EP0968531A2 - Vorrichtung zur niederinduktiven anbindung eines abschaltbaren thyristors an seine ansteuereinrichtung - Google Patents

Vorrichtung zur niederinduktiven anbindung eines abschaltbaren thyristors an seine ansteuereinrichtung

Info

Publication number
EP0968531A2
EP0968531A2 EP98924013A EP98924013A EP0968531A2 EP 0968531 A2 EP0968531 A2 EP 0968531A2 EP 98924013 A EP98924013 A EP 98924013A EP 98924013 A EP98924013 A EP 98924013A EP 0968531 A2 EP0968531 A2 EP 0968531A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
thyristor
cathode
circuit board
annular
printed circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP98924013A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dieter Metzner
Michael Peppel
Eric Baudelot
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP0968531A2 publication Critical patent/EP0968531A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H10W44/501—
    • H10W40/611—

Definitions

  • the invention relates to a device for the low-inductance connection of a thyristor that can be switched off to its control device.
  • a device according to claim 1 is known from the publication entitled “Series connection of GTO thyristors for high-performance frequency converters", printed in the DE magazine “ABBtechnik”, 1996, number 5, pages 14-20 and the configuration an associated thyristor is described in more detail in EP 0 588 026 A2.
  • GTO thyristors In order to increase the performance of GTO converters, there are several options, of which the series connection of several thyristors that can be switched off, also known as gate turn-off thyristors (GTO thyristors), have the greatest advantages in terms of system and operating costs having. Basically, the DC link voltage of a GTO converter can be increased according to the number of GTO thyristors connected in series. However, special attention must be paid to the uniform voltage distribution between the voltage semiconductors. The series connection of the GTO thyristors places very high demands on the temporal accuracy of the switching processes. It is required that all GTO thyristors connected in series switch, for example within about 200 nsec. A hard control was developed for this.
  • the gate current of a GTO thyristor has a significantly higher slope (up to 3000 A / ⁇ sec) and amplitude than with conventional len controls (30 A / ⁇ sec).
  • the inductance of the control unit had to be reduced by a factor of 100, which led to a completely new design.
  • GTO thyristors and control unit form a complete design unit.
  • the GTO thyristor on the one hand and the control device on the other had to be changed.
  • the GTO thyristor was given a circular gate flange as the gate feed.
  • the circuit board which accommodates the electronics of the control circuit, was extended in such a way that it could be used as connections for the GTO thyristor.
  • this circuit board for receiving the GTO thyristor is provided with a corresponding hole.
  • a cathode counterpart and a metal spacer are also required.
  • the circular spacer surrounds the corresponding hole and is soldered to one side of the circuit board.
  • the gate flange is covered with an annular ring which is also soldered onto the second side of this printed circuit board.
  • the GTO thyristor with its two control connections (gate flange, cathode) is electrically conductively connected to the two sides of the printed circuit board, the cathode counterpart being releasably connected to the annular spacer.
  • the gate current flows directly from the control transistors of the drive circuit via the circuit board to the gate connection of the GTO thyristor.
  • This device for the low-inductance connection of a thyristor that can be switched off to its control device has achieved a current steepness of the gate current of 3000 A / ⁇ sec.
  • This hard control reduces the response time of a thyristor that can be switched off and its spread to about a tenth of the value with conventional control. This makes it possible to connect GTO thyristors in series without selecting the semiconductor components and without adapting or regulating the control devices.
  • the invention is based on the object of specifying a device for the low-inductance connection of a switchable thyristor to its control device, which on the one hand incorporates at least one heat sink of the switchable thyristor and on the other hand considerably simplifies assembly.
  • the threaded rods are screwed circularly in a cathode-side heat sink, the threaded rods not only serve to brace the circuit board with the gate flange by means of the individual elements of the device, but also form an assembly aid for the individual components of this low-inductance connection.
  • the switchable thyristor is centered on the heat sink. After all the components for a low-inductance connection of the switchable thyristor to its control device are clamped together, only the anode-side heat sink needs to be placed on the anode in an axisymmetric manner with respect to the switchable thyristor and this arrangement is Device are clamped. This first embodiment considerably reduces the effort for assembly.
  • both heat sinks of a switchable thyristor are integrated into the device for the low-inductance connection of a switchable thyristor to its control device. That is, only when the stack of components (heat sink, elements of the device, switchable thyristor) are clamped by means of a clamping device, is the low-inductance connection of the switchable thyristor to its control device. So that the gate flange of the switchable thyristor can be clamped to one side of the circuit board, on the one hand a cathode counterpart and an annular spacer and on the other hand an annular insulating piece with a spring arranged in an end recess are provided. When the entire arrangement is clamped, part of the clamping force is transferred to the gate flange by means of the spring which is arranged in the annular recess in the insulating body.
  • the cathode-side heat sink is provided with a recess corresponding to the cathode surface of the thyristor which can be switched off.
  • the cathode counterpart and the annular spacer are no longer required. Due to the recess in the heat sink, the thyristor that can be switched off is centered on the heat sink and thus on the axis of the introduction of the clamping force. The assembly is also simplified.
  • the thyristor which can be switched off has an annular, segmented cathode flange as the control cathode supply.
