SE508074C2 - Thyristor valve for high voltage DC transmission including means which counteract ignition of the thyristor during a time interval after a line interval - Google Patents

Thyristor valve for high voltage DC transmission including means which counteract ignition of the thyristor during a time interval after a line interval

Info

Publication number
SE508074C2
SE508074C2 SE9501246A SE9501246A SE508074C2 SE 508074 C2 SE508074 C2 SE 508074C2 SE 9501246 A SE9501246 A SE 9501246A SE 9501246 A SE9501246 A SE 9501246A SE 508074 C2 SE508074 C2 SE 508074C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
thyristor
ignition
signal
time interval
interval
Prior art date
Application number
SE9501246A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE9501246L (en
SE9501246D0 (en
Inventor
Bo Danielsson
Original Assignee
Asea Brown Boveri
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 Asea Brown Boveri filed Critical Asea Brown Boveri
Priority to SE9501246A priority Critical patent/SE508074C2/en
Publication of SE9501246D0 publication Critical patent/SE9501246D0/en
Priority to PCT/SE1996/000394 priority patent/WO1996031932A1/en
Priority to EP96909430A priority patent/EP0819329A1/en
Publication of SE9501246L publication Critical patent/SE9501246L/en
Publication of SE508074C2 publication Critical patent/SE508074C2/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H02M1/088—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters for the simultaneous control of series or parallel connected semiconductor devices
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/10—Modifications for increasing the maximum permissible switched voltage
    • H03K17/105—Modifications for increasing the maximum permissible switched voltage in thyristor switches
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/567—Circuits characterised by the use of more than one type of semiconductor device, e.g. BIMOS, composite devices such as IGBT
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/72—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices having more than two PN junctions; having more than three electrodes; having more than one electrode connected to the same conductivity region
    • H03K17/73—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices having more than two PN junctions; having more than three electrodes; having more than one electrode connected to the same conductivity region for dc voltages or currents
    • H03K17/732—Measures for enabling turn-off

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Abstract

A thyristor valve for a converter for power transmission by means of high-voltage direct current has a number of preferably series-connected thyristors (T1). Each thyristor has means (NV4, BV2, PG1) adapted to sense when a conduction interval of the thyristor is completed and, during a time interval thereafter, to generate a control signal (RP, RP', RP1) which is supplied to a blocking input (BG) of the thyristor for blocking the firing of the thyristor during said time interval.

Description

15 20 25 30 35 sus 074 2 Varje tyristorstyrenhet avger en tändpuls till sin tyristor då tändpuls erhålles från ventilstyrenheten, under förut- sättning av att samtidigt dels en blockspänning av tillräck- lig storlek (t ex ca 30-40 V) ligger över tyristorn och dels' tillräcklig tändenergi finns tillgänglig i tyristorenheten. 15 20 25 30 35 sus 074 2 Each thyristor control unit emits an ignition pulse to its thyristor when the ignition pulse is obtained from the valve control unit, provided that at the same time a block voltage of sufficient size (eg approx. 30-40 V) is above the thyristor and secondly, sufficient ignition energy is available in the thyristor unit.

För skydd av tyristorn mot överspänning i blockriktningen finns en krets som utlöser skyddständning av tyristorn om blockspänningen uppnår en förutbestämd nivà, t ex 7 kV. Det bör observeras att alla uppgifter om nivåer i denna ansökan är baserade pà en dimensionerande tyristorblockspänning strax över 7 kv. Andra dimensionerande blockspänningar ger givetvis andra nivàer.To protect the thyristor against overvoltage in the block direction, there is a circuit that triggers protective ignition of the thyristor if the block voltage reaches a predetermined level, eg 7 kV. It should be noted that all information on levels in this application is based on a dimensioning thyristor block voltage just above 7 kv. Other dimensioning block voltages of course provide other levels.

Under en tyristors áterhämtningsintervall efter ett ledin- tervall har tyristorn inte hunnit àterfà full förmåga att utan självtändning ta upp spänning i blockriktningen. En återvändande blockspänning under detta intervall kan därför orsaka att tyristorn självtänder. Tyristorn kan därvid utan att skadas självtända eller skyddständas vid låga blockspän- ningar, men om självtändning (eller skyddständning) sker vid högre blockspänningar kan resultatet bli att tyristorn ska- das eller förstörs. För att skydda tyristorerna mot denna risk är varje tyristorstyrenhet i de här beskrivna kända ventilerna så utformad att den under áterhämtningsinterval- let sänker den nivå, vid vilken skyddständning görs, till ett relativt làgt värde, t ex ca l kV. Detta ástadkommes i dessa kända ventiler genom att en krets avkänner när efter ett ledintervall spärrspänning uppträder över tyristorn.During a thyristor's recovery interval after a lead interval, the thyristor has not had time to regain full ability to pick up voltage in the block direction without self-ignition. A returning block voltage during this interval can therefore cause the thyristor to self-ignite. The thyristor can then be self-ignited or ignited at low block voltages without damage, but if self-ignition (or protective ignition) occurs at higher block voltages, the result can be that the thyristor is damaged or destroyed. To protect the thyristors against this risk, each thyristor control unit in the known valves described here is designed so that during the recovery interval it lowers the level at which the protective ignition is made to a relatively low value, eg about 1 kV. This is achieved in these known valves by a circuit sensing when after a conduction interval a blocking voltage occurs across the thyristor.

Denna krets triggar en tidkrets som avger en s k RP-puls (RP = Recovery Protection) med förutbestämd längd, t ex ca 1 ms.This circuit triggers a time circuit that emits a so-called RP pulse (RP = Recovery Protection) with a predetermined length, eg approx. 1 ms.

Om under varaktigheten av denna puls en blockspänning uppnå- ende till det nyssnämnda lägre värdet uppträder över tyris- torn, avges en tändpuls för skyddständning av tyristorn.If during the duration of this pulse a block voltage reaching the just mentioned lower value occurs across the thyristor, an ignition pulse is emitted for protective ignition of the thyristor.

Härigenom undviks risken för skador genom självtändning frán alltför hög spänning. 10 15 20 25 30 35 sus 074 4 tändningar, och därmed för kommuteringsfel och driftstör- ningar, kan reduceras jämfört med tidigare kända ventiler.This avoids the risk of damage due to self-ignition from excessive voltage. 10 15 20 25 30 35 sus 074 4 ignitions, and thus for commutation faults and malfunctions, can be reduced compared to previously known valves.

Uppfinningen avser vidare att göra det möjligt att åstad- komma dessa fördelar med hjälp av väl utprovade och till- förlitliga tyristorstyrenheter av tidigare känt slag, i vilka endast obetydliga ändringar behöver göras.The invention further aims to make it possible to achieve these advantages by means of well-tried and reliable thyristor controllers of a previously known type, in which only insignificant changes need be made.

