DE865159C

DE865159C - Method for testing dry plate rectifier elements

Info

Publication number: DE865159C
Application number: DEA6915D
Authority: DE
Inventors: Josef Vastmann
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1942-05-20
Filing date: 1942-05-21
Publication date: 1953-01-29

Description

Verfahren zum Prüfen von Trockenplattengleldiriditerelementen Ein wesentliches Merkmal für die Güte eines Trockengleichrichters ist seine Sperrspannungsfestigkeit. Diese wiederum wird beeinflußt von dem Vorhandensein bzw. von der Anzahl sperrspannungsempfindlicher Stellen in der Sperrschicht. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen der Sperrspannungsfestigkeit der Trockenplattengleichrichterelemente mittels einer besonderen Belastung, welche zugleich etwa vorhandene sperrspannungsempfindliche Stellen weitgehend zu beseitigen geeignet ist.Method for testing dry plate gleldiriditer elements An essential one A characteristic of the quality of a dry rectifier is its reverse voltage resistance. This in turn is influenced by the presence or the number of blocking voltage sensitive Places in the barrier layer. The invention relates to a method for testing the Reverse voltage strength of the dry-plate rectifier elements by means of a special Load, which at the same time largely any existing blocking voltage-sensitive points to eliminate is suitable.

Es ist bereits bekannt, störende Kurzschlüsse an Trockenplattengleichrichtern durch Kondensatorentladungen zu beseitigen. Hierdurch werden aber nicht später im Betrieb auftretende Durchschläge unterbunden. Ferner wurde vorgeschlagen, die rückspannungsempfindlichsten Stellen der Platte dadurch zu entfernen, daß an den Gleichrichter längere Zeit eine Wechselspannung gelegt wird, deren Amplitude in Sperrichtung wesentlich größer ist als in Flußrichtung. Abgesehen davon, daß der Gleichrichter hierbei unter ganz anomalen Strom- und Spannungsverhältnissen arbeitet, kann die angelegte Rückspannung wegen des Rückstromes nicht sehr wesentlich über die Nennsperrspannung hinaus erhöht werden. Außerdem entsteht bei jedem Durchschlag infolge Fehlens eines Schutz- oder Lastwiderstandes eine große Brandstelle. Ein weiteres bekanntes Verfahren bezieht sich auf die Regenerierung von Trockengleichrichtern. Der über einen Lastwiderstand an einer Wechselstromquelle liegende Gleichrichter wird fiir kurze Zeit durch Verkleinerung des Lastwiderstandes einer starken Stromüberiastung ausgesetzt. Hieraus ergibt sich jedoch keinerlei Hinweis auf eine Erhöhung der Sperrspannungsfestigkeit. It is already known to have troublesome short circuits in dry plate rectifiers to be eliminated by discharging capacitors. This does not, however, later in the Breakdowns occurring during operation prevented. It has also been proposed to be the most sensitive to back tension Make the plate to remove by sticking to the rectifier for a long time AC voltage is applied, the amplitude of which is significantly greater in the reverse direction than in the direction of flow. Apart from the fact that the rectifier here is under completely abnormal Current and voltage relationships works, the applied reverse voltage can be due to of the reverse current cannot be increased very significantly above the nominal blocking voltage. In addition, every breakdown occurs due to the lack of a protective or load resistor a big fire. Another known method relates to regeneration of dry rectifiers. The one across a load resistor on an AC power source lying rectifier is for short time by downsizing of the load resistance exposed to a strong current overload. From this it follows however, no indication of an increase in the reverse voltage strength.

Eine erfolgreiche Vergrößerung der Sp errspannungsfestigkeit von Trockengleichrichterelementen kann nur erreicht werden, wenn die rückspannungsempfindlichten Stellen der Sperrschicht bei einer den späteren Betriebsverhältnisseri entsprechenden Strom- - und Spannungsbelastung des Gleichrichterelementes beseitigt werden. A successful increase in the blocking voltage strength of Dry rectifier elements can only be achieved if the back voltage sensitive Providing the barrier layer with one that corresponds to the later operating conditions Current and voltage loads on the rectifier element are eliminated.

In primitiver Form könnten die spannungsempfindlichen Stellen dadurch beseitigt werden, daß die Spannung der Speisequelle bei konstantem Nenn- oder Überstrom allmählich erhöht wird, wobei die bei treffenden Stellen durchschlagen und ausbrennen. In a primitive form, the tension-sensitive areas could thereby be eliminated that the voltage of the supply source at constant nominal or overcurrent is gradually increased, with the hit spots penetrate and burn out.