  • the circuit board of the control device is at this embodiment encompassed by the control flanges of the turn-off thyristor. Only the circular spacer is required between the cathode flange and the cathode-side heat sink. By omitting the cathode counterparts, a so-called dry transition also disappears.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the device according to the invention
  • FIG. 2 shows a first embodiment of a second embodiment of the device according to the invention
  • FIG. 3 shows a second embodiment of the second embodiment according to FIG. 2
  • FIG. 4 shows a third embodiment of the device is shown according to the invention.
  • 2 denotes a cathode-side heat sink, 4 an anode-side heat sink and 6 a thyristor that can be switched off.
  • This switchable thyristor 6, also referred to as a GTO thyristor has an anode 8 and a cathode 10.
  • this GTO thyristor is provided with a gate flange 12.
  • a plurality of threaded rods 14, which are arranged in a circular ring, are screwed into the cathode-side heat sink 2.
  • a cathode counterpart 16 is arranged between the thyristor 6, which can be switched off, and the cooling element 2 on the cathode side.
  • An annular spacer 18 is arranged on this cathode counterpart 16.
  • Punch piece 18 is a printed circuit board 20 of a control device, not shown.
  • This circuit board 20 has a bore 22 corresponding to the thyristor 6 that can be switched off.
  • this device for the low-inductive connection of the GTO thyristor 6 to its control device also has an annular pressure element 24 made of insulating material and a plurality of clamping nuts 26 with which the gate flange 12 of the GTO thyristor 6 and the printed circuit board 20 of a control device by means of the components 2 , 14, 16, 18, 24 and 26 are connected to one another in an electrically conductive manner.
  • the threaded rods 14 are first screwed into the threaded holes provided on the cathode-side heat sink 2. These threaded rods 14, of which six to eighteen, for example, are arranged in a circle, also form an assembly aid.
  • the cathode counterpart 16 is placed on this cathode-side heat sink 2, the threaded rods 14 projecting through bores in the cathode counterpart 16. These bores are also arranged on a circle in the edge region of the circular cathode counterpart 16.
  • the annular spacer 18 is arranged on the cathode counterpart 16, this spacer 18 also having bores corresponding to the threaded rods 14.
  • the circular cathode counterpart 16 and the annular spacer 18 can form a structural unit, as shown in FIG. 1.
  • the circuit board 20 is placed on the spacer 18 and then the GTO thyristor is inserted into the bore 22 of the circuit board 20, the gate flange 12 being on one flat side 28 of the circuit board 20 and the cathode of the GTO thyristor 6 being on the cathode counterpart 16 supports.
  • the annular pressure element 24 is placed on this annular gate flange 12.
  • the individual components 16, 18, 20, 6 and 24 are spatially fixed to one another and centered together to form the heat sink.
  • the gate flange 12 and the printed circuit board 20 are clamped by means of the components 2, 16, 18 and 24 by means of the clamping nuts 26, wherein a locking ring can be arranged between the pressure element 24 and the clamping nuts 26. Then the anode-side heat sink 4 is placed on the anode 8 of the GTO thyristor 6 and the overall arrangement is clamped by means of a tensioning device. As a result, the control connections gate flange 12 and cathode counterpart 16 are electrically conductively connected to the flat sides 28 and 30 of the printed circuit board 20.
  • FIG. 2 shows a first embodiment of a second embodiment.
  • no screw connection is used, as a result of which neither the gate flange 12, the printed circuit board 20 nor the elements of the device have to be drilled.
  • This saves additional post-processing (drilling) of the individual elements and does not weaken the annular areas for a low-inductance connection of the GTO thyristor 6 to its control device.
  • the clamping force of the clamping bandage is used here.
  • an annular insulating piece 32 is provided, which is provided with an end recess 34.
  • a spring 36 is arranged in this annular recess 34.
  • the circular cathode counterpart 16 and the annular spacer 18 can form a structural unit, as shown.
  • GTO thyristor 6 and cathode counterpart 16 must be clamped by means of a clamping device, but also a force has to act on the spring without falling below a prescribed clamping force for the stack, the clamping force must be about the spring force increase.
  • the spring force acts in a ring shape by means of the insulating piece 32 on the gate flange 12, which is pressed in a ring shape on the flat side 28 of the printed circuit board 20.
  • the GTO thyristor 6 is electrically conductively connected by means of its gate flange 12 and by means of its cathode 10, cathode counterpart 16 and spacer 18 to the flat sides 28 and 30 of the printed circuit board 20 of a control device.
  • a cathode-side heat sink 2 with a recess 38 is provided instead of the circular cathode counterpart 16 and the annular spacer 18.
  • This circular recess 38 is dimensioned such that the cathode 10 of the GTO thyristor 6 is partially accommodated.
  • the GTO thyristor 6 is again centered on the line of action of the clamping force without additional measures.
  • This second embodiment thus corresponds to the first embodiment of the second embodiment according to FIG. 2.
  • the jacket surfaces 40 and 42 are provided with ribs 44. This increase in the creepage distance improves the dielectric strength of this arrangement.
  • FIG. 4 shows a third embodiment of the second embodiment according to FIG. 2, a GTO thyristor 6 being provided which, in addition to the gate flange 12, also has an annular segmented cathode flange 46 as a cathode supply having. As a result, a cathode counterpart 16 is no longer required. Only the annular spacer 18 is arranged between the cathode flange 46 and the cathode-side heat sink 2. The segmentation of this cathode flange 46 is obtained by radial slots. Before assembly, the individual segments of the cathode flange 46 are bent away from the gate flange 12.
  • the GTO thyristor 6 with the cathode part can be inserted through the bore 22 in the printed circuit board 20.
  • the segments of the cathode flange 46 are then bent to the flat side 30 of the printed circuit board 20.
  • the circuit board 20 is encompassed by the control flanges 12 and 46 of the GTO thyristor 6.

