a first front predeterminable voltage limit value (U 7),
  • b) the input side with a first potential side (A) of the reversing valve (T 1 , T 2 ) and
  • c) on the output side via a second voltage detector ( 8 ) with a predeterminable second voltage limit value (U 8 ) is in operative connection with a control electrode of the reversing valve.
3. Verlustarme Beschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet,
  • a) daß der erste Spannungsdetektor (7) eingangsseitig über mindestens einen ersten Widerstand (R 1) mit der ersten Potentialseite (A) des Umschwingventils (T 1, T 2) und
  • b) ausgangsseitig über mindestens einen ersten Kondensator (C 6) mit einer zweiten Potentialseite (K) des Umschwing­ ventils in Wirkverbindung steht.
3. Low loss circuit according to claim 2, characterized in that
  • a) that the first voltage detector ( 7 ) on the input side via at least one first resistor (R 1 ) with the first potential side (A) of the reversing valve (T 1 , T 2 ) and
  • b) on the output side via at least one first capacitor (C 6 ) with a second potential side (K) of the reversing valve is in operative connection.
4. Verlustarme Beschaltung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Spannungsdetektor ein Kipp­ spannungsthyristor (7) ist, zu dem ein Kondensator (C 5) parallel geschaltet ist.4. Low-loss circuit according to claim 2 or 3, characterized in that the first voltage detector is a breakdown voltage thyristor ( 7 ) to which a capacitor (C 5 ) is connected in parallel. 5. Verlustarme Beschaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Spannungsdetektor eine Zweiwegechaltdiode mit vorgebbarer Durchbruchspannung (U 8) oder einer Zenerdiode (8) ist.5. Low loss circuit according to one of claims 2 to 4, characterized in that the second voltage detector is a two-way switching diode with a breakdown voltage (U 8 ) or a Zener diode ( 8 ). 6. Verlustarme Beschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet,
  • a) daß der zweite Spannungsdetektor (8) über einen Wider­ stand (R 2) mit einer Steuerelektrode des Umschwing­ ventils (T 1, T 2),
  • b) über einen bzw. den ersten Kondensator (C 6) mit einer bzw. der zweiten Potentialseite (K) des Umschwingven­ tils und
  • c) über eine Diode (D 9) mit dem ersten Spannungsdetektor (7) in Wirkverbindung steht.
6. Low-loss circuit according to claim 5, characterized in that
  • a) that the second voltage detector ( 8 ) was on a counter (R 2 ) with a control electrode of the swing valve (T 1 , T 2 ),
  • b) via one or the first capacitor (C 6 ) with one or the second potential side (K) of the Umschwingven valve and
  • c) is operatively connected to the first voltage detector ( 7 ) via a diode (D 9 ).
7. Verlustarme Beschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
  • a) bei der mindestens erste und zweite gleichgepolte, abschaltbare Ventile (V 1, V 2; V 3, V 4; V 5, V 6) mit je­ weils antiparallelen Freilaufventilen in Reihe geschaltet und als Ventilzweigpaar an Gleichspannungsklemmen (1, 2) angeschlossen sind,
  • b) bei der ferner parallel zu jedem abschaltbaren Ventil (V 1, V 2) eine Reihenschaltung aus einem Abschaltent­ lastungskondensator (C 1, C 2) und einer in gleicher Richtung wie das abschaltbare Ventil gepolten Abschalt­ entlastungsdiode (D 1, D 2) vorgesehen ist,
7. Low-loss circuitry according to one of claims 1 to 6,
  • a) in the at least first and second equally polarized, switchable valves (V 1 , V 2 ; V 3 , V 4 ; V 5 , V 6 ) connected in series with each anti-parallel free-wheel valves and connected as a pair of valves to DC terminals ( 1, 2 ) are,
  • b) in the parallel to each shutoff valve (V 1 , V 2 ) a series circuit of a shutdown load capacitor (C 1 , C 2 ) and a polarization in the same direction as the shutdown valve shutdown discharge diode (D 1 , D 2 ) are provided is
dadurch gekennzeichnet,
  • c) daß parallel zu jedem abschaltbaren Ventil (V 1, V 2) eine weitere Reihenschaltung aus einem zweiten Konden­ sator (C 3, C 4) und einer antiparallel zum abschaltbaren Ventil gepolten zweiten Diode (D 7, D 8) vorgesehen ist,
  • d) daß eine erste Drosselspule (L 1) vorgesehen ist,
  • e) die einerseits über ein erstes Umschwingventil (T 1) mit dem elektrischen Verbindungspunkt von Abschalt­ entlastungskondensator (C 1) und Abschaltentlastungs­ diode (D 1) des ersten abschaltbaren Ventils (V 1) und
  • f) andererseits mit dem elektrischen Verbindungspunkt von zweitem Kondensator (C 4) und zweiter Diode (D 8) des zweiten abschaltbaren Ventils (V 2) in Wirkverbindung steht, und
  • g) daß eine zweite Drosselspule (L 2) vorgesehen ist,
  • h) die einerseits über ein zweites Umschwingventil (T 2) mit dem elektrischen Verbindungspunkt von Abschaltent­ lastungskondensator (C 2) und Abschaltentlastungsdiode (D 2) des zweiten abschaltbaren Ventils (V 2) und
  • i) andererseits mit dem elektrischen Verbindungspunkt von zweitem Kondensator (C 3) und zweiter Diode (D 7) des ersten abschaltbaren Ventils (V 1) in Wirkverbindung steht (Fig. 3).
characterized,
  • c) that a further series circuit comprising a second capacitor (C 3 , C 4 ) and a second diode (D 7 , D 8 ) which is polarized antiparallel to the switchable valve is provided in parallel with each switchable valve (V 1 , V 2 ),
  • d) that a first choke coil (L 1 ) is provided,
  • e) the one hand via a first reversing valve (T 1 ) with the electrical connection point of the shutdown discharge capacitor (C 1 ) and the shutdown relief diode (D 1 ) of the first shutoff valve (V 1 ) and
  • f) on the other hand, is in operative connection with the electrical connection point of the second capacitor (C 4 ) and the second diode (D 8 ) of the second switchable valve (V 2 ), and
  • g) that a second choke coil (L 2 ) is provided,
  • h) the one hand via a second reversing valve (T 2 ) with the electrical connection point of the shutdown load capacitor (C 2 ) and the shutdown relief diode (D 2 ) of the second shutoff valve (V 2 ) and
  • i) on the other hand is in operative connection with the electrical connection point of the second capacitor (C 3 ) and the second diode (D 7 ) of the first valve (V 1 ) which can be switched off ( FIG. 3).
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