Fig. I zeigt eine einfache Schaltung zur Belastung des Elementes. Das Gleichrichterelement I liegt über den Lastwiderstand 2 an der Wechselspannungsquelle 3 (Speisespannung). Bei größeren Plattenoberflächen wird wegen des dementsprechend kleineren Lastwiderstandes 2 die bei dem Durchschlag in Aktion tretende elektrische Arbeit (etwa Strom-Spannung-Zeit der Viertelwelle) zu groß, so daß enorme Brandstellen auftreten. Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß, ähnlich wie bei obenerwähntem Vorschlag, die Speisespannung wegen des Rückstromes nicht genügend hoch getrieben werden kann, so daß im späteren Betrieb die beim Schalten nicht zu vermeidenden Überspannungsspitzen immer wieder neue Stellen zum Durch schlag bringen. Fig. I shows a simple circuit for loading the element. The rectifier element I is connected to the AC voltage source via the load resistor 2 3 (supply voltage). In the case of larger plate surfaces, the smaller load resistance 2 the electrical going into action during the breakdown Work (about current-voltage-time of the quarter wave) too great, so that enormous burns appear. Another disadvantage is that, similar to the above Proposal that the supply voltage should not be driven high enough because of the reverse current can be so that in later operation the unavoidable when switching Overvoltage peaks keep breaking out in new places.

Das zugleich nach Möglichkeit der Verbesserung der Gleichrichterelemente dienende Prüfverfahren nach der Erfindung arbeitet ebenfalls mit Dauerbelastung des Gleichrichters,- jedoch unter zusätzlicher Anwendung von hohen kurzen und vorzugsweise periodischen Spannungsstößen. Wird nun dafür gesorgt, daß die elektrische Arbeit eines jeden Spannungsstoßes genügend klein bleibt und daß bei jedem Durchschlag keine Leistung von der Speisequelle nachfließen kann, bleiben die Brandstellen so klein, daß sie weder die wirksame Gleichrichterfläche verringern, noch eine nachteilige Wirkung bei der späteren Stromentnahme haben. Da nun die bei dieser Belastungsart auftretenden Durchschläge leicht beobachtet werden können, ergibt die Zahl der Durchschläge und die Höhe der zum Ausbrennen verwendeten Kondensatorspannung ein Maß für die Güte der Gleichrichterelemente, nach welchem dieselben in Sperrspannungsgruppen für ihre spätere Verwendung eingeordnet werden können. At the same time, if possible, to improve the rectifier elements Serving test method according to the invention also works with continuous load of the rectifier, - but with the additional use of high short and preferably periodic voltage surges. It is now being ensured that the electrical work of each voltage surge remains sufficiently small and that with each breakdown no power can flow from the source of supply, the burns remain that way small that they neither reduce the effective rectifying area nor a disadvantageous one Have an effect on the subsequent current draw. Since now with this type of load any breakdowns that occur can easily be observed, gives the number of breakdowns and the level of the capacitor voltage used for burnout is a measure of the Quality of the rectifier elements, according to which they are in reverse voltage groups can be classified for their later use.

Bei Anwendung des Verfahrens auf Gleichrichterelemente verschiedener Größe wird zweckmäßig die jeder Sperrspannungsgruppe zugeordnete Kondensatorspannung unverändert beibehalten und die Kapazität des Kondensators verhältnisgleich der Fläche des Gleichrichterelementes geändert. When applying the method to rectifier elements of different The size is expediently the capacitor voltage assigned to each reverse voltage group Maintained unchanged and the capacitance of the capacitor is proportional to the Area of the rectifier element changed.

In der Fig. 2 ist eine einfache Schaltung angegeben, mittels welcher das Verfahren nach der Erfindung durchgeführt werden kann. 2 shows a simple circuit by means of which the method according to the invention can be carried out.

Mit einem vorzugsweise periodisch schließenden Schalter 4 werden Ladungen eines Kondensators 5 auf das bei voller oder überhöhter Strom- und Spannungslast arbeitende, über einen Widerstand 2 an der Wechselspannung 3 liegende Gleichrichterelement I gegeben. Infolge des durch Null schein genden Entladungsstromes erhält o ie Durchschlags stelle genügend Zeit zur Entionisierung, so daß ctie Speisespannung des Gleichrichterelementes zum Ausbrennen keine Arbeit beisteuern kann, auch wenn der Durchschlag im Augenblick des Scheitelwertes der Rückspannung erfolgen sollte. Die zum Ausbrennen verwendete Arbeit und die damit verbundene Größe der Brandstelle werden nur durch die Arbeit der Kondensatorladung bestimmt, welche entsprechend bemessen werden kann. With a preferably periodically closing switch 4 Charges of a capacitor 5 to the full or excessive current and voltage load working rectifier element connected to AC voltage 3 via a resistor 2 I given. As a result of the discharge current shining through zero, o he breaks down set enough time for deionization so that the supply voltage of the rectifier element Can't do any work to burn out, even if the breakthrough is momentary the peak value of the reverse voltage should take place. The one used to burn out Work and the associated size of the burn area are only possible through work the capacitor charge determines which can be dimensioned accordingly.

