CH503422A - Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Torstromes für einen steuerbaren Gleichrichter - Google Patents

Description

  
 



  Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Torstromes für einen steuerbaren Gleichrichter
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Torstromes für einen steuerbaren Gleichrichter, welcher Torstrom von einem an Eingangsklemmen des Stromkreises angelegten Steuersignal abhängig ist.



   Die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung kennzeichnet sich durch eine parallel zum steuerbaren Gleichrichter geschaltete Serieschaltung eines ersten Kondensators und eines Speicherelementes, an welcher Serieschaltung zwecks Aufladung des Speicherelementes die an den Klemmen des steuerbaren Gleichrichters vorhandene Spannung liegt, sowie ein in Abhängigkeit von dem an den genannten Eingangsklemmen liegenden Steuersignal arbeitendes Schaltelement, um das Speicherelement zwecks Abgabe der darin gespeicherten Ladung mit dem Torstrompfad des steuerbaren Gleichrichters zu verbinden.



   Das Speicherelement kann beispielsweise ein Kondensator oder eine Sekundär-Speicherzelle sein.



   Es können Mittel vorgesehen sein, die gewährleisten, dass das Schaltelement nur leitend wird, wenn ein bestimmter Spannungswert am Speicherelement vorhanden ist. Dies kann durch die Anordnung einer Zenerdiode in einem Strompfad parallel zum Schaltelement erzielt werden.



   Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.



   Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung mit einem zu steuernden Gleichrichter,
Fig. 2 veranschaulicht in graphischer Form das Arbeiten des Stromkreises gemäss Fig. 1,
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsvariante der Schal   tungsanordnung    nach Fig. 1,
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung,
Fig. 5 veranschaulicht eine Schaltungsanordung, welche zur Steuerung von mehr als einem steuerbaren Gleichrichter dient, jedoch die Verwendung eines einzigen Speicherelementes ermöglicht,
Fig. 6 zeigt eine Schaltungsanordnung mit einem andern Schaltelement als in den Ausführungsformen nach den Fig. 1, 3, 4 und 5, und die
Fig. 7 und 8 zeigen weitere Ausführungsformen der Schaltungsanordnung gemäss Fig. 1.



   In Fig. 1 ist ein steuerbarer Halbleitergleichrichter 1 dargestellt, der in einen Stromweg zwischen einer Wechselstromspeisequelle und einer Last geschaltet ist. Dem steuerbaren Gleichrichter 1 ist eine Serieschaltung parallelgeschaltet, ,die aus einem Widerstand 2, einem Kondensator 3, einer Diode 4 und einem Kondensator 5 besteht, wobei die Verbindungsstelle zwischen der Diode 4 und dem Kondensator 5 über einen weiteren steuerbaren Halbleitergleichrichter 6, der ein Schaltelement   Idarstellt,    und einen Widerstand 8 an die Steuerelektrode des steuerbaren Gleichrichters 1 angeschlossen ist.



  Ferner ist der Diode 4 und dem mit ihr in Reihe liegenden Kondensator 5 eine Zenerdiode 9 parallelgeschaltet. Die Steuerelektrode der Schaltvorrichtung 6 ist über einen Widerstand 7 mit dem Anschluss 10 des positiven Steuereingangs, und der Anschluss 11 des negativen Steuereingangs ist mit der Kathode der Schaltvorrichtung 6 verbunden.



   Typische Werte für die Kondensatoren 3 und 5 sind 0,5   ,mF    bzw. 2   uF.    Unter der Annahme, dass die Lawinendurchbruchspannung der Diode 9 etwa 20 Volt beträgt, wird durch einen positiven Anstieg von 100 Volt an der Anode des steuerbaren Gleichrichters 1 der Kondensator 5 auf eine Spannung von etwa 20 Volt aufgeladen, und ein weiterer Anstieg der Anodenspannung des Gleichrichters 1 ergibt keine weitere Erhöhung der Spannung an dem Kondensator 5 zufolge des nachfolgenden Leitens der Diode 9 im Lawinenzustand.



   Wenn daher das Arbeiten der Schaltungsanordnung gemäss Fig. 1 betrachtet und angenommen wird, dass eine Wechselstromspeisespannung von etwa 300 Volt während der positiven Halbwelle einer an dem Gleichrichter 1 angelegten Wechselstrom-Wellenform vorhanden ist, dann fliesst ein Ladestrom über die Elemente 2, 3, 4 und 5, welcher den Kondensator 5 auf einen Wert  von etwa 20 Volt innerhalb einer kurzen Anfangsdauer der Halbwelle auflädt. Das nachfolgende Anlegen eines Steuersignals mit den dargestellten Polaritäten an die Anschlüsse 10 und 11 bewirkt das Leitendwerden des Schaltelementes 6, um die Entladung des Kondensators 5 als einen an die Steuerelektrode des Gleichrichters 1 angelegten Impuls einzuleiten.