Landscapes

  • Power Conversion In General (AREA)
  • Thyristors (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur niederinduktiven Anbindung eines abschaltbaren Thyristors (6) an seine Ansteuereinrichtung, wobei der abschaltbare Thyristor (6) einen kreisringförmigen Gateflansch (12) als Gatezuführung und seine Ansteuereinrichtung eine Leiterplatte (20) als Anschlüsse aufweisen, wobei diese Leiterplatte (20) mit einer zum abschaltbaren Thyristor (6) korrespondierenden Bohrung (22) versehen ist und wobei die Vorrichtung ein Kathodengegenstück (16) und ein kreisringförmiges Distanzstück (18) aufweist. Erfindungsgemäss weist diese Vorrichtung ausserdem mehrere Gewindestangen (14), ein kreisringförmiges Druckelement (24) aus isolierendem Material und mehrere Spannmuttern (26) auf, wobei diese Gewindestangen (14) kreisförmig in einen kathodenseitigen Kühlkörper (2) geschraubt sind und die Elemente (16, 18, 20, 12, 24) aufnimmt und mittels der Spannmuttern (26) verspannt. Somit erhält man eine Vorrichtung zur niederinduktiven Anbindung eines abschaltbaren Thyristors (6) an seine Ansteuereinrichtung, die einerseits wenigstens einen Kühlkörper (2, 4) des Thyristors (6) mit einbindet und andererseits sich die Montage wesentlich vereinfacht.

