DE8510820U1 - Lichtzündbarer Thyristor mit verlustarmer Zuführung der Ansteuerleistung - Google Patents
Lichtzündbarer Thyristor mit verlustarmer Zuführung der AnsteuerleistungInfo
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Description
Berlin und München VPA 85 P 1 2 2 7 DE
Lichtzündbarer Thyristor mit verlustarmer Zuführung der Ansteuerleistung
Die Erfindung bezieht sich auf einen lichtzündbaren Thyristor
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein solcher Thyristor ist aus dem IPEC-Tagungsband 1983,
Seiten 559-570, bekannt. Die Ansteuerleistung wird hierbei von einer Lichtquelle, z.B. Leuchtdiode, über einen
flexiblen Lichtleiter zugeführt, dessen Ende am Gehäuse
\5 des Thyristors derart befestigt ist, daß sich sein Ausgang
vor einem in den Gehäusemantel gasdicht eingefügten Fenster befindet. Im Inneren des Gehäuses wird die Zündleistung
über einen vom Fenster zum lichtempfindlichen Bereich des Thyristors geführten, gebogenen Lichtleiterstab
weitergeleitet, der in einer Ausnehmung des Kathodenkontaktteils gelagert ist. Nachteilig ist jedoch, daß
durch die optischen Schnittstellen vor und hinter dem Fenster sowie durch nur schwer zu vermeidende Ungenauigkeiten
bei der Montage des Lichtleiterstabes und des flexiblen Lichtleiters die übertragbare Lichtleistung
herabgesetzt wird, was insbesondere deswegen ins Gewicht fällt, weil die zur Verfügung stehenden Lichtquellen zur
Aufbringung der erforderlichen Ansteuerleistung im Leistungsgrenzbereich betrieben werden müssen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen lichtzündbaren Thyristor der eingangs genannten Art
anzugeben, der mit einer möglichst großen Zündleistung beaufschlagt werden kann, ohne daß hierbei große Übertragungsverluste
in Kauf genommen werden müssen. Das
St 1 Sti/05.03.1985
- 2 - VPA 85 P 1 2 2 7 DE
wird erfindungsgemäß durch eine Ausbildung nach dem kennzeichnenden Teil des anspruchs 1 erreicht.
Der mit der Erfindung erzielbare Vorteil liegt insbesondere darin, daß durch die Reduktion der Zahl der
optischen Schnittstellen und durch die Selbstjustierung des Lichtleiters im hülsenförmigen Einsatz ein wesentlich
größerer Teil der zur Verfügung stehenden Lichtleistung dem lichtempfindlichen Bereich des Thyristors
zugeführt werden kann als bisher. Weiterhin wird die Montage eines solchen Thyristors erheblich erleichtert.
Eine Teilaufgabe, die mit einer im Anspruch 2 angegebenen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Thyristors zusätzlich
gelöst wird, besteht darin, eine einfache Montage und Austauschbarkeit des Thyristors im Rahmen
eines Säulenaufbaus mehrerer gleichartiger Thyristoren zu gewährleisten.
Die Ansprüche 3 bis 11 sind auf andere bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gerichtet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 einen erfindungsgemäß ausgebildeten lichtzündbaren Thyristor und
Fig. 2 einen Lichtleiter, der zur Zuführung der Ansteuerleistung
für einen Thyristor nach Fig. 1 dient.
Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch den Gesamtaufbau eines erfindungsgemäß ausgebild2ten, lichtzündbaren
Hochleistungsthyristors. Dabei bezeichnet 1 eine an sich bekannte Thyristortablette, d.h. einen Körper aus dotiertem
Halbleitermaterial, z.B. Silizium, der vier aufein-
- 3 - VPA 85 P 1 2 2 7 DE
anderfolgende Schichten abwechselnder Leitfähigkeitstypen (&eegr;-Emitter, p-Basis, &eegr;-Basis, p-Emitter) aufweist
und zur Erhöhung seiner Spannungsfestigkeit randseitig abgeschrägt ist. Er bildet eine flache, zu einer
Achse 2 rotationssymmetrische Scheibe. Die Kontaktierung des &eegr;-Emitters erfolgt über ein gegebenenfalls mit einem
nicht dargestellten, ersten Anschluß eines Laststromkreises versehenes Kathodenknntaktteil 3. das einen
flanschartigen Ansatz 4 hat. Der p-Emitter steht mit einem Anodenkontaktteil 5 in Verbindung, das mit einem
flanschartigen Ansatz 6 versehen ist. Das Teil 5 weist
gegebenenfalls einen zweiten, nicht dargestellten An-Schluß für den Laststromkreis auf. Ein zylinderförmiger
Keramikmantel 7 ist mit den Teilen 4 und 6 vorzugsweise gasdicht verschweißt. Oberhalb von 3 kann in an
sich bekannter Weise ein Kühlkörper vorgesehen sein, der mit dem Teil 3 sowie mit der Thyristortablette 1 in
einem guten Wärmekontakt steht.
Das Kathodenkontaktteil 3 ist im Bereich dsr Achse 2 mit
einer zu den horizontalen Hauptflächen der Thyristortablette 1 etwa senkrecht verlaufenden, durchgehenden
Bohrung 8 versehen, in die ein hülsenförmiger, insbesondere metallischer Einsatz 9 eingefügt ist. Zweckmäßigerweise
ist der Einsatz 9, der z.B. aus Messing besteht, an seinem unteren Ende mit einem transparenten Abschlußteil
10 versehen, das planparallel oder als plankonvexe Sammellinse ausgebildet sein kann. Das Abschlußteil 10
ist dabei gasdicht in den Einsatz 9 eingepaßt, der seinerseits gasdicht in die Bohrung 8 eingelötet bzw.
eingeschweißt ist.
Ein zentraler Bereich 3a des Kathodenkontaktteils 3 ist gegenüber dem flanschartigen Ansatz 4 um das in Fig. 1
mit b bezeichnete Maß erhöht ausgebildet. Dieser Bereich
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- 4 - VPA 85 &rgr; 1227DE
ist »it einer nutförmigen Ausnehmung 11 versehen, die
von seiner oberen, in Fig. 1 sichtbaren Grenzfläche ausgeht und im wesentlichen eine konstante Tiefe aufweist.
Sie erstreckt sich vom seitlichen Rand des Teils 3a bis zur Mitte desselben, wo sie in die Bohrung 8 einmündet.
12, der endseitig von einer starren Hülse 13 umgeben f
ist. Diese weist ein thyristorseitiges Teil 13a auf, das gegenüber dem vorderen Hülsenteil etwa um einen Winkel
von 90* abgebogen ist. Das Ende des Lichtleiters 12 fällt dabei mit dem thyristorseitigen Ende des Teils 13a
zusammen. Die Länge von 13a ist auf die Länge der Bohrung 8 soweit abgestimmt, daß das Ende des Lichtleiters
12 möglichst nahe an das Abschlußteil 10 heranreicht, wobei der Außendurchmesser der Hülse 13 so gewählt ist,
daß ihr thyristorseitiges Ende in den hülsenförmigen Einsatz 9 ohne seitliches Spiel einsteckbar ist. Im eingesteckten
Zustand wird dann der nicht abgewinkelte Teil der Hülse 13 im wesentlichen von der nutförmigen Ausnehmung
11 aufgenommen. Mit Vorteil ist in die Ausnehmung 11 ein Federungselement, z.B. eine Spiralfeder 14, so
eingelegt, daß es von oben auf die eingesteckte Hülse drückt und den Lichtleiter 12 gegenüber dem Abschlußteil
10 in einer Arbeitslage fixiert, in der das Ende von 12 dem Abschlußteil 10 möglichst weitgehend angenähert ist.
Falls ein Kühlkörper vorgesehen ist, der sich an die in Fig. 1 sichtbare obere Fläche des zentralen Bereichs 3a
anlegt, so stützt sich das Federungselement zweckmäßiger-
3.0 weise gegen die Unterseite dieses Kühlkörpers ab.