Vad som kännetecknar en tyristorventil enligt uppfinningen framgår av bifogade patentkrav.What characterizes a thyristor valve according to the invention is stated in the appended claims.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas i anslutning till bifogade figurer l - 6. Figur 1 visar en tyristorventil enligt uppfinningen. Figur 2 visar en av de i ventilen ingående tyristorstyrenheterna. Figur 3 visar sche- matiskt en del av ett snitt genom en av ventilens tyristo- rer. Figur 4 visar som funktion av tiden spänningen över och strömmen genom tyristorn vid avslutningen av ett ledinter- vall. Figur Sa visar en s k GATT-tyristor och figur 5b dess anslutning till sin styrenhet vid användning i en alternativ utföringsform av en ventil enligt uppfinningen. Figur 6a visar ett alternativt sätt att detektera återhämtningsinter- vallets början genom att avkänna tyristorströmmens noll- genomgáng, och figur 6b visar tyristorströmmen och mätsig- nalen som funktion av tiden.DESCRIPTION OF THE FIGURES The invention will be described in more detail in the following in connection with the appended figures 1 - 6. Figure 1 shows a thyristor valve according to the invention. Figure 2 shows one of the thyristor controllers included in the valve. Figure 3 schematically shows a part of a section through one of the valve thyristors. Figure 4 shows, as a function of time, the voltage across and the current through the thyristor at the end of a joint interval. Figure 5a shows a so-called GATT thyristor and Figure 5b its connection to its control unit when used in an alternative embodiment of a valve according to the invention. Figure 6a shows an alternative way of detecting the beginning of the recovery interval by sensing the zero crossing of the thyristor current, and Figure 6b shows the thyristor current and the measurement signal as a function of time.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL Figur 1 visar schematiskt en tyristorventil V enligt uppfin- ningen. ventilen har ett antal (m stycken) seriekopplade tyristorer Tl ... Tn heter TCUl ...TCUn Tm med tillhörande tyristorstyren- ...TCUm. Tyristorstyrenheterna mottar från ett icke visat och pà jordpotential anordnat ventil- CPn tilens tyristorer och avger till ventilstyrdonet indike- IPn styrdon styrpulser CPl CPm för tändning av ven- ringspulser IP1 IPm. Ventilstyrdonet är anordnat pá jordpotential, och styr- och indikeringspulserna överförs mellan ventil- och tyristorstyrenheterna med hjälp av ljus- 10 15 20 25 30 35 5 sus 074 ledare. Varje tyristorstyrenhet är ansluten till motsvarande tyristors anod och katod och avger till sin tyristor dels en tändpuls FP1 FPn RPn RPm. och dels en blockeringspuls RP1 Tyristorerna är vid ventilen enligt denna utföringsform av uppfinningen av den typ som har MOS-transistorstyrda emit- terkortslutningar. Sådana tyristorer är tidigare kända genom t ex den svenska utläggningsskriften 392 783 och "Power Devices with MOS-controlled Bd. 14 I dessa skrifter beskrivs uppbyggna- Stoisiek, Emitter Shorts", (1985) nr 2, sid 45-49. den av sådana tyristorer samt användning av de styrbara Patalong: Siemens Forsch. u. Entwickl.-Ber., kortslutningarna för blockering av tändning av tyristorn och/eller för släckning av tyristorn. I den senare av de båda skrifterna föreslås kortslutningarna vara konstant aktiverade och bortkopplas under tyristorns tändförlopp och ledintervall.DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Figure 1 schematically shows a thyristor valve V according to the invention. the valve has a number (m pieces) of series-connected thyristors Tl ... Tn is called TCUl ... TCUn Tm with associated thyristor control- ... TCUm. The thyristor controllers receive from a valve (not shown) and at ground potential the valve CP's thyristors and emit to the valve controller the indicator. The valve controller is arranged at ground potential, and the control and indication pulses are transmitted between the valve and thyristor controllers by means of light conductors. Each thyristor control unit is connected to the anode and cathode of the corresponding thyristor and emits to its thyristor an ignition pulse FP1 FPn RPn RPm. and on the other hand a blocking pulse RP1 The thyristors at the valve according to this embodiment of the invention are of the type which have MOS transistor-controlled emitter short circuits. Such thyristors are previously known through, for example, the Swedish exposition 392 783 and "Power Devices with MOS-controlled Vol. 14 These writings describe the structure- Stoisiek, Emitter Shorts", (1985) no. 2, pages 45-49. the of such thyristors as well as the use of the controllable Patalong: Siemens Forsch. u. Entwickl.-Ber., the short circuits for blocking the ignition of the thyristor and / or for switching off the thyristor. In the latter of the two publications, it is proposed that the short circuits be constantly activated and disconnected during the thyristor's ignition sequence and joint interval.

Varje tyristor (t ex Tl) har således dels en styrelektrod, (PPI) och dels en styrelektrod för MOS-kortslutningarna, vilken vilken tillförs en tändpuls för tändning av tyristorn, elektrod tillförs en blockeringspuls (RP1). En tyristor av aktuellt slag beskrivs nedan i anslutning till figur 3.Each thyristor (eg T1) thus has a control electrode (PPI) and a control electrode for the MOS short circuits, which is supplied with an ignition pulse for igniting the thyristor, an electrode is supplied with a blocking pulse (RP1). A thyristor of the type in question is described below in connection with Figure 3.

Ventilen kan i övrigt vara uppbyggd pà tidigare känt sätt, och för tydlighets skull visas därför inte ytterligare detaljer hos ventilen, såsom t ex spänningsdelare.The valve can otherwise be constructed in a manner known previously, and for the sake of clarity, therefore, no further details of the valve are shown, such as, for example, voltage dividers.

Figur 2 visar den principiella uppbyggnaden av tyristorstyr- enheten TCUI. Den har liksom tidigare kända styrenheter en funktion för normal tändning av tyristorn, en funktion för skyddständning av tyristorn samt en övervakningsfunktion.Figure 2 shows the basic structure of the thyristor control unit TCUI. Like previously known control units, it has a function for normal ignition of the thyristor, a function for protective ignition of the thyristor and a monitoring function.

Styrenheten är ansluten till tyristorns T1 anod och katod.The control unit is connected to the anode and cathode of the thyristor T1.

Med hjälp av en effektmatningskrets PC uppladdas ett energi- magasin i form av en kondensator C2, vars spänning utgör matningsspänning för de i styrenheten ingående kretsarna.With the aid of a power supply circuit PC, an energy magazine is charged in the form of a capacitor C2, the voltage of which constitutes the supply voltage for the circuits included in the control unit.

Effektmatningskretsen PC är ansluten till tyristorns katod och till dess anod, det senare via en spänningsdelarkoppling 10 15 20 25 30 35 sus 074 6 som dels innefattar en gren med ett motstånd Rl och en kon- densator Cl och dels en rent resistiv gren med motstånden R2 och R3. Från den sistnämnda grenen erhålles en signal VD som är proportionell mot spänningen över tyristorn Tl.The power supply circuit PC is connected to the cathode of the thyristor and to its anode, the latter via a voltage divider connection 10 15 20 25 30 35 sus 074 6 which partly comprises a branch with a resistor R1 and a capacitor C1 and partly a purely resistive branch with the resistors R2 and R3. From the latter branch a signal VD is obtained which is proportional to the voltage across the thyristor T1.

Den normala tändningen av tyristorn utlöses av en styrpuls CPI från ventilstyrenheten. Denna detekteras i en förstär- kare AM1 och tillförs en ingång hos en OCH-krets AGl. Signa- len Vb tillförs en nivádetektor NVl, som avger en signal om blockspänningen över tyristorn är tillräckligt hög för att säker tändning skall kunna göras, exempelvis högre än 30 V.The normal ignition of the thyristor is triggered by a control pulse CPI from the valve control unit. This is detected in an amplifier AM1 and applied to an input of an AND circuit AG1. The signal Vb is applied to a level detector NV1, which emits a signal if the block voltage across the thyristor is high enough for safe ignition to be possible, for example higher than 30 V.