  Wird angenommen, dass der Widerstand 8 einen   vergleichsweise    niedrigen Wert hat, dann ist der an die Steuerelektrode des Gleichrichters 1 angelegte Impuls ein Impuls mit hoher Amplitude, und der Gleichrichter 1 wird leitend gemacht. Der Augenblick des Anlegens eines Steuersignals an die Anschlüsse 10 und 11 kann beliebig gewählt werden, um den Zündwinkel des Gleichrichters 1 zu ändern, jedoch muss berücksichtigt werden, dass die Schaltvorrichtung 6 nur dann leitend gemacht werden soll, wenn eine ausreichend hohe Spannung an dem Kondensator 5 erreicht worden ist.



   Die dargestellte Schaltungsanordnung hat gegenüber anderen Formen von Steuerstromkreisen den Vorteil, dass   dieZenerdiode 9    mit einem Impuls hoher Amplitude und schnellem Anstieg gezündet werden kann, was die günstigsten Bedingungen zum Verhindern hoher Anodenstrom-Anstiegsgeschwindigkeiten im steuerbaren Gleichrichter 1 ergibt, ohne dass zusätzliche Energiequellen hoher Leistung erforderlich sind. Weiterhin kann, wenn ein zweckentsprechendes Schaltelement 6 gewählt wird, ein befriedigendes Arbeiten mit Steuersignalen niedriger Amplitude erreicht werden, welche keine besonders kurze Anstiegszeit zu haben brauchen.



  Daher können die Grösse, die Kosten und der Energiebedarf der Signal-Energiequelle niedrig gehalten werden. Gleichzeitig können die Probleme hinsichtlich der Übertragung von Steuerimpulsen erheblich vermindert werden, ohne ihre Wellenform zu verschlechtern, und gleichzeitig kann eine Isolierung, eventuell sogar eine   Hochspannungsisolierung    erzielt werden.



   In der graphischen Darstellung der Fig. 2 gibt die Wellenform A die Wechselstromspeisespannung, die Wellenform B das an die Anschlüsse 10 und 11 angelegte Steuersignal, die Wellenform C die Spannung an dem steuerbaren Gleichrichter 1, die Wellenform D die an dem Kondensator 5 auftretende Spannung und die Wellenform E den Torstrom in dem steuerbaren Gleichrichter wieder.



   Mit Bezug auf Fig. 2 sei daran erinnert, dass in Verbindung mit der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 ausgeführt wurde, dass es nicht erwünscht ist, das Schaltelement 6 bei Fehlen einer ausreichenden Spannung an dem Kondensator 5 zu triggern. Bei der Schaltungsanordnung gemäss Fig. 3, in der zusätzlich ein Transistor 14 und eine mit ihm in Reihe liegende Zenerdiode 15 vorgesehen sind, wird dieses Ziel dadurch erreicht, indem die Zenerdiode 15 den   erforderlichen    Strom zum Zünden des Schaltelementes nur leitet, wenn zusätzlich zum Leitendwerden des Transistors 14 die Lawinenenspannung der Zenerdiode 15 überschritten wird. In anderer Hinsicht arbeitet der Stromkreis gemäss Fig. 3 im wesentlichen ebenso wie der Stromkreis gemäss Fig. 1.



   Die Schaltungsanordnung weist, wenn eine Kapazität als Speicherelement verwendet wird, den weiteren Vorteil auf, dass die Kapazität als Dämpfungs- und Spannungsausgleichsglied in einem geschlossenen Stromkreis benutzt werden kann, um Einschwing-Spannungen an den bezüglichen steuerbaren Gleichrichtern und dadurch die Anstiegsgeschwindigkeit der Anodenspannung zu begrenzen. Diese kombinierte Funktion der Kapazität kann zu einer beträchtlichen Wirtschaftlichkeit bzw.



  Ersparnis in der Ausführung des Stromkreises führen.



   Es können verschiedene Anordnungen bzw. Typen von Dioden und Widerständen mit dem kapazitiven Speicherelement verwendet werden, um verschiedene Charakteristiken in bezug auf die Einschwing- und dt -Begrenzung in der Schaltungsanordnung zu erhalten. Beispielsweise liegen in der Schaltungsanordnung gemäss Fig. 4, in welcher die Zenerdiode 9 direkt parallel zum Kondensator 5 geschaltet und eine weitere Diode 13 eingefügt ist, die Kondensatoren 3 und 5 im dv Hinblick auf einen positiven Wert von dt parallel zum steuerbaren   Hauptgleichrichter    1. In Serie zum Kondensator 3 ist ein Widerstand 12 geschaltet, um Entladungsströme, welche vom Kondensator 3 über den steuerbaren Gleichrichter 1 fliessen, wenn letzterer leitend gemacht worden ist, abzuleiten.