Die über die flanschartigen Ansätze 4 und 6 mit dem Keramikmantel 7 verbundenen Teile 3 und 5 bilden ein
gasdichtes Gehäuse für die Thyristortablette 1, wobei
die Bohrung 8 durch den zylinderförmigen Einsatz 9 und
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- 5 - VPA 85 P 1 2 2 7 DE
das Abschlußteil 10 ebenfalls gasdicht abgeschlossen ist. Durch das Einstecken des mit der Hülse 13 versehenen
Lichtleiters 12 in den Einsatz 9 gelingt es, den Lichtleiter 9 ohne umständlich zu montierende Schraubverbindungen
in einen guten optischen Kontakt mit der Thyristortablette 1 zu bringen, so daß ein großer Teil
der über den Lichtleiter 12 zugeführten Ansteuerleistung für die Zündung des Thyristors zur Verfügung steht.
Wegen der mit der Erfindung erzielbaren Reduzierung der optischen Verluste brauchen die die Ansteuerleistung
aufbringenden Lichtquellen nicht mehr in ihrem absoluten Leistungsgrenzbereich betrieben zu werden, was ihr
Alterungsverhalten verbessert und damit die Einsatzbereitschaft sowohl einer einzelnen Thyristoranordnung als
auch die einer Mehrzahl solcher Anordnungen, die ir<
einem säulenartigen Aufbau zusammengefaßt sind, wesentlich erhöht. Der Austausch einer einzelnen solchen Thyristoranordnung
innerhalb eines säulenartigen Aufbaus kann in einfacher Weise durch seitliches Herausschieben
der aus den Teilen 1 bis 11 bestehenden Baueinheit erfolgen. Nach dem Herausziehen des mit der Hülse 13
versehenen Lichtleiters 12 wird dieser dann in den Einsatz 9 einer neuen, entsprechend ausgebildeten
Baueinheit eingesteckt, worauf diese dann in die Säule seitlich eingeschoben wird.
In Fig. 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform des mit einer starren Hülse 13 versehenen Lichtleiters 12 dargestellt.
Die Hülse 13, die aus Metall, z.B. Messing, besteht, wird dabei zunächst mit einem Ende auf die
Kunststoffumhüllung des Lichtleiters 12 aufgeschoben, wobei das von der Umhüllung befreite Ende des Lichtleiters,
der nach Fig. 2 aus einem Faserbündel besteht, im Inneren der Hülse 13 verläuft. Das thyristorseitige
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- 6 - VPA 85 P 1 2 2 7 DE
das im zentralen Bereich seines- Querschnitts vom Lichtleiter
durchdrungen wird. Zur Hochspannungsstabilisierung kann eine härtbare Verschlußmasse, z„B. eine Epoxidharzmasse,
in die Hülse 13 eingefüllt werden. 5 Abweichend von den bisher beschriebenen Ausführungsformen
der Erfindung kann bei der starren Hülse 13 das abgewinkelte Teil 13a auch entfallen. In diesem Fall wird
der Lichtleiter 12 von oben in die Bohrung &bgr; und den Einsatz 9 eingesteckt, was allerdings den Einsatz des
Thyristors in einem säulenartigen Aufbau mehrerer gleichartiger Thyristoren nicht mehr erlaubt.
11 ntansprüche 2 Figuren
Claims (11)
1. Lichtzündbarer Thyristor mit einem Kathodenkontaktteil
(3) und einem zur Zuführung der Ansteuerleistung dienenden, in einer Bohrung (8) des Kathodenkontaktteils
(3) angeordneten Lichtleiter (12), der mit einem lichtempfindlichen
Bereich des Thyristors (1) in optischem Kontakt steht, dadurch gekennzeichnet,
daß ein hülsenförmiger Einsatz (9) in die Bohrung eingefugt ist, daß das thyristorseitige Ende des
Lichtleiters von einer starren Hülse (13) umgeben ist, daß die Hülse (13) oder ein thyristorseitiges, insbesondere
abgewinkeltes Teil (13a) derselben der Bohrung (8) des Kathodenkontaktteils (3) längenmäßig etwa entspricht
und daß die Hülse (13) oder das thyristorseitige Teil (13a) derselbe"! in die Bohrung (8) und den hülsenförmigen
Einsatz (9) einsteckbar ist.
