AT414291B - DEVICE AND METHOD FOR IGNITIONING OPTICALLY IGNITABLE THYRISTORS AT LOW VOLTAGES - Google Patents

DEVICE AND METHOD FOR IGNITIONING OPTICALLY IGNITABLE THYRISTORS AT LOW VOLTAGES Download PDF

Info

Publication number
AT414291B
AT414291B AT8772004A AT8772004A AT414291B AT 414291 B AT414291 B AT 414291B AT 8772004 A AT8772004 A AT 8772004A AT 8772004 A AT8772004 A AT 8772004A AT 414291 B AT414291 B AT 414291B
Authority
AT
Austria
Prior art keywords
thyristor
optically
current
optically ignitable
capacitor
Prior art date
Application number
AT8772004A
Other languages
German (de)
Other versions
ATA8772004A (en
Inventor
Claus-Juergen Dipl Ing Fh Fenz
Original Assignee
Oesterreichisches Forschungs U
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 Oesterreichisches Forschungs U filed Critical Oesterreichisches Forschungs U
Priority to AT8772004A priority Critical patent/AT414291B/en
Publication of ATA8772004A publication Critical patent/ATA8772004A/en
Application granted granted Critical
Publication of AT414291B publication Critical patent/AT414291B/en

Links

Landscapes

  • Power Conversion In General (AREA)

Description

22

AT 414 291 BAT 414 291 B

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren, womit es möglicht ist optisch zündbare Thyristoren bei geringen Spannungen zu zünden.The invention relates to a device and a method, which makes it possible to ignite optically ignitable thyristors at low voltages.

Nach dem derzeitigen Stand der Technik beinhaltet ein optisch zündbarer Thyristor einen Ver-5 stärker der die zur Zündung eingesetzten Lichtimpulse in elektrische Impulse wandelt und somit den Thyristor zündet. Dieser thyristor-interne Verstärker wird über die am Thyristor anliegende Anoden-Kathoden-Spannung versorgt. Bei Thyristoren, welche für hohe Spannung (mehrere hundert Volt bis einige Kilovolt) ausgelegt sind, bedeutet das, dass der Verstärker bei sehr kleinen Momentanwerten der Anoden-Kathoden-Spannungen (wenige zehn Volt) nicht ord-io nungsgemäß versorgt wird, und somit nicht die erforderliche Energie aufbringen kann um den Thyristor elektrisch zu zünden. Erst wenn die Spannung einen Schwellwert (mehrere zehn Volt) erreicht hat, kann der Verstärker den Thyristor ordnungsgemäß, das heißt innerhalb der vom Hersteller angegebenen Zeit, zünden. Das heißt, dass der Thyristor bei sehr kleinen Spannungen gar nicht, bzw. in einem Übergangsbereich (wenige zehn Volt Übergangsbereichsbreite) 15 nicht ordnungsgemäß zünden kann.In the current state of the art, an optically ignitable thyristor includes a stronger Ver-5 converts the light pulses used for ignition into electrical pulses and thus ignites the thyristor. This thyristor-internal amplifier is supplied via the voltage applied to the thyristor anode-cathode voltage. For thyristors that are designed for high voltage (several hundred volts to several kilovolts), this means that the amplifier is not properly supplied with very low instantaneous values of the anode-cathode voltages (a few tens of volts), and thus not can apply the required energy to ignite the thyristor electrically. Only when the voltage has reached a threshold (several tens of volts) can the amplifier properly fire the thyristor, ie within the time specified by the manufacturer. This means that the thyristor can not ignite properly at very low voltages, or in a transition region (a few tens of volts transition region width) 15.

Die beiden existierenden Patente DE19826022 und JP11285237 behandeln sowohl eine Vorrichtung als auch ein Verfahren um eine Beschädigung eines lichtzündbaren Thyristors im Fall von Auftretenden Spannungsspitzen zu verhindern und unterscheiden sich damit von der bean-20 tragten Vorrichtung bzw. dem Verfahren dahingehend, dass nur Schutzmechanismen für Überspannungen realisiert werden und keine Möglichkeit die untere Zündgrenze zu verringern.The two existing patents DE19826022 and JP11285237 treat both a device and a method to prevent damage to a light-triggered thyristor in the event of voltage spikes, and thus differ from the claimed device or method in that only protection mechanisms for overvoltages be realized and no way to lower the lower ignition limit.