  Daher kann ein hoher Kapazitätswert für die Kondensatoren 3 und 5 dv   vorgesehen werden, um eine wirksame dt Begrenzung    und Spannungssteuerung zu erzielen, wenn der steuerbare Gleichrichter 1 in Verbindung mit weitern steuerbaren Gleichrichtern in einem Stromkreis verwendet wird, ohne die Gleichrichter auch übermässiger Spitzenströme zu beschädigen, die beim Triggern eines der steuerbaren Gleichrichter vom Kondensator 3 geliefert werden.



   In Fig. 5 ist eine steuerbare Vollweg-Gleichrichterbrückenanordnung dargestellt. Der Brückenstromkreis enthält steuerbare Gleichrichter 1 und la und Dioden 20 und 20a. Die Verbindungen zwischen der Diode 20 und dem Gleichrichter 1 bzw. der Diode 20a und dem Gleichrichter la sind mit Zuleitungen 20 bzw. 23 verbunden, über die eine Wechselstromquelle angeschlossen ist. Die Verbindung zwischen den Dioden 20 und 20a ist mit dem einen Anschluss der Last 24 verbunden, und die Verbindung zwischen den Gleichrichtern 1 und la ist mit dem anderen Anschluss der Last 24 verbunden.



   Es sei jetzt der Teil der Schaltungsanordnung betrachtet, der den steuerbaren Gleichrichter 1 enthält.



  Dem Gleichrichter 1 ist eine Serieschaltung aus einem Widerstand 2, einem Kondensator 3, einer Diode 4 und einem Kondensator 5 parallel geschaltet. Die Zenerdiode 9 liegt parallel zum Kondensator 5 und da der Rückweg über die Zenerdiode 9 zum Kondensator 3 jetzt getrennt ist, ist zur Diode 4 und dem mit ihr in Reihe liegenden Kondensator 5 eine weitere Diode 21 parallelgeschaltet. Der Kondensator 5 ist wieder über ein Schaltelement 6 in Form eines steuerbaren Gleichrichters an die Triggerelektrode des Gleichrichters 1 über einen Widerstand 8 angeschlossen. Die Torelektrode der Schaltvorrichtung 6 ist weiterhin über einen Widerstand 7 mit dem Steuereingang 10, und der Steuereingang 11 ist mit der Kathode der Schaltvorrichtung 6 verbunden.

 

   Der Teil der Schaltungsanordnung, der den zweiten steuerbaren Gleichrichter la enthält, ist gleich wie der Stromkreisteil, welcher den steuerbaren Gleichrichter 1 enthält, aufgebaut. Die entsprechenden Schaltelemente sind mit dem Index a versehen; es ist ersichtlich, dass der Kondensator 5 und die Zenerdiode 9 beiden Abschnitten der Schaltungsanordnung gemeinsam sind.



   Bei Betrieb der Schaltungsanordnung gemäss Fig. 5 fliesst zu Beginn einer positiven Halbwelle der Speise  spannung, die an der Klemme liegt, ein Strom über die Serieschaltung der Elemente 2, 3, 4 und 5, bis ein Wert erreicht ist, an dem die Zenerdiode 9 einen Lawinendurchbruchszustand erreicht. Die Spannung am Kondensator 5 wird dann auf diesem Wert gehalten. Das nachfolgende Anlegen eines Steuersignals an die Steuerelektrode des Schaltelementes 6 ermöglicht, dass ein Entladungsimpuls über das Element 6 fliesst, um den Gleichrichter 1 in den leitenden Zustand zu steuern.



   Bei der nachfolgenden Umkehr der Polarität der Speisespannung sperrt der Gleichrichter 1 und die Wiederaufladung des Kondensators 5 über den Strompfad mit dem Widerstand 2a, dem Kondensator 3a, der Diode 4a und dem Kondensator 5a erfolgt, bis wieder ein Wert erreicht wird, bei dem die Zenerdiode 9 in den Lawinendurchbruchzustand gelangt. Das nachfolgende Anlegen eines Steuersignals an die Steuerelektrode des Steuerelementes 6a macht dieses leitend, wodurch ein Steuerimpuls an den steuerbaren Gleichrichter la angelegt wird, der dann bis zum Ende der betreffenden Halle welle leitend bleibt. Dadurch wird eine gesteuerte Vollweggleichrichtung der Wechselspannung erreicht.

  Die an die Last 24 angelegte Spannung kann dadurch geändert werden, indem der Phasenwinkel, unter welchem die Steuersignale an die Eingänge 10, 11 bzw. 11a während der betreffenden Halbwellen der Speisespannung angelegt werden, vor- oder nacheilend gewählt wird.