Denna signal tillförs en ingång hos en andra OCH-krets AG2.This signal is applied to an input of a second AND circuit AG2.

En andra ingång hos denna krets tillförs utsignalen från en nivádetektor NV2. Denna avkänner om spänningen hos konden- satorn C2 uppgår till ett förutbestämt minimivärde, vilket är så avpassat att utsignalen från nivàdetektorn indikerar att tillräcklig tändenergi finns tillgänglig för tändning av tyristorn. Om alltså tillräcklig tändenergi finns lagrad i styrenheten och blockspänning av för tändning tillräcklig storlek råder över tyristorn, avger OCH-kretsen AG2 en sig- nal till en andra ingång hos OCH-kretsen AGl. Normalt avges denna signal vid början av tyristorns blockspänningsinter- vall, och när styrpulsen CPI anländer avges från kretsen AGl en signal NFP för normal tändning av tyristorn. Denna signal tillförs en ELLER-krets OGl, vilken därvid via en förstär- kare AM2 för anpassning av tändpulsens effekt- och spän- ningsnivá avger en tändpuls FP1 till tyristorns tändstyre FG för tändning av tyristorn.A second input of this circuit is applied to the output signal from a level detector NV2. This detects if the voltage of the capacitor C2 amounts to a predetermined minimum value, which is so adjusted that the output signal from the level detector indicates that sufficient ignition energy is available for ignition of the thyristor. Thus, if sufficient ignition energy is stored in the control unit and block voltage of sufficient size for ignition prevails over the thyristor, the AND circuit AG2 emits a signal to a second input of the AND circuit AG1. Normally, this signal is emitted at the beginning of the block voltage interval of the thyristor, and when the control pulse CPI arrives, a signal NFP is emitted from the circuit AG1 for normal ignition of the thyristor. This signal is applied to an OR circuit OG1, which then, via an amplifier AM2 for adjusting the power and voltage level of the ignition pulse, emits an ignition pulse FP1 to the thyristor ignition control FG for igniting the thyristor.

Skyddständning av tyristorn utlöses av en nivádetektor NV3, vilken avger en signal PFP1 vid ett förutbestämt värde, t ex ca 7 kV, hos tyristorns blockspänning. Härigenom skyddas tyristorn mot överspänning i blockriktningen. Nivådetektorn avger signalen PFPI till en andra ingång hos ELLER-kretsen OGl, vilken därvid via förstärkaren AM2 avger en tändsignal till tyristorn. Övervakningsfunktionen erhålles med hjälp av utsignalen från OCH-kretsen AG2. Denna signal tillförs ventilstyrenheten via 10 15 20 25 30 35 ? 508 074 en förstärkare AM3 och en ljusledare i form av en indike- ringssignal IPl för övervakning av tyristorns tillstànd och funktion.Protective ignition of the thyristor is triggered by a level detector NV3, which emits a signal PFP1 at a predetermined value, eg about 7 kV, of the block voltage of the thyristor. This protects the thyristor against overvoltage in the block direction. The level detector emits the signal PFPI to a second input of the OR circuit OG1, which then emits an ignition signal to the thyristor via the amplifier AM2. The monitoring function is obtained by means of the output signal from the AND circuit AG2. This signal is applied to the valve control unit via 10 15 20 25 30 35? 508 074 an amplifier AM3 and a light guide in the form of an indication signal IP1 for monitoring the condition and function of the thyristor.

På tidigare känt sätt innehåller styrenheten vidare organ för alstrande av den inledningsvis nämnda RP-pulsen. Dessa organ består av en nivádetektor NV4, vilken avger en signal när tyristorspänningen vid slutet av tyristorns ledintervall blir negativ - tyristorn tar upp spärrspänning. Denna signal ett-ställer en bistabil krets BV2, vilken i sin tur triggar en pulsgenererande krets PGl, vilken avger en puls RP med förutbestämd längd. Pulsens längd kan t ex vara ca 1000 ps.In a previously known manner, the control unit further comprises means for generating the RP pulse initially mentioned. These means consist of a level detector NV4, which emits a signal when the thyristor voltage at the end of the thyristor's lead interval becomes negative - the thyristor picks up the blocking voltage. This signal sets a bistable circuit BV2, which in turn triggers a pulse generating circuit PG1, which emits a pulse RP of predetermined length. The length of the pulse can, for example, be about 1000 ps.

Den bistabila kretsen BV2 noll-ställs vid tändning av tyris- torn av tändpulsen FPl.The bistable circuit BV2 is reset when the thyristor is ignited by the ignition pulse FP1.

Vid styrenheter av det ovan beskrivna tidigare kända slaget har RP-pulsen använts för att aktivera en krets som under pulsens varaktighet, dvs under tyristorns àterhämtningsin- tervall, ger skyddständning av tyristorn vid en väsentligt lägre spänning än eljest. Enligt uppfinningen styr i stället RP-pulsen tyristorn via dess blockeringselektrod (tändnings- förhindrande styrelektrod) BG på sådant sätt att tyristorns emitterkortslutningar aktiveras under RP-pulsens varaktighet för förhindrande av tändning av tyristorn. RP-pulsen från kretsen PGl tillförs tyristorns blockeringselektrod BG via en bistabil krets BVl och en förstärkare AM4. RP-pulsen tillförs en dynamisk S-ingång hos kretsen BVl, vilken alltså ett-ställs vid RP-pulsens början. RP-pulsen tillförs vidare en negerad dynamisk R-ingång R1 hos kretsen BVl, vilken alltså noll-ställs vid slutet av RP-pulsen. Utsignalen RP' från kretsen BVl kommer alltsà (liksom signalen RPl) i nor- malfallet att sammanfalla med RP-pulsen, och den tillförs tyristorns blockeringselektrod BG via förstärkaren AM4 och åstadkommer att tyristorns emitterkortslutningar är aktive- rade under RP-pulsens varaktighet.In control units of the previously known type described above, the RP pulse has been used to activate a circuit which, during the duration of the pulse, ie during the recovery interval of the thyristor, provides protective ignition of the thyristor at a substantially lower voltage than otherwise. According to the invention, instead, the RP pulse controls the thyristor via its blocking electrode (anti-ignition control electrode) BG in such a way that the emitter short circuits are activated during the duration of the RP pulse to prevent ignition of the thyristor. The RP pulse from the circuit PG1 is applied to the blocking electrode BG of the thyristor via a bistable circuit BV1 and an amplifier AM4. The RP pulse is applied to a dynamic S input of the circuit BV1, which is thus set at the beginning of the RP pulse. The RP pulse is further applied to a negated dynamic R-input R1 of the circuit BV1, which is thus reset at the end of the RP pulse. The output signal RP 'from the circuit BV1 will thus (like the signal RP1) normally coincide with the RP pulse, and it is applied to the thyristor blocking electrode BG via the amplifier AM4 and causes the thyristor emitter short circuits to be activated during the duration of the RP pulse.