Description

Beschreibung
Vorrichtung zur niederinduktiven Anbindung eines abschaltbaren Thyristors an seine Ansteuereinrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur niederinduktiven Anbindung eines abschaltbaren Thyristors an seine Ansteuereinrichtung gemäß Oberbegriff eines der Ansprüche 1 bis 5.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 ist aus der Veröffentlichung mit dem Titel "Serienschaltung von GTO-Thyristoren für Frequenzumrichter hoher Leistung", abgedruckt in der DE-Zeit- schrift "ABB Technik", 1996, Heft 5, Seiten 14-20 bekannt und die Ausgestaltung eines zugehörigen Thyristors ist in der EP 0 588 026 A2 näher beschrieben.
Um die Leistung von GTO-Stromrichtern zu erhöhen, gibt es mehrere Möglichkeiten, von denen die Reihenschaltung mehrerer abschaltbarer Thyristoren, auch als Gate-Turn-Off-Thyristoren (GTO-Thyristoren) bezeichnet, hinsichtlich der Anlagen- wie auch der Betriebskosten die größten Vorteile aufweist. Grundsätzlich läßt sich die Zwischenkreisspannung eines GTO-Strom- richters entsprechend der Zahl der in Serie geschalteten GTO- Thyristoren erhöhen. Allerdings muß der gleichmäßigen Spannungsaufteilung zwischen den Spannungshalbleitern besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden. Die Serienschaltung der GTO- Thyristoren stellt sehr hohe Anforderungen an die zeitliche Genauigkeit der Schaltvorgänge. Verlangt wird, daß alle in Serie geschalteten GTO-Thyristoren, beispielsweise innerhalb von etwa 200 nsec schalten. Dazu wurde eine harte Ansteuerung entwickelt. Mittels harter GTO-Ansteuerung weist der Gatestrom eines GTO-Thyristors eine wesentlich höhere Steilheit (bis zu 3000 A/μsec) und Amplitude auf als bei konventionel- len Ansteuerungen (30 A/μsec) . Um eine derartige Stromsteilheit erzeugen zu können, mußte die Induktivität der Ansteuer- einheit um etwa einen Faktor 100 vermindert werden, was zu einem völlig neuen Aufbau führte. GTO-Thyristoren und Ansteu- ereinheit bilden eine komplette konstruktive Einheit.
Um zu dieser in Bild 5 der genannten Veröffentlichung gezeigte konstruktiven Einheit zu gelangen, mußte einerseits der GTO-Thyristor und andererseits die Ansteuereinrichtung verän- dert werden. Der GTO-Thyristor erhielt als Gatezuführung einen kreisringförmigen Gateflansch. Bei der Ansteuereinrichtung wurde die Leiterplatte, die die Elektronik der Ansteuerschaltung aufnimmt derart verlängert, daß diese als Anschlüsse für den GTO-Thyristor benutzt werden konnten. Dazu ist diese Leiterplatte zur Aufnahme des GTO-Thyristors mit einer korrespondierenden Bohrung versehen. Außerdem wird ein Kathodengegenstück und ein Distanzstück aus Metall benötigt. Das kreisringförmige Distanzstück umschließt die korrespondierende Bohrung und ist mit der einen Seite der Leiterplatte ver- lötet. Ferner ist dem Bild 5 der genannten Veröffentlichung zu entnehmen, daß der Gateflansch mit einem kreisringförmigen Ring abgedeckt ist, der auf der zweiten Seite dieser Leiterplatte ebenfalls aufgelötet ist. Mittels des Kathodengegenstücks, des Distanzstücks und des Rings ist der GTO-Thyristor mit seinen beiden Steueranschlüssen (Gateflansch, Kathode) mit den beiden Seiten der Leiterplatte elektrisch leitend verbunden, wobei das Kathodengegenstück mit dem kreisringförmigen Distanzstück lösbar miteinander verbunden ist. Dadurch fließt der Gatestrom direkt von den Steuertransistoren der Ansteuerschaltung über die Platine zum Gateanschluß des GTO- Thyristors. Durch diese Vorrichtung zur niederinduktiven Anbindung eines abschaltbaren Thyristors an seine Steuereinrichtung ist eine Stromsteilheit des Gatestroms von 3000 A/μsec erreicht worden. Durch diese harte Ansteuerung wird die Reaktionszeit eines abschaltbaren Thyristors und dessen Streuung auf etwa ein Zehntel des Wertes mit konventioneller Ansteuerung reduziert, Dadurch ist die Serienschaltung von GTO-Thyristoren ohne Se- lektion der Halbleiterbauelemente und ohne Anpassung oder Regelung der Ansteuereinrichtungen machbar.
Mittels der beschriebenen Vorrichtung werden nur der abschaltbare Thyristor und seine Ansteuereinrichtung niederin- duktiv miteinander verbunden, wobei ein kathoden- und anoden- seitiger Kühlkörper nicht mit eingebunden ist. Außerdem ist diese Vorrichtung aufwendig.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich- tung zur niederinduktiven Anbindung eines abschaltbaren Thyristors an seine Ansteuereinrichtung anzugeben, die einerseits wenigstens einen Kühlkörper des abschaltbaren Thyristors mit einbindet und andererseits sich die Montage erheblich vereinfacht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß jeweils gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1,2,3 4 bzw. 5.
Dadurch, daß Gewindestangen kreisförmig in einem kathodensei- tigen Kühlkörper geschraubt sind, dienen die Gewindestangen nicht nur für die Verspannung der Leiterplatte mit dem Gateflansch mittels der einzelnen Elemente der Vorrichtung, sondern bilden gleichzeitig eine Montagehilfe für die einzelnen Bauelemente dieser niederinduktiven Anbindung. Außerdem ist der abschaltbare Thyristor zum Kühlkörper zentriert. Nachdem alle Bauelemente für eine niederinduktive Anbindung des abschaltbaren Thyristors an seine Ansteuereinrichtung miteinander verspannt sind, braucht nur noch der anodenseitige Kühlkörper achssymmetrisch zum abschaltbaren Thyristor auf die Anode gelegt werden und diese Anordnung mittels einer Spann- Vorrichtung verspannt werden. Durch diese erste Ausgestaltung verringert sich der Aufwand für die Montage erheblich.