   Der Stromkreis gemäss Fig. 6 enthält wieder einen einzigen steuerbaren Gleichrichter 1, jedoch ist das vorher durch einen steuerbaren Gleichrichter gebildete Schaltelement 6 durch eine Diode 16 ersetzt. Um das  Absaugen  der an die Eingänge 10 und 11 angelegten Steuersignale durch den Kondensator 5 zu verhindern, ist eine weitere Diode 17 in die Verbindung des Eingangs 10 mit der Diode 4 und dem Kondensator 5 geschaltet.



  Die Schaltungsanordnung gemäss Fig. 6 arbeitet im wesentlichen gleich der Schaltungsanordnung nach Fig. 1, jedoch ist erkennbar, dass diese Ausführungsform unter gewissen Umständen den Vorteil hat, dass, wenn die Tyristordiode 16 leitend ist, eine direkte Verbindung vom Steuereingang zur Torelektrode des steuerbaren Hauptgleichrichters 1 vorhanden ist. Daher kann dem Tor des Gleichrichters 1 ein vom Kondensator 5 ausgehender Impuls mit steiler Stirn und langsam abklingendem Rücken zugeführt werden. Ein etwas ähnlicher Effekt kann gewünschtenfalls bei der Schaltungsanordnung gemäss Fig. 1 erhalten werden, wenn der negative Steuereingang, statt wie dargestellt, mit der Kathode des steuerbaren Gleichrichters 1 verbunden wird. Eine solche Schaltungsanordnung ist in Fig. 7 dargestellt.



   Es ist ersichtlich, dass die Schaltungsanordnung gemäss Fig. 7 grundsätzlich derjenigen der Fig. 1 entspricht, mit dem Unterschied, dass der Steuereingang 11 mit der Kathode des steuerbaren Halbleiter-Gleichrichters 1 verbunden ist. Der Steuereingang 10 ist mit der Torelektrode des steuerbaren Gleichrichters 6 über eine Diode 26 und weiterhin mit der Kathode des Gleichrichters 6 über die Diode 26 und einen weiteren Widerstand 27 verbunden. Der Eingang 10 ist ausserdem über eine weitere Diode 28 mit der Anode des Gleichrichters 6 verbunden.



   Solange das an die Eingänge 10 und 11 angelegte   Gleichstromsteuersignal    als solches ausreichend ist, den steuerbaren Gleichrichter 1 zu triggern, kann diese Anordnung ein befriedigendes Arbeiten der Schaltungsanordnung unter allen Bedingungen garantieren, denn, falls die Anodenspannung stark positiv ist, wenn der Steuerimpuls an die Eingänge 10 und 11 angelegt wird, wird die volle Amplitude des Torsteuerimpulses erhalten.



  Falls jedoch ein Steuerimpuls angelegt wird, bevor die Anode des Gleichrichters 1 positiv wird, hat der Torstrom bereits einen ausreichenden Pegel erreicht, wenn er wirksam wird.



   Eine mögliche Ursache einer fehlerhaften Arbeitsweise der Schaltungsanordnung besteht darin, dass ein direkter Zugang vom Eingang 10 über die Diode 26, den Tor-Kathoden-Pfad des Elementes 6 und den Widerstand 8 zur Steuerelektrode des Gleichrichters 1 vorhanden ist. Theoretisch kann ein sehr leicht ansprechender steuerbarer Gleichrichter 1 bereits gesteuert werden, bevor das Element 6 leitend wird. Wenn man jedoch berücksichtigt, dass ein Element hoher Empfindlichkeit als Schaltelement 6 mit einer hohen Schaltgeschwindigkeit verwendet werden kann, ist die Möglichkeit des Auftretens dieser falschen Arbeitsweise in der Praxis so fernliegend, dass sie vernachlässigbar ist. Es ist daher möglich,   vliese    Schaltungsanordnung ohne wesentliche Rücksicht auf die an die Eingänge 10 und 11 angelegte Impulsform zu verwenden.



   In dem vorstehenden Absatz wurde angedeutet, dass die Schaltungsanordnung nach Fig. 7 für praktisch alle Steuerimpulsformen anwendbar ist. Ausgeschlossen sind jedoch pulsierende Steuersignale, wie sie von Sperroszillatoren geliefert werden. Der Grund liegt darin, dass solche Signale zur Steuerung eines steuerbaren Halbleitergleichrichters, wie er als Schaltelement 6 eingesetzt wird, nicht verwendbar sind. Dies ergibt sich aus der Betrachtung, dass falls der erste Versuch zum Triggern des steuerbaren Hauptgleichrichters 1 nicht erfolgreich sein sollte, die Schaltvorrichtung 6 sich über den Kondensator 3 in ihrem leitenden Zustand zu halten sucht, wenn das Anodenpotential des steuerbaren Hauptgleichrichters 1 weiter ansteigt.