Om av någon anledning tändning av tyristorn beordras under RP-pulsens varaktighet bör aktiveringen av emitterkortslut- ningarna upphävas för att tändning skall möjliggöras. Detta 10 15 20 25 30 35 sus 074 S fall kan inträffa antingen genom att spänningen över tyris- torn blir sà hög att en signal PFPI för skyddständning erhålles från vippan NV3 eller genom att en styrpuls CPl erhålles från ventilstyrdonet. I dessa fall avger förstär- karen AM2 en tändsignal till tyristorn, och denna signal tillförs en dynamisk R-ingång R2 hos kretsen BVl, vilken därvid noll-ställs, varvid emitterkortslutningarnas aktive- ring upphävs.If for any reason ignition of the thyristor is ordered during the duration of the RP pulse, the activation of the emitter short circuits should be canceled to enable ignition. This case can occur either by the voltage across the thyristor becoming so high that a signal PFPI for protective ignition is obtained from the flip-flop NV3 or by obtaining a control pulse CP1 from the valve controller. In these cases, the amplifier AM2 emits an ignition signal to the thyristor, and this signal is applied to a dynamic R input R2 of the circuit BV1, which is thereby reset to zero, whereby the activation of the emitter short circuits is canceled.

Den bistabila vippan BV2 noll-ställs av signalen FPl vid tändning av tyristorn. Härigenom àstadkommes att RP-pulsen enbart avges vid den första nollgenomgángen hos tyristor- spänningen, vilket förhindrar att obefogade RP-pulser avges till tyristorn vid sådana upprepade nollgenomgàngar som kan inträffa vid nätstörningar.The bistable flip-flop BV2 is reset by the signal FP1 when the thyristor is switched on. This ensures that the RP pulse is emitted only at the first zero crossing of the thyristor voltage, which prevents unjustified RP pulses being emitted to the thyristor at such repeated zero crossings that can occur in the event of mains disturbances.

Det kan vara önskvärt att under återhämtningsintervallet i viss grad sänka den spänningsnivå vid vilken skyddständning sker. För att åstadkomma detta är vid den i figur 2 visade tyristorstyrenheten, en ytterligare nivávippa NVS anordnad att tillföras spänningssignalen VD och att avge en signal PFP2 när tyristorspänningen överstiger en förutbestämd nivå.It may be desirable during the recovery interval to lower to some extent the voltage level at which protective ignition occurs. To achieve this, in the thyristor control unit shown in Figure 2, an additional level switch NVS is arranged to be supplied with the voltage signal VD and to emit a signal PFP2 when the thyristor voltage exceeds a predetermined level.

Denna nivå väljes då något lägre - t ex 5 kV - än den nivå - t ex 7 kV - vid vilken den i anslutning till figur 2 beskrivna skyddständningen (via vippan NV3) äger rum. Vip- pans utsignal tillförs då tyristorn för tändning av denna, genom att tillföras en ytterligare ingång hos ELLER-kretsen OGl. aktiveras endast under tyristorns àterhämtningsintervall För att åstadkomma att den lägre skyddständningsnivån tillförs nivåvippans utsignal PFP2 ELLER-kretsen via en OCH- krets AG3 som styrs av RP-pulsen.This level is then selected slightly lower - eg 5 kV - than the level - eg 7 kV - at which the protective ignition described in connection with Figure 2 (via flip-flop NV3) takes place. The output signal of the rocker is then applied to the thyristor for igniting it, by being supplied with an additional input of the OR circuit OG1. is activated only during the recovery interval of the thyristor To cause the lower protection ignition level to be applied to the output signal of the level switch PFP2 OR circuit via an AND circuit AG3 which is controlled by the RP pulse.

De övriga tyristorstyrenheterna är till sin uppbyggnad och funktion identiska med den i figur 2 visade och ovan beskrivna.The other thyristor control units are identical in structure and function to that shown in Figure 2 and described above.

Figur 3 visar schematiskt en del av ett snitt genom en av ventilens tyristorer. Tyristorn har ett anodemitterskikt 1, ett n-basskikt 2, ett p-basskikt eller styrskikt 3 samt ett 10 15 20 25 30 35 q 508 Û74 katodemitterskikt 4 som består av partierna 4a, 4b etc, vilka kan vara delar av ett sammanhängande mönster eller utgöra separata delar. Tyristorn har en anodkontakt AE och en katodkontakt KE med delarna KEa, KEb etc, vilka kontak- terar emitterpartierna 4a, 4b osv. Mellan katodemitterparti- erna 4a och 4b är styrskiktet 3 kontakterat av en kortslut- ningskontakt SE, under vilken ett p*-dopat omrâde 5 är anordnat för att ge en làgresistiv ohmsk kontakt. Vid ömse sidor av området 5 är n*-dopade områden Sa och 5b anordnade i styrskiktet och i kontakt med kortslutningskontakten SE.Figure 3 schematically shows a part of a section through one of the valve thyristors. The thyristor has an anode emitter layer 1, an n-base layer 2, a p-base layer or guide layer 3 and a cathode emitter layer 4 consisting of the portions 4a, 4b, etc., which may be parts of a continuous pattern or constitute separate parts. The thyristor has an anode contact AE and a cathode contact KE with the parts KEa, KEb etc, which contact the emitter portions 4a, 4b etc. Between the cathode emitter portions 4a and 4b, the guide layer 3 is contacted by a short-circuit contact SE, under which a p *-doped region 5 is arranged to provide a low-resistive ohmic contact. At both sides of the area 5, n *-doped areas Sa and 5b are arranged in the control layer and in contact with the short-circuit contact SE.

Området 5a och emitterpartiet 4a utgör source- och drain-om- råden hos en n-kanal MOS-transistor med den på styroxidskik- tet SOa anordnade styrelektroden GEa. På samma sätt utgör området 5b och emitterpartiet 4b source- och drain-områden hos en transistor med den på styroxidskiktet SOb anordnade styrelektroden GEb. MOS-transistorernas styrelektroder är kopplade till tyristorns blockeringselektrod BG. En styr- elektrod FG för tändning av tyristorn på konventionellt sätt är ansluten till styrskiktet 3.The region 5a and the emitter portion 4a constitute the source and drain regions of an n-channel MOS transistor with the control electrode GEa arranged on the control oxide layer SOa. In the same way, the region 5b and the emitter portion 4b constitute source and drain regions of a transistor with the control electrode GEb arranged on the control oxide layer SOb. The control electrodes of the MOS transistors are connected to the blocking electrode BG of the thyristor. A control electrode FG for igniting the thyristor in a conventional manner is connected to the control layer 3.

Emitterskiktet 4 med katodkontakten KE och MOS-transistor- strukturerna anordnas lämpligen pà i och för sig känt sätt som ett så pass finförgrenat mönster att en tillräckligt effektiv kortslutning av katodemitterövergången kan erhål- las. För att få god motståndskraft mot självtändning (hög V30 och god dvp/dt-tålighet) anordnas härutöver lämpligen ett mönster av permanenta emitterkortslutningar, t ex i form av kortslutningshål 6a, 6b, 7a, 7b i emitterskiktet, genom vilka styrskiktet när upp till och är kontakterat av katod- kontakten KE.The emitter layer 4 with the cathode contact KE and the MOS transistor structures is suitably arranged in a manner known per se as such a finely branched pattern that a sufficiently efficient short circuit of the cathode emitter junction can be obtained. In addition, in order to obtain good resistance to self-ignition (high V30 and good dvp / dt resistance), a pattern of permanent emitter short circuits is suitably arranged, for example in the form of short-circuit holes 6a, 6b, 7a, 7b in the emitter layer, through which the control layer reaches is contacted by the cathode contact KE.

