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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