   Falls das an die Eingänge 10 und 11 angelegte Steuersignal eine Folge von kurzen Impulsen ist, dann kann sich die Situation ergeben, dass nach dem ersten möglicherweise unwirksamen, vom Kondensator 5 stammenden Entladeimpuls der   Hauptgleichrichter    1 nur die kurzen Impulse der Steuereingänge 10 und 11 empfängt, zwischen denen der Ladestrom des Kondensators 3 liegt. In einem Fall, in welchem das Anodenpotential des Hauptgleichrichters steil ansteigt, und auf diesen Anstieg ein flacher Abstieg gegen Null erfolgt, wie es der Fall sein kann, wenn der Stromkreis in einem Wechselstromregler mit einer induktiven Last verwendet wird, ist es durchaus möglich, dass der etwas unbestimmte   Triggerzustand    zu einem unbefriedigenden Steuern des steuerbaren Gleichrichters 1 mit einer nachfolgenden Beschädigung führt.

 

   Die Schwierigkeit, die im vorstehenden Absatz in Verbindung mit einem an die Eingänge 10 und 11 angelegten pulsierenden Signal angedeutet wurde, kann dadurch vermieden werden, dass eine abgewandelte Form der Schaltungsanordnung, beispielsweise die in Fig. 8 dargestellte, verwendet wird. In der Schaltungsanordnung gemäss Fig. 8 ist der Steuereingang 11 wieder mit der Kathode des steuerbaren Gleichrichters 1 verbunden, jedoch ist der Eingang 10 über Widerstände 29 und 30 mit der Basis eines Transistors 31 verbunden, der parallel zu einer aus dem Schaltelement 6 und der Diode 32 gebildeten Serieschaltung geschaltet ist. Der Eingang 10 ist weiterhin über einen Widerstand 33 und eine Diode 28, welche der Diode 28 der Fig. 7 entspricht, an den Kollektor des Transistors 31 angeschlossen.

  Die   Steuerspannung des Schaltelementes 6 wird an der Verbindungsstelle der Widerstände 29 und 30 über einen Kondensator 35 abgegriffen. Die Steuerelektrode des Schaltelementes 6 ist ferner über einen Widerstand 36 mit dessen Kathode verbunden.



   Im Betrieb der Schaltung gemäss Fig. 8 arbeitet der Stromkreis, der die Kondensatoren 3 und 5 und die Zenerdiode 9 enthält, wie oben erläutert, um über das Schaltelement 6 einen verhältnismässig starken Steuerimpuls für den Gleichrichter 1 zu liefern. Um die Schaltung auch für den Fall verwenden zu können, dass ein pulsierendes Signal an den Eingängen 10 und 11 liegt, überbrückt der Transistor 31 während einer Steuerimpulsfolge das Schaltelement 6, damit es nach jeder Impulsfolge in seinen sperrenden Zustand zurückkehren kann. Wenn daher das Anodenpotential des Gleichrichters 1 weiter ansteigt, kann sich der Kondensator 5 wenigstens in einem gewissen Ausmass wieder aufladen, bevor die nächste Impulsfolge angelegt wird.



   Der Triggerimpuls für das Schaltelement 6 wird über den Kondensator 35 angelegt, damit das Element nicht bis zum Ende des Triggerimpulses durch den Torstrom gehalten wird. Der Kondensator 35 dient weiterhin dem Zweck, die Basisanspeisung des Transistors 31 länger zu halten, um zu gewährleisten, dass der Transistor 31 nicht durch einen übermässig hohen Kollektorstrom beschädigt wird, sondern erst zu leiten anfängt, wenn der Kondensator 5 praktisch entladen ist. Wenn der Transistor 31 leitet, fliesst über den Widerstand 33 ein Strom zusammen mit einem allfälligen, über den Widerstand 8 von den Kondensatoren 3 und 5 abfliessenden Reststrom zum Schaltelement 6, welches in einem Zeitraum von z.B. 10 bis 20 Mikrosekunden einschaltet. Der Abschaltvorgang wird durch den zusätzlichen Spannungsabfall unterstützt, der an der oben erwähnten zusätzlichen Diode 32 erzeugt wird.



   Wenn daher bei der Schaltungsanordnung gemäss Fig. 8 der steuerbare Gleichrichter 1 von einem besonderen Steuerimpuls, der an die Eingänge 10 und 11 angelegt wird, nicht in den leitenden Zustand gesteuert wird, kann die im Kondensator 5 vorhandene Ladung zu dem Zeitpunkt, zu welchem der nächste Impuls   abge-    geben wird, ihren vollen Wert haben, falls das Anodenpotential des Gleichrichters 1 merklich angestiegen ist.



  Falls anderseits das Anodenpotential des Gleichrichters 1 sich nicht merklich erhöht hat, ist die Tatsache, dass der Triggerimpuls eine begrenzte Amplitude hat, an    nehmbar, weil der Wert di im Anodenkreis des Gleichdt    richters notwendigerweise entsprechend begrenzt und wegen der niedrigen Anodenspannung weniger bedeutend ist.