Aufgabe der Erfindung ist es den Spannungsbereich (0V bis mehrere zehn Volt) in dem der Thyristor nicht oder nicht ordnungsgemäß zündet zu minimieren. Erreicht wird dies, indem direkt 25 am Thyristor ein kurzer Spannungspuls zeitgleich mit dem optischen Zündimpuls generiert wird. Dies bewirkt, dass der thyristor-interne Verstärker zum Zündzeitpunkt ausreichend mit Spannung versorgt wird, und somit genügend Energie zum elektrischen zünden des Thyristors vorhanden ist. 30 Der Vorteil ist, dass der Thyristor bis hin zu sehr kleinen Momentanwerten der Anoden-Kathoden-Spannungen ordnungsgemäß gezündet werden kann.The object of the invention is to minimize the voltage range (0V to several tens of volts) in which the thyristor does not ignite or does not ignite properly. This is achieved by directly generating a short voltage pulse at the thyristor at the same time as the optical ignition pulse. This causes the internal thyristor amplifier to be sufficiently energized at ignition timing, thus providing enough energy to electrically fire the thyristor. 30 The advantage is that the thyristor can be properly ignited up to very low instantaneous values of the anode-cathode voltages.

Nachteil ist, dass zum Zeitpunkt des Zündens ein kurzer Spannungsimpuls am Thyristor anliegt und unter Umständen die Funktion des Gesamtschaltkreises beeinflusst. 35Disadvantage is that at the time of ignition a short voltage pulse is applied to the thyristor and may affect the function of the entire circuit. 35

Auch bei Verwendung der Erfindung wird bei Hochspannungsthyristoren eine Zündung nur bis zu einem unteren Grenzwert der Momentanwerten der Anoden-Kathoden-Spannungen (Größenordnung 10V) möglich sein. Dieser Grenzwert ist vom Thyristortyp, -hersteiler und der eingesetzten Spannungshöhe des Zündimpulses abhängig. 40Even with the use of the invention, in high-voltage thyristors ignition only up to a lower limit of the instantaneous values of the anode-cathode voltages (order of magnitude 10V) may be possible. This limit value depends on the type of thyristor, its divider and the voltage level of the ignition pulse used. 40

In Fig. 1 ist der Aufbau der Erfindung inklusive dem optisch zündbaren Thyristor und den durch den Aufbau resultierenden und für die Funktion wesentlichen parasitären Impedanzen zu sehen. 45 Der optisch zündbare Thyristor Ti ist jener Thyristor, der über die Anschlüsse A und B mit einem Schaltkreis mit beliebiger Funktion, im folgenden Hauptschaltkreis genannt, verbunden ist, , und bei geringen Momentanwerten der Anoden-Kathoden-Spannungen Vn gezündet werden soll. Die parasitäre Impedanz LP1 resultiert aus dem geometrischem Aufbau der Thyristoranschlüsse des Thyristors Ti mit dem Hauptschaltkreis, LP2 resultiert aus dem geometrischen so Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung und der Verbindung mit dem optisch zündbaren Thyristor Ti. Die Erfindung bezieht sich auf die Vorrichtung welche über die Klemmen C und D mit dem optisch zündbarem Thyristor Ti des Hauptschaltkreises verbunden wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus dem Kondensator Ci, dem Thyristor T, dem strombegrenzenden Widerstand RL, der Diode D2, dem Widerstand RCh> der Spannungsquelle V2 und 55 der parasitären Impedanz LP2. Durch die Spannungsquelle V2 wird der Kondensator C! über dieFIG. 1 shows the structure of the invention including the optically ignitable thyristor and the parasitic impedances resulting from the design and essential for the function. 45 The optically ignitable thyristor Ti is the thyristor, which is connected via the terminals A and B with a circuit with any function, hereinafter called main circuit, and is to be ignited at low instantaneous values of the anode-cathode voltages Vn. The parasitic impedance LP1 results from the geometric structure of the thyristor terminals of the thyristor Ti with the main circuit, LP2 resulting from the geometric structure of the device according to the invention and the connection with the optically ignitable thyristor Ti. The invention relates to the device which via the terminals C and D is connected to the optically ignitable thyristor Ti of the main circuit. The device according to the invention consists of the capacitor Ci, the thyristor T, the current limiting resistor RL, the diode D2, the resistor RCh > the voltage source V2 and 55 of the parasitic impedance LP2. By the voltage source V2, the capacitor C! about the