Bei der zweiten Ausführungsform werden beide Kühlkörper eines abschaltbaren Thyristors in die Vorrichtung zur niederinduktiven Anbindung eines abschaltbaren Thyristors an seine Ansteuereinrichtung mit eingebunden. D.h., erst wenn der Stapel von Bauelementen (Kühlkörper, Elemente der Vorrichtung, abschaltbarer Thyristor) mittels einer Spannvorrichtung ver- spannt sind, ist die niederinduktive Anbindung des abschaltbaren Thyristors an seine Ansteuereinrichtung erfolgt. Damit der Gateflansch des abschaltbaren Thyristors mit der einen Seite der Leiterplatte verspannt werden kann, sind einerseitsein Kathodengegenstück und ein kreisringförmiges Distanzstück und andererseits ein kreisringförmiges Isolierstück mit einer in einer stirnseitigen Ausnehmung angeordneten Feder vorgesehen. Beim Verspannen der gesamten Anordnung wird ein Teil der Spannkraft mittels der Feder, die in der kreisringförmigen Ausnehmung des Isolierkörpers angeordnet ist, auf den Gate- flansch übertragen.
Bei einer weiteren vorteilhaften zweiten Ausführungsform ist der kathodenseitige Kühlkörper mit einer zur Kathodenfläche des abschaltbaren Thyristors korrespondierenden Ausnehmungen versehen. Bei dieser vorteilhaften Ausführungsform wird das Kathodengegenstück und das kreisringförmige Distanzstück nicht mehr benötigt. Durch die im Kühlkörper vorhandene Ausnehmung wird der abschaltbare Thyristor zum Kühlkörper und damit zur Achse der Einleitung der Spannkraft zentriert. Au- ßerdem vereinfacht sich die Montage.
Bei einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist der abschaltbare Thyristor einen kreisringförmigen, segmentierten Kathodenflansch als Steuerkathodenzufüh- rung auf. Die Leiterplatte der Ansteuereinrichtung wird bei dieser Ausführungsform von den Steuerflanschen des abschaltbaren Thyristors umgriffen. Zwischen dem Kathodenflansch und dem kathodenseitigen Kühlkörper wird nur noch das kreisringförmige Distanzstück benötigt. Durch das Weglassen der Kathodengegenstücken verschwindet auch ein sogenannter trockener Übergang.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Ausführungsformen sind den Unteransprüchen 6 und 8 zu entnehmen.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der mehrere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch veranschaulicht sind.
FIG 1 zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, in FIG 2 ist eine erste Ausgestaltung einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung veranschaulicht, wobei die FIG 3 eine zweite Ausgestaltung der zweiten Ausführungsform gemäß FIG 2 darstellt und in FIG 4 eine dritte Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt ist.
In der FIG 1 ist mit 2 ein kathodenseitiger Kühlkörper, mit 4 ein anodenseitiger Kühlkörper und mit 6 ein abschaltbarer Thyristor bezeichnet. Dieser abschaltbare Thyristor 6, auch als GTO-Thyristor bezeichnet, weist eine Anode 8 und eine Kathode 10 auf. Außerdem ist dieser GTO-Thyristor mit einem Gateflansch 12 versehen. In den kathodenseitigen Kühlkörper 2 sind mehrere Gewindestangen 14 geschraubt, die kreisringförmig angeordnet sind. Zwischen dem abschaltbaren Thyristor 6 und dem kathodenseitigen Kühlkörper 2 ist ein Kathodengegenstück 16 angeordnet. Auf diesem Kathodengegenstück 16 ist ein kreisringförmiges Distanzstück 18 angeordnet. Auf diesem Di- stanzstück 18 ist eine Leiterplatte 20 einer nicht näher dargestellten Ansteuereinrichtung gesteckt. Diese Leiterplatte 20 weist eine zum abschaltbaren Thyristor 6 korrespondierende Bohrung 22 auf. Außerdem weist diese Vorrichtung zur niede- rinduktiven Anbindung des GTO-Thyristors 6 an seine Ansteuereinrichtung noch ein kreisringförmiges Druckelement 24 aus Isoliermaterial und mehrere Spannmuttern 26 auf, mit denen der Gateflansch 12 des GTO-Thyristors 6 und die Leiterplatte 20 einer Ansteuereinrichtung mittels der Bauelemente 2,14,16,18,24 und 26 miteinander elektrisch leitend verbunden wird.
Bei der Montage werden zunächst die Gewindestangen 14 in die vorgesehenen Gewindebohrungen des kathodenseitigen Kühlkör- pers 2 geschraubt. Diese Gewindestangen 14, von denen beispielsweise sechs bis achtzehn in einem Kreis angeordnet sind, bilden außerdem eine Montagehilfe. Auf diesem kathodenseitigen Kühlkörper 2 wird das Kathodengegenstück 16 gelegt, wobei die Gewindestangen 14 durch Bohrungen des Kathodenge- genstücks 16 ragen. Diese Bohrungen sind ebenfalls auf einem Kreis im Randbereich des kreisförmigen Kathodengegenstück 16 angeordnet. Als nächstes wird das kreisringförmige Distanzstück 18 auf dem Kathodengegenstück 16 angeordnet, wobei auch dieses Distanzstück 18 zu den Gewindestangen 14 korrespondie- rende Bohrungen aufweist. Vorteilhafterweise kann das kreisförmige Kathodengegenstück 16 und das kreisringförmige Distanzstück 18 eine Baueinheit bilden, wie in FIG 1 dargestellt. Nun wird die Leiterplatte 20 auf das Distanzstück 18 plaziert und danach der GTO-Thyristor in die Bohrung 22 der Leiterplatte 20 eingesetzt, wobei der Gateflansch 12 auf der einen Flachseite 28 der Leiterplatte 20 liegt und die Kathode des GTO-Thyristors 6 sich auf dem Kathodengegenstück 16 abstützt. Auf diesen kreisringförmigen Gateflansch 12 wird das kreisringförmige Druckelement 24 gelegt. Durch die in den ka- thodenseitigen Kühlkörper 2 geschraubten Gewindestangen 14 sind die einzelnen Bauelemente 16,18,20,6 und 24 zueinander raumlich fixiert und gemeinsam zum Kühlkörper zentriert. Mittels der Spannmuttern 26, wobei zwischen Druckelement 24 und Spannmuttern 26 jeweils ein Sicherungsring angeordnet sein kann, werden der Gateflansch 12 und die Leiterplatte 20 mittels der Bauelemente 2, 16,18 und 24 verspannt. Danach wird der anodenseitige Kühlkörper 4 auf die Anode 8 des GTO- Thyristors 6 gelegt und die Gesamtanordnung mittels einer Spannvorrichtung verspannt. Dadurch sind die Steueranschlusse Gateflansch 12 und Kathodengegenstuck 16 mit den Flachseiten 28 und 30 der Leiterplatte 20 elektrisch leitend verbunden.