   Für das richtige Arbeiten der Schaltungsanordnung gemäss Fig. 8 darf die Anstiegszeit der an die Eingänge 10 und 11 angelegten Steuerimpulse nicht so lang sein, dass der über den Kondensator 35 fliessende Impulsstrom nicht ausreicht, um das Schaltelement 6 zu triggern. Dies ergibt in der Praxis jedoch keine erhebliche Schwierigkeit, da Antriebsvorrichtungen zur Verfügung stehen, die eine vollkommen zufriedenstellende Anstiegszeit haben. Falls die Schaltungsanordnung in einer Gleichstromanlage verwendet wird, in welcher die Anode des Gleichrichters 1 während einer ausgedehnten Periode auf einem gleichbleibenden Potential gehalten wird, ohne dass irgendwelche Triggerimpulse angelegt werden, kann die Möglichkeit bestehen, dass die Ladung des Kondensators 5 über verschiedene Leckwege abfliesst.

  Unter diesen Umständen kann es wünschenswert sein, dem Kondensator 3 einen sehr hohen Widerstand parallelzuschalten. Bei Wechselstromkreisen ist dies nicht notwenig, da die Wechselspannung an dem Gleichrichter 1 gewährleistet, dass der Kondensator 5 trotz minimaler Leckverluste in dem voll aufgeladenen Zustand gehalten wird.



   Das Schaltelement 6, das in den Fig. 1, 3, 4 und 7 in der Form eines Thyristors vorgesehen ist, kann gewünschtenfalls durch einen Schalttransistor, der eine ausreichende hohe Schaltgeschwindigkeit hat, eine durch Licht betätigte Vorrichtung oder irgendein anderes zweckentsprechendes Element ersetzt werden.



   In den oben beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Schaltungsanordnungen kann der Kondensator, der das Speicherelement bildet, bei entsprechender Abänderung durch eine geeignete Sekundärzelle ersetzt werden.



   Weiterhin können Schaltungsanordnungen gemäss den Fig. 1, 3, 4, 6, 7 und 8 in einem steuerbaren Vollweg-Gleichrichterstromkreis der allgemein Art, wie er mit Bezug auf Fig. 5 beschrieben wurde, verwendet werden.



   PATENTANSPRUCH 1
Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Torstromes für einen steuerbaren Gleichrichter (1), welcher Torstrom von einem an Eingangsklemmen (10, 11) des Stromkreises angelegten Steuersignal abhängig ist, gekennzeichnet durch eine parallel zum steuerbaren Gleichrichter (1) geschaltete Serieschaltung eines ersten Kondensators (3) und eines Speicherelementes (5), an welcher Serieschaltung zwecks Aufladung des Speicherelementes (5) die an den Klemmen des steuerbaren Gleichrichters (1) vorhandene Spannung liegt, sowie ein in Abhängigkeit von dem an den genannten Eingangsklemmen (10, 11) liegenden Steuersignal arbeitendes Schaltelement (6 oder 16), um das Speicherelement (5) zwecks Abgabe der darin gespeicherten Ladung mit dem Torstrompfad des steuerbaren Gleichrichters zu verbinden.



   UNTERANSPRÜCHE
1. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Speicherelement (5) ein zweiter Kondensator ist.



   2. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Serieschaltung ein nur in einer Richtung leitendes Element (4) enthält, um einen Stromfluss nur vom ersten zum zweiten Kondensator zu erlauben.

 

   3. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem parallel zum Speicherelement (5) geschalteten Pfad Mittel (9) vorgesehen sind, welche die Spannung am Speicherelement (5) auf einen bestimmten Wert begrenzen (Fig. 1, 4).



   4. Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Mittel (9) eine Zenerdiode enthalten.



   5. Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Mittel (9) in einen Parallelpfad zum Speicherelement (5) und dem nur in einer Richtung leitenden Element (4) geschaltet sind.



   6. Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites, nur in einer 

**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.



   

Claims (1)

1. **WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **. Steuerspannung des Schaltelementes 6 wird an der Verbindungsstelle der Widerstände 29 und 30 über einen Kondensator 35 abgegriffen. Die Steuerelektrode des Schaltelementes 6 ist ferner über einen Widerstand 36 mit dessen Kathode verbunden.

   Im Betrieb der Schaltung gemäss Fig. 8 arbeitet der Stromkreis, der die Kondensatoren 3 und 5 und die Zenerdiode 9 enthält, wie oben erläutert, um über das Schaltelement 6 einen verhältnismässig starken Steuerimpuls für den Gleichrichter 1 zu liefern. Um die Schaltung auch für den Fall verwenden zu können, dass ein pulsierendes Signal an den Eingängen 10 und 11 liegt, überbrückt der Transistor 31 während einer Steuerimpulsfolge das Schaltelement 6, damit es nach jeder Impulsfolge in seinen sperrenden Zustand zurückkehren kann. Wenn daher das Anodenpotential des Gleichrichters 1 weiter ansteigt, kann sich der Kondensator 5 wenigstens in einem gewissen Ausmass wieder aufladen, bevor die nächste Impulsfolge angelegt wird.