Claims (2)

3 AT 414 291 B Diode D2 und den Ladestrom begrenzenden Widerstand RCH geladen. Die erforderliche Ladespannung VCi hängt vom verwendeten optisch zündbarem Thyristor Ή ab. Wird der optisch zündbare Thyristor T1 optisch gezündet, würde dieser bei geringen Anoden-Kathoden-Spannungen VTi (wenige zehn Volt) nicht, oder nicht ordnungsgemäß zünden. Deshalb wird zeitgleich der Thyristor T gezündet und somit der Kondensator Ct parallel zum optisch zündbarem Thyristor Ti geschaltet. Dadurch ergibt sich am optisch zündbaren Thyristor T, ein Spannungspuls über welchen der thyristor-interne Verstärker versorgt wird und der Thyristor Ti ordnungsgemäß zünden kann. Der Verlauf der Spannung am optisch zündbarem Thyristor Ti hängt im wesentlichen von der Stromaufnahme des thyristor-internen Verstärkers, der Thyristorkapazität, von den parasitären Impedanzen LPi und LP2, vom Widerstand RL und von der Impedanz des Hauptschaltkreises ab. Je kleiner die parasitären Impedanzen LP1 und LP2, desto steiler der Anstieg der Spannung am optisch zündbarem Thyristor T1s Nachdem der optisch zündbare Thyristor Ti ordnungsgemäß gezündet hat, wird der Kondensator Ci über Ti entladen, bis der Strom durch den Thyristor T unter dessen Haltestrom sinkt. Danach sperrt der Thyristor T und der Kondensator Ci wird über die Diode D2, den Widerstand RCh und die Spannungsquelle V2 wieder auf seinen Sollwert aufgeladen. Der Widerstand RL dient zur Strombegrenzung des Entladestromes lE des Kondensators Ci und somit des Stromes durch die Thyristoren Ti und T. Dieser Entladestrom lE belastet den optisch zündbaren Thyristor Ti zusätzlich zu dem Strom der aus der Funktion des Hauptschaltkreises durch den optisch zündbaren Thyristor Ti fließt. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur Zündung von optisch zündbaren Thyristoren bei geringen Spannungen, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zum Hauptthyristor (T1) ein Hilfsthyristor in Serie mit einem Kondensator (C1) und einem Widerstand (RL) geschaltet ist, wobei parallel zum Kondensator (C1) eine Diode (D2), ein weiterer Widerstand (RCH) und eine Gleichspannungsquelle (V2) in Serie angeordnet sind.3 AT 414 291 B diode D2 and the charging current limiting resistor RCH loaded. The required charging voltage VCi depends on the optically ignitable thyristor Ή. If the optically ignitable thyristor T1 is ignited optically, it would not ignite at low anode-cathode voltages VTi (a few tens of volts) or would not ignite properly. Therefore, at the same time the thyristor T is ignited and thus the capacitor Ct connected in parallel to the optically ignitable thyristor Ti. This results in the optically ignitable thyristor T, a voltage pulse through which the thyristor-internal amplifier is supplied and the thyristor Ti can ignite properly. The course of the voltage at the optically ignitable thyristor Ti depends essentially on the current consumption of the thyristor-internal amplifier, the thyristor capacitance, the parasitic impedances LPi and LP2, the resistance RL and the impedance of the main circuit. The smaller the parasitic impedances LP1 and LP2, the steeper the increase in the voltage at the optically ignitable thyristor T1s. After the optically ignitable thyristor Ti has properly ignited, the capacitor Ci is discharged via Ti until the current through the thyristor T drops below its holding current. Thereafter, the thyristor T blocks and the capacitor Ci is charged via the diode D2, the resistor RCh and the voltage source V2 back to its desired value. The resistor RL serves to limit the current of the discharge current lE of the capacitor Ci and thus of the current through the thyristors Ti and T. This discharge current IE loads the optically ignitable thyristor Ti in addition to the current flowing from the function of the main circuit through the optically ignitable thyristor Ti. 1. A device for igniting optically ignitable thyristors at low voltages, characterized in that parallel to the main thyristor (T1) an auxiliary thyristor is connected in series with a capacitor (C1) and a resistor (RL), wherein parallel to the capacitor (C1 ) a diode (D2), another resistor (RCH) and a DC voltage source (V2) are arranged in series. 2. Verfahren zur Zündung von optisch zündbaren Thyristoren bei geringen Spannungen, dadurch gekennzeichnet, dass am optisch zündbaren Thyristor zeitgleich zum optischen Zündimpuls ein Spannungsimpuls zwischen Anode und Kathode angelegt wird. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen2. A method for igniting optically ignitable thyristors at low voltages, characterized in that at the same time the optical ignition pulse, a voltage pulse between the anode and cathode is applied to the optically ignitable thyristor. For this purpose 1 sheet of drawings
AT8772004A 2004-05-19 2004-05-19 DEVICE AND METHOD FOR IGNITIONING OPTICALLY IGNITABLE THYRISTORS AT LOW VOLTAGES AT414291B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT8772004A AT414291B (en) 2004-05-19 2004-05-19 DEVICE AND METHOD FOR IGNITIONING OPTICALLY IGNITABLE THYRISTORS AT LOW VOLTAGES