In der FIG 2 ist eine erste Ausgestaltung einer zweiten Ausfuhrungsform dargestellt. Bei dieser zweiten Ausfuhrungsform wird keine Schraubverbindung verwendet, wodurch weder der Gateflansch 12, die Leiterplatte 20, noch die Elemente der Vorrichtung gebohrt werden müssen. Dadurch werden zusatzliche Nachbearbeitungen (Bohren) der einzelnen Elemente eingespart und die kreisringformigen Bereiche für eine niederinduktive Anbindung des GTO-Thyristors 6 an seine Ansteuereinrichtung nicht geschwächt. Anstelle der Verschraubung wird hier die Spannkraft des Spannverbandes ausgenutzt. Dazu ist ein kreis- ringformiges Isolierstuck 32 vorgesehen, das mit einer stirnseitigen Ausnehmung 34 versehen ist. In dieser kreisringfor- igen Ausnehmung 34 ist eine Feder 36 angeordnet. Als Feder
36 kann beispielsweise ein maanderformiger Blechstreifen vorgesehen sein. Diese Feder 36 ist derart in der kreisringformigen Ausnehmung 34 angeordnet, daß diese Feder 36 wenigstens zur Hälfte herausragt. Die Abmessungen des Isolierstucks 32 und der Feder 36 sind so bemessen, daß im verspannten Zustand der Abstand Gateflansch 12 und anodenseitiger Kühlkörper ausgefüllt ist und ein Teil der Spannkraft auf den Gateflansch 12 einwirkt. Auch bei dieser zweiten Ausfuhrungsform kann das kreisförmige Kathodengegenstuck 16 und das kreisringformige Distanzstuck 18 eine Baueinheit, wie dargestellt, bilden. Da mittels einer Spannvorrichtung nicht nur der Stapel Kühlkörper 2 und 4, GTO-Thyristor 6 und Kathodengegenstuck 16 verspannt werden muß, sondern auch auf die Feder eine Kraft einwirken muß, ohne daß eine vorgeschriebene Spannkraft für den Stapel unterschritten wird, muß die Spannkraft um die Federkraft erhöht werden. Im verspannten Zustand des Stapels wirkt die Federkraft kreisringformig mittels des Isolierstucks 32 auf den Gateflansch 12, der kreisringförmig auf die Flachseite 28 der Leiterplatte 20 gepreßt wird. Dadurch ist der GTO- Thyristor 6 mittels seines Gateflansches 12 und mittels seiner Kathode 10, Kathodengegenstuck 16 und Distanzstuck 18 mit den Flachseiten 28 und 30 der Leiterplatte 20 einer Ansteuereinrichtung elektrisch leitend verbunden.
Bei einer zweiten Ausgestaltung der zweiten Ausfuhrungsform der Vorrichtung zur niederinduktiven Anbindung eines abschaltbaren Thyristors 6 mit seiner Ansteuereinrichtung gemäß FIG 3 ist anstelle des kreisförmigen Kathodengegenstucks 16 und des kreisringfόrmigen Distanzstucks 18 ein kathodenseiti- ger Kühlkörper 2 mit einer Ausnehmung 38 vorgesehen. Diese kreisförmige Ausnehmung 38 ist derart bemessen, daß die Kathode 10 des GTO-Thyristors 6 zum Teil aufgenommen wird. Dadurch ist der GTO-Thyristor 6 zur Wirklinie der Spannkraft wieder ohne zusätzliche Maßnahmen zentriert. Somit entspricht diese zweite Ausgestaltung der ersten Ausgestaltung der zweiten Ausführungsform gemäß FIG 2. Zur Erhöhung der Kriechstrecken des Isolierstücks 32 sind dessen Mantelflachen 40 und 42 mit Rippen 44 versehen. Durch diese Erhöhung der Kriechstrecke verbessert sich die Spannungsfestigkeit dieser Anordnung.
Die FIG 4 zeigt eine dritte Ausgestaltung der zweiten Ausfuhrungsform nach FIG 2, wobei ein GTO-Thyristor 6 vorgesehen ist, der neben dem Gateflansch 12 noch einen kreisringformi- gen, segmentierten Kathodenflansch 46 als Kathodenzufuhrung aufweist. Dadurch wird ein Kathodengegenstuck 16 nicht mehr benötigt. Zwischen Kathodenflansch 46 und dem kathodenseitigen Kühlkörper 2 ist nur noch das kreisringförmige Distanzstück 18 angeordnet. Die Segmentierung dieses Kathodenflan- sches 46 erhält man durch radiale Schlitze. Vor der Montage sind die einzelnen Segmente des Kathodenflansches 46 vom Gateflansch 12 weggebogen. Dadurch kann der GTO-Thyristor 6 mit dem Kathodenteil durch die Bohrung 22 der Leiterplatte 20 gesteckt werden. Danach werden die Segmente des Kathodenflan- sches 46 zur Flachseite 30 der Leiterplatte 20 gebogen. Dadurch wird die Leiterplatte 20 von den Steuerflanschen 12 und 46 des GTO-Thyristors 6 umgriffen.
Durch die Ausgestaltungen der zweiten Ausführungsform der er- findungsgemäßen Vorrichtung zur niederinduktiven Anbindung eines abschaltbaren Thyristors 6 an seine Ansteuereinrichtung gemäß den FIG 2 bis 4 braucht die Leiterplatte 20 im Bereich der Bohrung 22 nicht mehr bearbeitet werden.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur niederinduktiven Anbindung eines abschaltbaren Thyristors (6) an seine Ansteuereinrichtung, wobei der abschaltbare Thyristor (6) einen kreisringförmigen Gateflansch (12) als Gatezuführung und seine Ansteuereinrichtung eine Leiterplatte (20) als Anschlüsse aufweisen, wobei diese Leiterplatte (20) mit einer zum abschaltbaren Thyristor (6) korrespondierenden Bohrung (22) versehen ist und wobei die Vorrichtung ein Kathodengegenstuck (16) und ein kreisringförmiges Distanzstück (18) aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß diese Vorrichtung außerdem ein kreisringförmiges Druck element (24) aus isolierendem Material, mehrere Gewindestan- gen (14) und mehrere Spannmuttern (26) aufweist, wobei diese Gewindestangen (14) kreisförmig in einem kathodenseitigen Kühlkörper (2) geschraubt sind und das Kathodengegenstuck (16), das kreisringförmige Distanzstück (18), die Leiterplatte (20), den Gateflansch (12) und das Druckelement (24) auf- nehmen und wobei mittels Spannmuttern (26) der Gateflansch (12) und -der abschaltbare Thyristor (6) kathodenseitig mit der Leiterplatte (20) verbunden sind (FIG 1) .