Im folgenden ist ein zahlenmäßiges Beispiel für den nach dem Verfahren gemäß der Erfindung durch zuführenden Sortiervorgang angegeben. Das Verfahren wurde durchgeführt mit einem Selengleichrichter von 250. 250 mm2 wirksamer Fläche und einer Kapazität von 4 ,uF. Die Frequenz der Spannungsstöße betrug 0,5 Hz. The following is a numerical example of the following procedure specified according to the invention by feeding sorting process. The procedure was carried out with a selenium rectifier of 250, 250 mm2 effective area and a capacity of 4, uF. The frequency of the voltage surges was 0.5 Hz.

Sperrspannungsgruppe ...... a b c d e Nennsperrspannung Veff I5 I8 2I 24 27 Betriebsspannung UVe¢ ... I5 I8 21 24 27 Betriebsstrom IAar 30 30 30 30 30 Kondensatorspannung V ..... 400 480 560 640 720 Der einzuordnende Gleichrichter durchläuft die Sperrspannungsgruppen in der Richtung von a nach e.Blocking voltage group ...... a b c d e Nominal blocking voltage Veff I5 I8 2I 24 27 Operating voltage UVe ¢ ... I5 I8 21 24 27 Operating current IAar 30 30 30 30 30 Capacitor voltage V ..... 400 480 560 640 720 The rectifier to be classified passes through the blocking voltage groups in the direction from a to e.

In jeder Stufe bleibt er eine bestimmte Zeit, z. B.In each stage it stays for a certain time, e.g. B.

5 Minuten. Die Entscheidung, ob der Gleichrichter noch in die nächsthöhere Stufe aufsteigen kann, hängt von der Durchschlagshäufigkeit am Ende jeder Periode ab. Dabei ist die Anzahl der Durchschläge Durchschlagshäufigkeit = Anzahlder - Anzahl der Spannungsstöße.5 minutes. The decision as to whether the rectifier is still in the next higher Level up depends on the penetration rate at the end of each period away. The number of breakdowns is the number of breakdowns = number of - number of voltage surges.

Geht die Durchschlagshäufigkeit an der Platte nach 5 Minuten nicht auf den Wert von z. B. 115 zurück, so ist die Platte in dieser Sperrspannungsgruppe, nicht dagegen in der nächsthöheren zu verwenden.If the penetration rate on the plate does not go after 5 minutes to the value of z. B. 115 back, the plate is in this reverse voltage group, not to be used in the next higher one.

Nach dieser Eingruppierung wird den Platten die volle Spannungsfestigkeit dadurch verliehen, daß sie noch etwa 30 Minuten mit den der Spännungsgruppe entsprechenden Werten betrieben werden. Hierbei geht die Durchschlagsbäufigkeit auf einen Wert von weniger als 11100 zurück. Nach dieser Behandlung sind die Platten so spannungsfest, daß eine 5- bis rofach über die Nennspannung hinausgehende Spannungsspitze im späteren Betrieb keinen Durchschlag mehr hervorruft. After this classification, the panels have full dielectric strength bestowed by having them for about 30 minutes with those corresponding to the tension group Values are operated. Here the breakdown frequency goes to a value returned by less than 11,100. After this treatment, the panels are so tension-resistant, that a voltage spike that goes five to three times above the nominal voltage later Operation no longer causes a breakdown.

PATENTANSPRtJCHE: I. Verfahren zum Prüfen von Trockenplattengleichrichterelementen auf Sperrspannungsfestigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß das einzelne Element bei Dauerbelastung zusätzlich einer Stoßbelastung ausgesetzt wird, deren Spannung das I0- bis 3ofache der Nennsperrspannung beträgt. PATENT CLAIM: I. Method for testing dry plate rectifier elements on blocking voltage resistance, characterized in that the individual element at Continuous load is additionally exposed to a shock load, the voltage of which is the I0 to 3 times the nominal blocking voltage.

Claims

2. The method according to claim I, characterized in that the additional Impact loading made with the help of periodically occurring capacitor discharges will.

3. The method according to claim I and 2 for testing rectifier elements different sizes, characterized by constant voltage according to the reverse voltage Capacitor voltage changed with the area of the rectifier being the same as that of the rectifier Capacitor capacity.

4. The method according to claim I to 3, characterized in that the The amount of capacitor voltage used for burnout and the breakdown frequency for the individual test items as indicative of the classification of the test items is used in reverse voltage groups.