MOS-transistorerna är icke-ledande vid frånvaro av styrsig- nal på elektroden BG. En ström från styrskiktet 3 till emit- terskiktet 4 flyter normalt direkt till katodemitterparti- erna 4a, 4b etc och orsakar en injektion vid emitteröver- gången. Tyristorn kan då försättas i ledande tillstànd - genom styrd tändning eller självtändning - eller kvarbli i ledande tillstånd, och föra ström med lågt spänningsfall. En positiv signal till elektroden BG orsakar bildandet av en n- 10 15 20 25 30 35 508 074 w ledande kanal under varje MOS-transistors styre. En ström från styrskiktet 3 till emitterskiktet 4 kommer då att flyta från styrskiktet 3 genom området 5, kontakten SE, områdena Sa och 5b samt n-kanalerna till katodemittern. Emitteröver- gången kan pà detta sätt effektivt kortslutas och injektio- nen vid emitterövergángen därmed reduceras så kraftigt att tändning av tyristorn förhindras.The MOS transistors are non-conductive in the absence of a control signal on the electrode BG. A current from the control layer 3 to the emitter layer 4 normally flows directly to the cathode emitter portions 4a, 4b, etc. and causes an injection at the emitter junction. The thyristor can then be put into a conducting state - by controlled ignition or self-ignition - or remain in a conducting state, and conduct current with a low voltage drop. A positive signal to the electrode BG causes the formation of an n-conducting channel under the control of each MOS transistor. A current from the control layer 3 to the emitter layer 4 will then flow from the control layer 3 through the region 5, the contact SE, the regions Sa and 5b and the n-channels to the cathode emitter. In this way, the emitter junction can be effectively short-circuited and the injection at the emitter junction is thus reduced so sharply that ignition of the thyristor is prevented.

Figur 4 visar funktionen hos den ovan beskrivna ventilen i samband med avslutningen av ett ledintervall hos en tyris- tor, t ex tyristorn Tl i figur 2. Tyristorns spänning "u" och ström "i" är positiva i tyristorns block-/ledriktning.Figure 4 shows the function of the valve described above in connection with the termination of a hinge interval of a thyristor, for example the thyristor T1 in figure 2. The thyristor voltage "u" and current "i" are positive in the thyristor block / hinge direction.

Före tidpunkten t=O leder tyristorn ström med làg ledspän- ning. Strömmen avtar därvid under det pågående kommuterings- förloppet med en av kommuteringsspänning och kommuteringsin- duktans bestämd hastighet. Vid t=O går strömmen genom noll, och strax därefter, vid t=tl, börjar tyristorn ta upp spärr- spänning. Nivávippan NV4 avger dá en signal som triggar pulsgeneratorn PGl vilken därvid avger RP-pulsen. Denna puls tillförs tyristorns blockeringsstyre BG och styr de emitter- kortslutande MOS-transistorerna till ledande tillstànd, var- igenom som ovan beskrivits injektionen vid katodemittern reduceras och tändning förhindras. RP-pulsen varar från t=tl till t=t3, och pulslängden (t3-tl) kan vara t ex 1000 ps.Before the time t = O, the thyristor conducts current with low conduction voltage. The current then decreases during the current commutation process at a rate determined by the commutation voltage and the commutation inductance. At t = 0 the current goes through zero, and shortly afterwards, at t = tl, the thyristor starts to take up the blocking voltage. The level flip-flop NV4 then emits a signal which triggers the pulse generator PG1, which thereby emits the RP pulse. This pulse is applied to the blocking control BG of the thyristor and controls the emitter-shorting MOS transistors to the conducting state, whereby, as described above, the injection at the cathode emitter is reduced and ignition is prevented. The RP pulse lasts from t = t1 to t = t3, and the pulse length (t3-t1) can be, for example, 1000 ps.

Den väljes enligt uppfinningen minst sà làng att den motsva- rar tyristorns àterhämtníngstid, lämpligen med viss marginal för att ta hänsyn till spridning mellan tyristorexemplaren_ Eftersom tyristorns tändning effektivt blockeras under dess áterhämtningsintervall behöver vid fastställande av respekt- avståndet (minimivärdet hos släckvinkeln fi någon hänsyn inte tas till tyristorns áterhämtningstid utan enbart till de inledningsvis nämnda marginalerna för beräkningsfel, oförut- sedda spänningsändringar, variationer i tyristoregenskaper etc. Respektavstándet kan därför vid en tyristorventil enligt uppfinningen i ett typiskt fall minskas fràn cirka l7° till typiskt 10-l2°. Detta resulterar i en kraftig minskning av förbrukningen av reaktiv effekt vid växelrik- tardrift och vidare i en ökning av den maximalt tillgängliga likspänningen. 10 15 20 25 30 35 .f sos 074 Enligt en alternativ utföringsform av uppfinningen kan tyristorerna i ventilen utgöras av GATT-tyristorer (GATT = eller GTO-tyristorer (GTO = Gate Turn-Off). Sådana tyristorer är tidigare kända genom Gate Assisted Turn-off Thyristor) t ex Earl S. Schlegel:“Gate-Assisted Turnoff Thyristors", IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. ED-23, no. 8, August 1976, s 888-892, och genom "SCR Manual", 5th Edition, N.Y., USA, 1972, sid 12. En sådan tyristor har ett finförgrenat styrmönster med kraftigt General Electric, Syracuse, ingrepp. Figur Sa visar schematiskt en sådan tyristor. Upp- byggnad och beteckningar överensstämmer med den i figur 3 visade tyristorn med undantag av att MOS-transistorer saknas och att det finförgrenade styrmönstret med sin kontakt SE och underliggande p*-dopade område 5 är anslutet till styr- anslutningen BG'.It is selected according to the invention at least as long as it corresponds to the recovery time of the thyristor, preferably with a certain margin to take into account scattering between the thyristor specimens. is taken to the thyristor recovery time but only to the initially mentioned margins for calculation errors, unforeseen voltage changes, variations in thyristor properties, etc. in a sharp decrease in the consumption of reactive power during inverter operation and further in an increase in the maximum available DC voltage.10 15 20 25 30 35. GATT = or GTO bull istorer (GTO = Gate Turn-Off). Such thyristors are previously known from Gate Assisted Turn-off Thyristors (e.g., Earl S. Schlegel: "Gate-Assisted Turnoff Thyristors", IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. ED-23, No. 8, August 1976, p. 888- 892, and through "SCR Manual", 5th Edition, NY, USA, 1972, page 12. Such a thyristor has a finely branched control pattern with strong General Electric, Syracuse, engagement. Figure Sa schematically shows such a thyristor. Structure and designations corresponds to the thyristor shown in Figure 3, except that MOS transistors are missing and that the finely branched control pattern with its contact SE and underlying p * -doped region 5 is connected to the control connection BG '.

När spärrspänning börjar växa upp över tyristorn, dvs när RP-signalen anländer, får tyristorns katodemitterövergáng spärrspänning. Tyristorns styrenhet behöver ej agera i detta skede, men enheten måste vara utformad att tåla den uppträ- dande spänningen mellan katod och styre. Om däremot under RP-pulsens varaktighet tyristorspänningen skulle bli positiv och ge upphov till en kapacitiv ström som kan tända tyris- torn, måste styrenheten - för att kunna förhindra tändning av tyristorn - vara så utformad så att den dels kan sluka denna ström (som kan vara av storleksordningen tiotals eller hundratals ampere) och dels kan hålla katodemitterövergàngen spärrad i tillräcklig grad.When the blocking voltage begins to grow across the thyristor, ie when the RP signal arrives, the thyristor's cathode emitter junction receives a blocking voltage. The control unit of the thyristor does not have to act at this stage, but the unit must be designed to withstand the occurring voltage between cathode and control. If, on the other hand, during the duration of the RP pulse, the thyristor voltage should become positive and give rise to a capacitive current which can ignite the thyristor, the control unit - in order to prevent ignition of the thyristor - must be designed so that it can swallow this current (which can be of the order of tens or hundreds of amperes) and on the one hand can keep the cathode emitter junction blocked sufficiently.