2. Vorrichtung zur niederinduktiven Anbindung eines abschalt- baren Thyristors (6) an seine Ansteuereinrichtung, wobei der abschaltbare Thyristor (6) einen kreisringförmigen Gateflansch (12) als Gatezuführung und seine Ansteuereinrichtung eine Leiterplatte (20) als Anschlüsse aufweisen, wobei diese Leiterplatte (20) mit einer zum abschaltbaren Thyristor (6) korrespondierenden Bohrung (22) versehen ist und wobei diese Vorrichtung ein Kathodengegenstuck (16) und ein kreisringförmiges Distanzstück (18) aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß diese Vorrichtung außerdem ein kreisringförmiges Isolier- stück (32) mit einer stirnseitig verlaufenden Ausnehmung (34), eine Feder (36), die in dieser Ausnehmung (34) angeordnet ist, und einen kathoden- und anodenseitigen Kühlkörper (2,4) aufweist, wobei nacheinander auf dem kathodenseitigen Kühlkörper (2) das Kathodengegenstuck (16), das Distanzstück (18), die Leiterplatte (20), der abschaltbare Thyristor (6), das Isolierstück (32) mit der Feder (36) und der anodenseiti- ge Kühlkörper (2) gestapelt und miteinander verspannt wird (FIG 2) .
3. Vorrichtung zur niederinduktiven Anbindung eines abschaltbaren Thyristors (6) an seine Ansteuereinrichtung, wobei der abschaltbare Thyristor (6) einen kreisringförmigen Gateflansch (12) als Gatezuführung und seine Ansteuereinrichtung eine Leiterplatte (20) als Anschlüsse aufweisen, wobei diese Leiterplatte (20) mit einer zum abschaltbaren Thyristor (6) korrespondierenden Bohrung (22) versehen ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß diese Vorrichtung außerdem ein kreisringförmiges Isolierstück (32) mit einer stirnseitig verlaufenden Ausnehmung (34), eine Feder (36), die in dieser Ausnehmung (34) angeordnet ist, und einen kathoden- und anodenseitigen Kühlkörper (2,4) aufweist, wobei dieser kathodenseitige Kühlkörper (2) mit einer zum abschaltbaren Thyristor (6) korrespndierenden ausnehmung (38) versehen ist und wobei nacheinander auf dem kathodenseitigen Kühlkörper (2) die Leiterplatte (20) , der abschaltbare Thyristor (6), das Isolierstück (32) mit der Feder (36) und der anodenseitige Kühlkörper (2) gestapelt und miteinander verspannt wird (FIG 3).
4. Vorrichtung zur niederinduktiven Anbindung eines abschaltbaren Thyristors (6) an seine Ansteuereinrichtung, wobei der abschaltbare Thyristor (6) einen kreisringförmigen Gateflansch (12) als Gatezuführung und seine Ansteuereinrichtung eine Leiterplatte (20) als Anschlüsse aufweisen, wobei diese Leiterplatte (20) mit einer zum abschaltbaren Thyristor (6) korrespondierenden Bohrung (22) versehen ist und wobei diese Vorrichtung ein kreisringförmiges Distanzstück (18) aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß diese Vorrichtung außerdem ein kreisringförmiges Isolier- stück (32) mit einer stirnseitig verlaufenden Ausnehmung
(34), eine Feder (36), die in dieser Ausnehmung (34) angeordnet ist, und einen kathoden- und anodenseitigen Kühlkörper (2,4) aufweist, wobei dieser abschaltbare Thyristor (6) einen kreisringförmigen, segmentierten Kathodenflansch (46) als Steuerkathodenzuführung aufweist und wobei nacheinander auf dem kathodenseitigen Kühlkörper (2) das Distanzstück (18), der abschaltbare Thyristor (6) mit dem segmentierten Kathodenflansch (46) und der zwischen den Steueranschlüssen des abschaltbaren Thyristors (6) angeordneten Leiterplatte (20), das Isolierstück (32) mit der Feder (36) und der anodenseiti- ge Kühlkörper (2) gestapelt und miteinander verspannt wird (FIG 4) .
5. Vorrichtung zur niederinduktiven Anbindung eines abschalt- baren Thyristors (6) an seine Ansteuereinrichtung, wobei der abschaltbare Thyristor (6) einen kreisringförmigen Gateflansch (12) als Gatezuführung und seine Ansteuereinrichtung eine Leiterplatte (20) als Anschlüsse aufweisen, wobei diese Leiterplatte (20) mit einer zum abschaltbaren Thyristor (6) korrespondierenden Bohrung (22) versehen ist und wobei die
Vorrichtung ein kreisringförmiges Distanzstück (18) aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß diese Vorrichtung außerdem ein kreisringförmiges Druck element (24) aus isolierendem Material, mehrere Gewindestan- gen (14) und mehrere Spannmuttern (26) aufweist, wobei diese Gewindestangen (14) kreisförmig in einem kathodenseitigen Kühlkörper (2) geschraubt sind und das kreisringförmige Distanzstück (18), die Leiterplatte (20), den Gateflansch (12) und das Druckelement (24) aufnehmen und wobei mittels Spann- muttern (26) der Gateflansch (12) und der abschaltbare Thyri- stör (6) kathodenseitig mit der Leiterplatte (20) verbunden sind (FIG 1) .
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, wobei das kreisring- förmige Distanzstück (18) und das Kathodengegenstuck (16) eine Baueinheit bilden.
7. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, wobei die Mantelflächen (40,42) des kreisringförmigen Isolierstückes (32) mit Rippen (44) versehen sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4, wobei als Feder (36) ein mäanderförmiges Band vorgesehen ist.
EP98924013A 1997-03-21 1998-03-16 Vorrichtung zur niederinduktiven anbindung eines abschaltbaren thyristors an seine ansteuereinrichtung Withdrawn EP0968531A2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19711965 1997-03-21
DE19711965A DE19711965C2 (de) 1997-03-21 1997-03-21 Vorrichtung zur niederinduktiven Anbindung eines abschaltbaren Thyristors an seine Ansteuereinrichtung
PCT/DE1998/000775 WO1998043296A2 (de) 1997-03-21 1998-03-16 Vorrichtung zur niederinduktiven anbindung eines abschaltbaren thyristors an seine ansteuereinrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP0968531A2 true EP0968531A2 (de) 2000-01-05