   Der Triggerimpuls für das Schaltelement 6 wird über den Kondensator 35 angelegt, damit das Element nicht bis zum Ende des Triggerimpulses durch den Torstrom gehalten wird. Der Kondensator 35 dient weiterhin dem Zweck, die Basisanspeisung des Transistors 31 länger zu halten, um zu gewährleisten, dass der Transistor 31 nicht durch einen übermässig hohen Kollektorstrom beschädigt wird, sondern erst zu leiten anfängt, wenn der Kondensator 5 praktisch entladen ist. Wenn der Transistor 31 leitet, fliesst über den Widerstand 33 ein Strom zusammen mit einem allfälligen, über den Widerstand 8 von den Kondensatoren 3 und 5 abfliessenden Reststrom zum Schaltelement 6, welches in einem Zeitraum von z.B. 10 bis 20 Mikrosekunden einschaltet. Der Abschaltvorgang wird durch den zusätzlichen Spannungsabfall unterstützt, der an der oben erwähnten zusätzlichen Diode 32 erzeugt wird.

   Wenn daher bei der Schaltungsanordnung gemäss Fig. 8 der steuerbare Gleichrichter 1 von einem besonderen Steuerimpuls, der an die Eingänge 10 und 11 angelegt wird, nicht in den leitenden Zustand gesteuert wird, kann die im Kondensator 5 vorhandene Ladung zu dem Zeitpunkt, zu welchem der nächste Impuls abge- geben wird, ihren vollen Wert haben, falls das Anodenpotential des Gleichrichters 1 merklich angestiegen ist.

   Falls anderseits das Anodenpotential des Gleichrichters 1 sich nicht merklich erhöht hat, ist die Tatsache, dass der Triggerimpuls eine begrenzte Amplitude hat, an nehmbar, weil der Wert di im Anodenkreis des Gleichdt richters notwendigerweise entsprechend begrenzt und wegen der niedrigen Anodenspannung weniger bedeutend ist.

   Für das richtige Arbeiten der Schaltungsanordnung gemäss Fig. 8 darf die Anstiegszeit der an die Eingänge 10 und 11 angelegten Steuerimpulse nicht so lang sein, dass der über den Kondensator 35 fliessende Impulsstrom nicht ausreicht, um das Schaltelement 6 zu triggern. Dies ergibt in der Praxis jedoch keine erhebliche Schwierigkeit, da Antriebsvorrichtungen zur Verfügung stehen, die eine vollkommen zufriedenstellende Anstiegszeit haben. Falls die Schaltungsanordnung in einer Gleichstromanlage verwendet wird, in welcher die Anode des Gleichrichters 1 während einer ausgedehnten Periode auf einem gleichbleibenden Potential gehalten wird, ohne dass irgendwelche Triggerimpulse angelegt werden, kann die Möglichkeit bestehen, dass die Ladung des Kondensators 5 über verschiedene Leckwege abfliesst.

   Unter diesen Umständen kann es wünschenswert sein, dem Kondensator 3 einen sehr hohen Widerstand parallelzuschalten. Bei Wechselstromkreisen ist dies nicht notwenig, da die Wechselspannung an dem Gleichrichter 1 gewährleistet, dass der Kondensator 5 trotz minimaler Leckverluste in dem voll aufgeladenen Zustand gehalten wird.

   Das Schaltelement 6, das in den Fig. 1, 3, 4 und 7 in der Form eines Thyristors vorgesehen ist, kann gewünschtenfalls durch einen Schalttransistor, der eine ausreichende hohe Schaltgeschwindigkeit hat, eine durch Licht betätigte Vorrichtung oder irgendein anderes zweckentsprechendes Element ersetzt werden.

   In den oben beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Schaltungsanordnungen kann der Kondensator, der das Speicherelement bildet, bei entsprechender Abänderung durch eine geeignete Sekundärzelle ersetzt werden.

   Weiterhin können Schaltungsanordnungen gemäss den Fig. 1, 3, 4, 6, 7 und 8 in einem steuerbaren Vollweg-Gleichrichterstromkreis der allgemein Art, wie er mit Bezug auf Fig. 5 beschrieben wurde, verwendet werden.