Figur Sb visar en tyristor Tl' av i figur Sa visat slag, ansluten till sin styrenhet TCUl'. Denna kan i huvudsak vara utformat som det i figur 2 visade styrdonet varvid förstär- karen AM4 utförs så att den kan ge en lämplig styrsignal RPl', dvs en negativ spänning och ström av tillräcklig stor- lek. Av i föregående stycke angivna skäl behöver någon styr- signal ej avges under hela RP-pulsen för att tändning skall förhindras, utan endast om tyristorspänningen blir positiv under RP-pulsen. Därför modifieras lämpligen styrenheten så 10 15 20 25 30 35 508 074 ll att den nämnda styrsignalen endast avges till tyristorn om under RP-pulsen tyristorspänningen blir positiv.Figure Sb shows a thyristor T1 'of the type shown in Figure Sa, connected to its control unit TCU1'. This can essentially be designed as the control device shown in Figure 2, the amplifier AM4 being designed so that it can give a suitable control signal RP1 ', ie a negative voltage and current of sufficient magnitude. For the reasons stated in the previous paragraph, no control signal needs to be emitted during the entire RP pulse in order to prevent ignition, but only if the thyristor voltage becomes positive during the RP pulse. Therefore, the control unit is suitably modified so that the said control signal is only output to the thyristor if during the RP pulse the thyristor voltage becomes positive.

Som visas i figur Sb kan alternativt en diod D anordnas i styranslutningen med sin ledriktning sammanfallande med riktningen av den negativa styrström som tillförs styret BG' fràn styrenheten TCU'. Dioden kan som visas vara en separat diod eller också utgöras av en med tyristorn integrerad diod. Dioden förhindrar en oönskad hàlinjektion från området 5 under släckförloppet.As shown in Figure Sb, alternatively a diode D can be arranged in the control connection with its direction of conduction coinciding with the direction of the negative control current supplied to the control BG 'from the control unit TCU'. As shown, the diode can be a separate diode or also consist of a diode integrated with the thyristor. The diode prevents an unwanted hollow injection from the area 5 during the extinguishing process.

Vid tyristorer av det i figur Sa visade slaget kan alterna- tivt samma styre användas för tändning av tyristorn genom en positiv styrsignal som för blockering av tändning genom en negativ styrsignal under RP-pulsens varaktighet.In the case of thyristors of the type shown in Figure 5a, the same control can alternatively be used for igniting the thyristor by a positive control signal as for blocking ignition by a negative control signal during the duration of the RP pulse.

En diod för reduktion av oönskad injektion kan även anordnas vid en MOS-styrd tyristor av det i figur 3 visade slaget.A diode for reducing unwanted injection can also be provided with a MOS-controlled thyristor of the type shown in Figure 3.

Dioden anordnas dá i strömbanan fràn kortslutningskontakten (SE) genom det kortslutande organet (MOS-transistorn) till katodkontakten (KE). Dioden bör ha làg ledspänning och kan t ex utgöras av en s k Schottky-diod. Den kan utgöras av en separat diod eller av en i tyristorkroppen integrerad diod.The diode is then arranged in the current path from the short-circuit contact (SE) through the short-circuit means (MOS transistor) to the cathode contact (KE). The diode should have a low voltage and can, for example, consist of a so-called Schottky diode. It can consist of a separate diode or of a diode integrated in the thyristor body.

Enligt en annat alternativ kan den spänningsnivå, vid vilken skyddständning sker, göras tidsberoende sà att den vid åter- hämtningsintervallets början har ett lågt värde, vilket successivt höjs och vid RP-pulsens slut bringas att anta sitt fulla värde.According to another alternative, the voltage level at which protective ignition takes place can be made time-dependent so that at the beginning of the recovery interval it has a low value, which is gradually raised and at the end of the RP pulse is made to assume its full value.

Spänningsniván vid vilken skyddständning sker kan vidare göras beroende av tyristorspänningens tidsderivata pá så sätt att vid en snabbt tillväxande spänning skyddständningen äger rum vid en lägre spänningsnivå.The voltage level at which protective ignition takes place can furthermore be made dependent on the time derivative of the thyristor voltage in such a way that at a rapidly increasing voltage the protective ignition takes place at a lower voltage level.

I den ovan i anslutning till figur 2 beskrivna tyristorstyr- enheten detekteras àterhämtningsintervallets början - och initieras RP-pulsen - genom att avkänna när tyristorspän- ningen blir negativ. Alternativt kan detta göras i beroende lO 15 20 25 30 35 iå 5()8 0774 av tyristorströmmen. Figur 6 visar ett exempel på hur detta kan göras. Figur 6a visar hur en strömtransformator PCT kan anordnas i serie med en tyristor Tl för avkänning av tyris- torströmmen ITy. Strömtransformatorns sekundärlindning är ansluten till ett strömmätdon CM som genererar en mot tyris- torströmmen svarande mätsignal IPCT. Signalen IPCT tillförs en nivávippa NV6 som avger en utsignal när signalen IPCT blir negativ. Utsignalen från vippan tillförs den bistabila kretsen BV2 i figur 2. Strömtransformatorn utförs företrä- desvis så att den mättas vid en förhållandevis låg ström.In the thyristor control unit described above in connection with Figure 2, the beginning of the recovery interval is detected - and the RP pulse is initiated - by sensing when the thyristor voltage becomes negative. Alternatively, this can be done depending on the thyristor current. Figure 6 shows an example of how this can be done. Figure 6a shows how a current transformer PCT can be arranged in series with a thyristor T1 for sensing the thyristor current ITy. The secondary winding of the current transformer is connected to a current measuring device CM which generates a measuring signal IPCT corresponding to the thyristor current. The signal IPCT is applied to a level switch NV6 which emits an output signal when the signal IPCT becomes negative. The output signal from the flip-flop is applied to the bistable circuit BV2 in Figure 2. The current transformer is preferably designed so that it is saturated at a relatively low current.

Figur 6b visar tyristorströmmen ITy och mätsignalen IPCT som funktioner av tiden t. Vid början av tyristorns ledinter- vall, dvs vid t = t10 i figur 6b, erhålles en positiv puls från mätdonet CM. Vid slutet av ledintervallet, dvs vid t = t11 i figur 6b, går tyristorströmmen genom noll och blir negativ. Mätdonet CM avger då en negativ puls som via nivå- vippan NV6 ett-ställer kretsen BV2. Funktionen hos tyris- torns styrkretsar överensstämmer i övrigt med den i anslut- ning till figur 2 beskrivna.Figure 6b shows the thyristor current ITy and the measuring signal IPCT as functions of the time t. At the beginning of the thyristor's range interval, ie at t = t10 in figure 6b, a positive pulse is obtained from the measuring device CM. At the end of the hinge interval, ie at t = t11 in Figure 6b, the thyristor current passes through zero and becomes negative. The measuring device CM then emits a negative pulse which, via the level flip-flop NV6, sets the circuit BV2 one. The function of the thyristor's control circuits otherwise corresponds to that described in connection with Figure 2.