Family

ID=7824217

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP98924013A Withdrawn EP0968531A2 (de) 1997-03-21 1998-03-16 Vorrichtung zur niederinduktiven anbindung eines abschaltbaren thyristors an seine ansteuereinrichtung

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP0968531A2 (de)
DE (1) DE19711965C2 (de)
WO (1) WO1998043296A2 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100530621C (zh) * 2007-03-22 2009-08-19 台湾杰罗司邦股份有限公司 附有散热结构的硅控整流器
CN112563210A (zh) * 2020-12-11 2021-03-26 浙江华晶整流器有限公司 一种逆导模块

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1614977A1 (de) * 1967-06-12 1971-05-27 Halbleiterwerk Frankfurt Oder Halbleiterbauelement mit einem in einem Gehaeuse eingeschlossenen Halbleiterelement
FR2614469B1 (fr) * 1987-04-24 1989-07-21 Inrets Dispositif de refroidissement, en particulier pour semi-conducteur de puissance
JPH04352457A (ja) * 1991-05-30 1992-12-07 Mitsubishi Electric Corp 圧接型半導体装置及びその製造方法
US5168425A (en) * 1991-10-16 1992-12-01 General Electric Company Mounting arrangements for high voltage/high power semiconductors
DE4227063A1 (de) * 1992-08-15 1994-02-17 Abb Research Ltd Abschaltbares Hochleistungs-Halbleiterbauelement
DE19505387A1 (de) * 1995-02-17 1996-08-22 Abb Management Ag Druckkontaktgehäuse für Halbleiterbauelemente
JP3291977B2 (ja) * 1995-05-31 2002-06-17 三菱電機株式会社 圧接型半導体素子及びその製造方法並びに圧接型半導体装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO9843296A3 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE19711965C2 (de) 1999-01-14
WO1998043296A2 (de) 1998-10-01
WO1998043296A3 (de) 1999-03-11
DE19711965A1 (de) 1998-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1318547B1 (de) Leistungshalbleiter-Modul
DE3420535A1 (de) Halbleiter-modul fuer eine schnelle schaltanordnung
EP3906609B1 (de) Elektrische maschine
DE4007566A1 (de) Leistungsverstaerker fuer die speisung einer induktivitaet mit geschalteten transistoren
DE3734067A1 (de) Halbleitervorrichtung
DE10312186A1 (de) Brennstoffzellenstapel mit geteilten Zellen
EP3281507B1 (de) Phasenmodul für einen stromrichter
EP1952439B1 (de) Halbleitervorrichtung mit einem eine ansteuereinheit enthaltenden gehäuse
DE102008009913A1 (de) Stromrichtermodul der Leistungselektronik
DE3201296C2 (de) Transistoranordnung
EP0968531A2 (de) Vorrichtung zur niederinduktiven anbindung eines abschaltbaren thyristors an seine ansteuereinrichtung
DE2232953A1 (de) Einrichtung zur verklammerung von thyristoren
EP0086483B1 (de) Leistungsgleichrichteranordnung
DE102020208215A1 (de) Leiterplatte, Inverter sowie Elektromotoranordnung
EP4511951B1 (de) Elektromotor mit leistungselektronik-baugruppe
DE102022207268A1 (de) Inverteranordnung
DE102015213916A1 (de) Leistungshalbleitermodulanordnung
DE102022131921B3 (de) Anordnung mit einer Mehrzahl Leistungshalbleitermodulen
DE102009024384B4 (de) Leistungshalbleitermodul in gestapelter Bauweise
DE2829300C2 (de) Umkehrstromrichter-Anordnung
DE102022211926A1 (de) Schweißgerät
EP3493225A1 (de) Bremswiderstandvorrichtung
AT391775B (de) Stapelbare anordnung einer gehaeuselosen, in eine siedekuehlfluessigkeit getauchten leistungshalbleiterscheibe
AT395793B (de) Schaltungsanordnung fuer umkehrstromrichter mit zwei kompakt-drehstrombruecken in gegenparallelschaltung
DE102022129449A1 (de) Leistungshalbleitermodul mit einer auf eine Schalteinrichtung einwirkenden Druckeinrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 19990917

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): CH DE FR LI

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20011002