2. Lichtzündbarer Thyristor nach Anspruch 1, d a durch gekennzeichnet, daß da*
Kathodenkontaktteil (3) einen flanschartigen Ansatz (4) aufweist, der mit einem Keramikmantel (7) gasdicht
verschweißt oder verlötet ist, daß ein zentraler Bereich (3a) des Kathodenkontaktteils (3) gegenüber dem flanschartigen
Ansatz (4) erhöht ist, daß eine Außenfläche des zentralen Bereichs (3a) mit einer nutförmigen Ausnehmung
(11) versehen ist, die in die Bohrung (8) einmündet und daß die Hülse (13) im eingesteckten Zustand ihres abgewinkelten,
thyristorseitigen Teils (13a) im wesentlichen von der Ausnehmung (11) aufgenommen wird.
3. Lichtzündbarer Thyristor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
starre Hülse (13) an ihrem thyristorseitigen Ende mit einem Verschlußteil (15) versehen ist, das vom Licht-
- 8 - VPA 85 P 122 7DE
leiter im zentralen Bereich seines Querschnitts durchdrungen wird.'
4. Lichtzündbarer Thyristor nach Anspruch 3, d a -
durch gekennzeichnet, daß die starre
Hülse (13) mit einer den Lichtleiter (12) umgebenden
härtbaren Vergußmasse, insbesondere einer Epoxidharzmasse, ausgefüllt ist.
5. Lichtzündbarer Thyristor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
* starre Hülse (13) vor dem Einbringen der Vergußmasse
ihre abgewinkelte Form (13, 13a) erhält.
6. Lichtzündbarer Thyristor nach einem der Ansprüche bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der hülsenförmige Einsatz (9) mit einem transparenten, insbesondere planparallel oder als Sammellinse
ausgebildeten Abschlußteil (10) versehen und in die Bohrung (8) des Kathodenkontaktteils (3) gasdicht eingelötet
bzw. eingeschweißt ist.
7. Lichtzündbarer Thyristor nach einem der Ansprüche
bis 6,dadurch gekennzeichnet,
daß er im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet ist und daß sich die Bohrung (8) des Kathodenkontaktteils
(3) im Bereich der Symmetrieachse (2) befindet.'
8. Lichtzündbarer Thyristor nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kathodenkontaktteil (3, 4) und der
Keramikmantel (7) mit einem Anodenkontaktteil (5, 6) zu einem gasdichten Gehäuse zusammengefügt sind.
9. Lichtzündbarer Thyristor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich-
- 9 - VPA 85 P 1 2 2 7 OE
net , daß ein Kühlkörper vorgesehen ist, der an das
Kathodenkontaktteil (3) angrenzt.
10. Lichtzündbarer Thyristor nach einem der Ansprüche 2
bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der nutförmigen Ausnehmung (11) des zentralen
Bereichs (3a) des Kathodenkontaktteils ein die Arbeitslage des Lichtleiters (12) zusätzlich definierendes
Federungselement (IA), insbesondere eine Spiralfeder, vorgesehen ist.
11. Lichtzündbarer Thyristor nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich
das Federungselement gegen den Kühlkörper abstützt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE8510820U DE8510820U1 (de) | 1985-04-12 | 1985-04-12 | Lichtzündbarer Thyristor mit verlustarmer Zuführung der Ansteuerleistung |
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Publications (1)
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---|---|
DE8510820U1 true DE8510820U1 (de) | 1986-12-04 |
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ID=6779812
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DE8510820U Expired DE8510820U1 (de) | 1985-04-12 | 1985-04-12 | Lichtzündbarer Thyristor mit verlustarmer Zuführung der Ansteuerleistung |
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DE (1) | DE8510820U1 (de) |
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1985
- 1985-04-12 DE DE8510820U patent/DE8510820U1/de not_active Expired
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