Ovan har beskrivits hur RP-pulsen genereras lokalt i varje tyristors styrdon. Alternativt kan pulsen RP' erhållas med hjälp av en extra signal från jord.It has been described above how the RP pulse is generated locally in each thyristor's controller. Alternatively, the pulse RP 'can be obtained by means of an additional signal from ground.

Vid de i anslutning till figurerna 2-4 beskrivna emitter- kortslutningarna med hjälp av MOS-transistorer är MOS-tran- sistorerna av s k "Normally-OFF"-typ, dvs transistorerna är icke-ledande vid frånvaro av styrsignal och försätts i ledande tillstånd vid tillförande av en lämplig styrsignal.In the case of the emitter short circuits described in connection with Figures 2-4 by means of MOS transistors, the MOS transistors are of the so-called "Normally-OFF" type, ie the transistors are non-conductive in the absence of a control signal and are put into a conducting state. when supplying a suitable control signal.

Alternativt kan MOS-transistorer av s k “Normally-ON"-typ användas vid tyristorerna i en ventil enligt uppfinningen.Alternatively, MOS transistors of the so-called "Normally-ON" type can be used with the thyristors in a valve according to the invention.

Sådana transistorer är ledande vid frånvaro av styrsignal och görs oledande genom tillförande av en lämplig styrsig- nal. Styrkretsarna utformas då så att styrena hos tyristo- rernas emitterkortslutande MOS-transistorer normalt tillförs en sådan styrsignal att de försätts i icke-ledande till- stånd. Under RP-pulsen försätts transistorerna i ledande tillstånd, t ex genom att styrsignalen inhiberas, och vid RP-pulsens slut (eller tidigare, om signal för tändning av 10 15 20 25 30 35 508 074 14 tyristorn ges före RP-pulsens slut) försätts transistorerna i icke-ledande tillstànd genom att den nämnda styrsignalen ånyo tillförs transistorernas styren. En sådan funktion kan erhållas genom en enkel modifiering av den i figur 2 visade styrenheten.Such transistors are conductive in the absence of a control signal and are made non-conductive by supplying a suitable control signal. The control circuits are then designed so that the controllers of the thyristors' emitter-short-circuited MOS transistors are normally supplied with such a control signal that they are set to a non-conducting state. During the RP pulse the transistors are put into the conducting state, for example by inhibiting the control signal, and at the end of the RP pulse (or earlier, if a signal for ignition of the thyristor is given before the end of the RP pulse) the transistors in the non-conductive state by re-supplying the said control signal to the control of the transistors. Such a function can be obtained by a simple modification of the control unit shown in figure 2.

En tyristorventil enligt uppfinningen ger som ovan beskri- vits väsentliga fördelar i form av minskad förbrukning av reaktiv effekt, av sådana driftstörningar som orsakas av skyddständningar, lägre övertonsgenerering, minskad frekvens samt lägre spänningskrav på ventiler och andra apparater i anläggningen. Speciellt stora är dessa fördelar vid en strömriktare som arbetar nära maximal likspänning i växel- riktardrift.A thyristor valve according to the invention provides, as described above, significant advantages in the form of reduced consumption of reactive power, of such malfunctions caused by protective ignitions, lower harmonic generation, reduced frequency and lower voltage requirements on valves and other devices in the plant. These advantages are especially great with a converter that works close to maximum DC voltage in inverter operation.

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 .5 sos 074 PATENTKRAV10 15 20 25 30 35 .5 sos 074 PATENTKRAV 1. Tyristorventil för en strömriktare för kraftöverföring med hjälp av högspänd likström, vilken ventil innefattar minst en tyristor (t ex T1) samt organ (NV4, BV2, PG1; PCT, CM, NV6) tyristorn avslutas och att under ett tidsintervall därefter anordnade att avkänna när ett ledintervall hos (tl-t3) alstra en styrsignal (RP) för påverkan av tyris- torns tändning vid uppväxande blockspänning under tyris- torns återhämtningsintervall, k ä n n e t e c k n a d a v att tyristorn är försedd med kortslutningsorgan (BG, GEa, SOa, 5a, 4a) för styrbar kortslutning av en emitterövergàng (3-4a) hos tyristorn samt att styrsignalen (RP; RP1) är anordnad att tillföras kortslutningsorganen på sådant sätt att dessa under tidsintervallet bringas till ledande till- stånd och motverkar tändning av tyristorn under tidsinter- vallet.Thyristor valve for a converter for power transmission by means of high voltage direct current, which valve comprises at least one thyristor (eg T1) and means (NV4, BV2, PG1; PCT, CM, NV6) the thyristor is terminated and that for a time interval thereafter arranged to detect when a conduction interval of (tl-t3) generates a control signal (RP) for influencing the ignition of the thyristor at increasing block voltage during the recovery interval of the thyristor, characterized in that the thyristor is provided with short-circuit means (BG, GEa, SOa, 5a, 4a) for controllable short-circuit of an emitter junction (3-4a) of the thyristor and that the control signal (RP; RP1) is arranged to be supplied to the short-circuit means in such a way that during the time interval they are brought to a conductive state and counteract ignition of the thyristor during the time interval . 2. Tyristorventil enligt patentkravet l, kär1net:ecJ<- r1ad. av att tidsintervallet har en förutbestämd längd (tl-t3).Thyristor valve according to claim 1, the core: ecJ <- r1ad. that the time interval has a predetermined length (t1-t3). 3. Tyristorventil enligt patentkraven 1 och 2, lcänrxe- te<:kr1ad. av att tidsintervallets längd motsvarar tyris- torns áterhämtningstid.Thyristor valve according to claims 1 and 2, lcänrxete <: kr1ad. that the length of the time interval corresponds to the recovery time of the thyristor. 4. Tyristorventil enligt något av patentkraven l-3, kännetecknad av att styrsignalen (RP; RP1) är anord- nad att tillföras kortslutningsorganen på sådant sätt att dessa vid tidsintervallets slut (t=t3) bringas till ole- dande tillstànd.Thyristor valve according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the control signal (RP; RP1) is arranged to be supplied to the short-circuit means in such a way that at the end of the time interval (t = t3) they are brought into a non-conductive state. 5. Tyristorventil enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d a v att kortslutningsorganen utgörs av 10 15 20 25 30 35 5[)8 ÛÉ74' |6 (GEa, SOa, 5a, 4a), vilka är anordnade att bringas till ledande tillstånd med tyristorn integrerade MOS-transistorer under tidsintervallet.Thyristor valve according to one of the preceding claims, characterized in that the short-circuit means consist of 10 (20a 20 SO74 '| 6 (GEa, SOa, 5a, 4a), which are arranged to be brought into a conductive state with the thyristor. integrated MOS transistors during the time interval. 6. Tyristorventil enligt något av föregående patentkrav, vilken ventil har ett flertal seriekopplade tyristorer (Tl Tn Tm), kännetecknad av att var och en av tyristorerna är försedd med kortslutningsorgan.Thyristor valve according to one of the preceding claims, which valve has a plurality of series-connected thyristors (T1 Tn Tm), characterized in that each of the thyristors is provided with short-circuit means. 7. Tyristorventil enligt något av föregående patentkrav, vilken innefattar organ (NV3) anordnade att initiera skyddständning av en tyristor i beroende av spänningen över tyristorn, kär1ne1:e<:kr1ad av att ventilen innefattar organ (BVl) anordnade att vid en under nämnda tidsintervall (tl-t3) initierad skyddständning bringa kortslutningsorga- nen till oledande tillstànd.A thyristor valve according to any one of the preceding claims, which comprises means (NV3) arranged to initiate protective ignition of a thyristor in dependence on the voltage across the thyristor, the core of which the valve comprises means (BV1) arranged to at a during said time interval (tl-t3) initiated protective ignition bring the short-circuit means to a non-conductive state. 8. Tyristorventil enligt något av föregående patentkrav, vilken innefattar organ (AMl, AGl) anordnade att initiera tändning av en tyristor vid mottagande av en tändsignal (CPI) för tändning av ventilens samtliga tyristorer, kärï- att ventilen innefattar organ (BVl) (tl-t3) mottagen tändsignal bringa kortslutningsorganen till ole- dande tillstånd. netecknad av anordnade att vid en under nämnda tidsintervallA thyristor valve according to any one of the preceding claims, which comprises means (AM1, AG1) arranged to initiate ignition of a thyristor upon receipt of an ignition signal (CPI) for igniting all the thyristors of the valve, provided that the valve comprises means (BV1) (t1). -t3) received ignition signal bring the short-circuit means to a non-conductive state. drawn by arranged to at a during said time interval 9. Tyristorventil enligt något av föregående patentkrav av att de organ (NV4, BV2, PG1; PCT, som är anordnade att avkänna när ett ledintervall kännetecknad CM, NV6), hos tyristorn avslutas, innefattar nivåkännande organ (NV4) anordnade att tillföras en mot tyristorspänningen svarande signal (VD) och att avge en signal då tyristorspänningen vid slutet av ett ledintervall blir negativ.Thyristor valve according to any one of the preceding claims, in that the means (NV4, BV2, PG1; PCT, which are arranged to sense when a joint interval characterized CM, NV6) is terminated in the thyristor, comprise level sensing means (NV4) arranged to be supplied with a thyristor voltage response signal (VD) and to emit a signal when the thyristor voltage at the end of a hinge interval becomes negative. 10. Tyristorventil enligt något av patentkraven 1-8 käri- att de organ (NV4, BV2, PG1; PCT, CM, NV6), som är anordnade att avkänna när ett ledintervall hos netecknad av tyristorn avslutas, innefattar organ (PCT, CM) anordnade att bilda en mot tyristorströmmen (ITy) svarande signal 508 074 I? (IPCT) samt nivákännande organ (NV6) anordnade att tillfö- ras nämnda signal och att avge en signal dà tyristorström- men vid slutet av ett ledintervall blir negativ.Thyristor valve according to one of Claims 1 to 8, in that the means (NV4, BV2, PG1; PCT, CM, NV6) which are arranged to sense when a hinge interval of the network drawn by the thyristor ends comprise means (PCT, CM) arranged to form a signal corresponding to the thyristor current (ITy) 508 074 I? (IPCT) and level sensing means (NV6) arranged to be supplied with said signal and to emit a signal when the thyristor current at the end of a joint interval becomes negative.
SE9501246A 1995-04-05 1995-04-05 Thyristor valve for high voltage DC transmission including means which counteract ignition of the thyristor during a time interval after a line interval SE508074C2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9501246A SE508074C2 (en) 1995-04-05 1995-04-05 Thyristor valve for high voltage DC transmission including means which counteract ignition of the thyristor during a time interval after a line interval
PCT/SE1996/000394 WO1996031932A1 (en) 1995-04-05 1996-03-27 Thyristor valve for a converter intended for use in power transmission by means of high-voltage direct current
EP96909430A EP0819329A1 (en) 1995-04-05 1996-03-27 Thyristor valve for a converter intended for use in power transmission by means of high-voltage direct current