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT8772004A AT414291B (en) 2004-05-19 2004-05-19 DEVICE AND METHOD FOR IGNITIONING OPTICALLY IGNITABLE THYRISTORS AT LOW VOLTAGES

Publications (2)

Publication Number Publication Date
ATA8772004A ATA8772004A (en) 2006-01-15
AT414291B true AT414291B (en) 2006-11-15

Family

ID=35655134

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
AT8772004A AT414291B (en) 2004-05-19 2004-05-19 DEVICE AND METHOD FOR IGNITIONING OPTICALLY IGNITABLE THYRISTORS AT LOW VOLTAGES

Country Status (1)

Country Link
AT (1) AT414291B (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0173275A2 (en) * 1984-08-30 1986-03-05 SEMIKRON Elektronik GmbH Light-activated thyristor
JPH11285237A (en) * 1998-03-27 1999-10-15 Hitachi Ltd Optical thyristor converter

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0173275A2 (en) * 1984-08-30 1986-03-05 SEMIKRON Elektronik GmbH Light-activated thyristor
JPH11285237A (en) * 1998-03-27 1999-10-15 Hitachi Ltd Optical thyristor converter

Also Published As

Publication number Publication date
ATA8772004A (en) 2006-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102016103090A1 (en) Lamp switching device, headlights and vehicle
DE19841490A1 (en) Failure protection device for series LED's
DE102014105719A1 (en) Circuit device with a thyristor circuit and a method for testing the thyristor circuit
DE3605266C2 (en) Device for limiting current surges in an incandescent lamp operated with direct current, in particular for limiting the arc discharge current
DE2303279C3 (en) Monitoring arrangement for a thyristor valve for high voltage
DE10201852A1 (en) A discharge lamp lighting device
DE102009020849A1 (en) Circuit arrangement for operating a low-pressure gas discharge lamp and corresponding method
DE19622803A1 (en) Vehicle electrical power supply circuit for gas-discharge lamps
EP1825529B1 (en) Electrical circuit for controlling a piezoelectric element, particularly of a fuel injection system of a motor vehicle
WO2018039807A1 (en) Method for operating a high-voltage pulse system
AT414291B (en) DEVICE AND METHOD FOR IGNITIONING OPTICALLY IGNITABLE THYRISTORS AT LOW VOLTAGES
DE102013203732A1 (en) Circuit arrangement and method for operating at least one light source
DE1809805A1 (en) Battery charger
DE102009023884A1 (en) Electronic ballast and method for operating at least one discharge lamp
DE3853595T2 (en) Circuit.
DE102010038605A1 (en) Ignition circuit for igniting a powered with alternating power plasma
WO2011134796A2 (en) Method and control circuit for starting a gas-discharge lamp
DE69008836T2 (en) Circuit arrangement, suitable for igniting a high-pressure discharge lamp.
DE19749856B4 (en) Method and ignition circuit for triggering an occupant protection system
DE102010037225B4 (en) Device and method for operating a lighting module with no-load voltage limitation
DE2011663A1 (en) Start and operating circuit for gas discharge lamps
EP2524581B1 (en) Circuit arrangement and method for starting and operating a high-pressure discharge lamp
DE3688708T2 (en) Metal vapor ignition and operating device.
DE2545536A1 (en) ELECTRONIC IGNITION DEVICE FOR PYROTECHNIC CHARGES
CH661383A5 (en) THYRISTOR DEVICE.

Legal Events

Date Code Title Description
ELJ Ceased due to non-payment of the annual fee