   PATENTANSPRUCH 1 Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Torstromes für einen steuerbaren Gleichrichter (1), welcher Torstrom von einem an Eingangsklemmen (10, 11) des Stromkreises angelegten Steuersignal abhängig ist, gekennzeichnet durch eine parallel zum steuerbaren Gleichrichter (1) geschaltete Serieschaltung eines ersten Kondensators (3) und eines Speicherelementes (5), an welcher Serieschaltung zwecks Aufladung des Speicherelementes (5) die an den Klemmen des steuerbaren Gleichrichters (1) vorhandene Spannung liegt, sowie ein in Abhängigkeit von dem an den genannten Eingangsklemmen (10, 11) liegenden Steuersignal arbeitendes Schaltelement (6 oder 16), um das Speicherelement (5) zwecks Abgabe der darin gespeicherten Ladung mit dem Torstrompfad des steuerbaren Gleichrichters zu verbinden.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Speicherelement (5) ein zweiter Kondensator ist.

   2. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Serieschaltung ein nur in einer Richtung leitendes Element (4) enthält, um einen Stromfluss nur vom ersten zum zweiten Kondensator zu erlauben.

   3. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem parallel zum Speicherelement (5) geschalteten Pfad Mittel (9) vorgesehen sind, welche die Spannung am Speicherelement (5) auf einen bestimmten Wert begrenzen (Fig. 1, 4).

   4. Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Mittel (9) eine Zenerdiode enthalten.

   5. Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Mittel (9) in einen Parallelpfad zum Speicherelement (5) und dem nur in einer Richtung leitenden Element (4) geschaltet sind.

   6. Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites, nur in einer

   Richtung leitendes Element (13) in Reihe mit einem Widerstand (12) parallel zum erstgenannten nur in einer Richtung leitenden Element (4) und dem zweiten Kondensator (5) geschaltet ist (Fig. 4).

   7. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement eine in Rückwärtsrichtung sperrende Diode (16) ist (Fig. 6).

   8. Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Strompfad zwischen der Speichervorrichtung (5) und der Diode (16) eine zweite Diode (17) vorgesehen ist, die das Aufladen des Speicherelementes (5) durch das Steuersignal verhindert (Fig. 6).

   9. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass dem Schaltelement (6) ein steuerbarer Halbleiter-Gleichrichter mit einer Eingangselektrode, einer Ausgangselektrode und einer Steuerelektrode sowie Mittel zum Anlegen von Steuersignalen an die Steuerelektrode zugeordnet sind.

   10. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Anlegen des Steuersignals an das Schaltelement (6) eine Sicherungsvorrichtung (14, 15) enthalten, welche das Arbeiten des Schaltelementes (6) dann verhindert, wenn die Spannung des Speicherelementes (5) kleiner als ein vorbestimmter Wert ist (Fig. 3).

   11. Schaltungsanordnung nach den Unteransprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsvorrichtung eine mit einem Transistor (14), dessen eine Elektrode mit dem Speicherelement (5) verbunden ist, in Serie geschaltete Zenerdiode (15) enthält, über welche Steuersignale an das Schaltelement (6) angelegt werden (Fig. 3).

   12. Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Strompfad für das Anlegen von Steuersignalen an das Schaltelement (6) die Steuerelektrode des steuerbaren Halbleiter-Gleichrichters (1) und die Ausgangselektrode des Schaltelements enthält, so dass die Energie des dem steuerbaren Halbleiter-Gleichrichter (1) zugeführten Steuersignals teilweise vom Speicherelement (5) und teilweise aus dem Steuersignal geliefert wird (Fig. 6).

   13. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersignal über eine Diode (26) an die Steuerelektrode des Schaltelementes angelegt ist.

   14. Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 13, gekennzeichnet durch eine zweite Diode (28), die eine Eingangsklemme (10), an welche das Steuersignal angelegt ist, mit der Eingangsseite des Schaltelementes (6) verbindet.

   15. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zum Schaltelement (6) parallelen Strompfad ein zweites Schaltelement (31) angeordnet ist, welches in seinen leitenden Zustand gesteuert wird, um das Fliessen eines Torstromes im ersten Schaltelement bei Aufhören eines Steuerimpulses zu ver hindern (Fig. 8).

   16. Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Schaltelement ein Transistor (31) ist.

   17. Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 15, gekennzeichnet durch Mittel (35), die das Leitendwerden des Transistors (31) kurz nach Beginn des Leitendwerdens des Schaltelementes (6) beim Ansprechen auf einen Steuerimpuls bewirken und den Transistor (31) bis kurz nach Aufhören des Steuerimpulses in seinem leitenden Zustand halten (Fig. 8).

   PATENTANSPRUCH II Verwendung der Schaltungsanordnung nach Patentanspruch I in einer Vollweggleichrichterschaltung, die zwei Zweige mit steuerbaren Gleichrichtern aufweist, wobei ein gemeinsames Speicherelement (5) vorgesehen ist, das das abwechselnde Leitendwerden von steuerbaren Gleichrichtern in den entsprechenden Zweigen einleitet (Fig. 5).