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9501246A SE508074C2 (en) 1995-04-05 1995-04-05 Thyristor valve for high voltage DC transmission including means which counteract ignition of the thyristor during a time interval after a line interval

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9501246D0 SE9501246D0 (en) 1995-04-05
SE9501246L SE9501246L (en) 1996-10-06
SE508074C2 true SE508074C2 (en) 1998-08-24

Family

ID=20397844

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9501246A SE508074C2 (en) 1995-04-05 1995-04-05 Thyristor valve for high voltage DC transmission including means which counteract ignition of the thyristor during a time interval after a line interval

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP0819329A1 (en)
SE (1) SE508074C2 (en)
WO (1) WO1996031932A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103259390B (en) * 2013-03-21 2016-09-21 国网智能电网研究院 Direct-current transmission converter valve opens the determination method of step current

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE364826B (en) * 1972-07-10 1974-03-04 Asea Ab
SE446418B (en) * 1980-07-07 1986-09-08 Asea Ab RECOVERY PROTECTION FOR A TURISTOR VALVE WITH A MULTIPLE SERIES-PLUGED THRISTORS
JPS62138055A (en) * 1985-12-10 1987-06-20 Toshiba Corp Protective device for thyristor converter
US5357120A (en) * 1992-07-14 1994-10-18 Hitachi Ltd. Compound semiconductor device and electric power converting apparatus using such device
JPH0759256A (en) * 1993-08-19 1995-03-03 Toshiba Corp Protector for thyristor valve

Also Published As

Publication number Publication date
WO1996031932A1 (en) 1996-10-10
SE9501246L (en) 1996-10-06
SE9501246D0 (en) 1995-04-05
EP0819329A1 (en) 1998-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5210479A (en) Drive circuit for an insulated gate transistor having overcurrent detecting and adjusting circuits
EP1063757B1 (en) Power MOSFET having voltage-clamped gate
CN104764988B (en) The failure testing circuit and failure measuring method of a kind of power device
US6275093B1 (en) IGBT gate drive circuit with short circuit protection
EP0467681A2 (en) Drive circuit for current sense IGBT
JP2008546183A (en) Protection circuit device for solar cell module
CN104810813B (en) Noise tolerance active clamp with the ESD protective capabilities in powered-up mode
US20150318848A1 (en) Segmented driver for a transistor device
TW200950244A (en) Protection method, system and apparatus for a power converter
JPH11285238A (en) Gate drive circuit for semiconductor device of insulating gate type and power converter device
JPS63501330A (en) Telephone subscriber loop overvoltage protection circuit
US10243356B2 (en) Overvoltage protection device
US10511165B2 (en) Circuit assembly for protecting a unit to be operated from a supply network against overvoltage
KR20020002490A (en) Power module
JP2002281737A (en) Igbt series connection type gate drive circuit
SE508074C2 (en) Thyristor valve for high voltage DC transmission including means which counteract ignition of the thyristor during a time interval after a line interval
US20030179021A1 (en) Drive control circuit for a junction field-effect transistor
CN114243665B (en) Current detection type current surge suppression circuit based on feedback and feedforward
CN110794285B (en) Full-bridge switching circuit state detection circuit and method
JP7375707B2 (en) Switching element drive circuit
CN210468771U (en) Protection circuit of permanent magnet driver
SE505516C2 (en) Device with series connected thyristors
CN110601147B (en) Permanent magnet driver with state protection and implementation method thereof
US5654661A (en) Drive circuit for SCR device
CN216489724U (en) Leakage protector

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 9501246-4

Format of ref document f/p: F