DE2133856A1 - Anordnung zum Ansteuern von Thyristoren unter Formung der Anstiegsflanke des Ansteuerimpulses an der Primärseite eines Impulstransformators - Google Patents
Anordnung zum Ansteuern von Thyristoren unter Formung der Anstiegsflanke des Ansteuerimpulses an der Primärseite eines ImpulstransformatorsInfo
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- 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
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Description
• Mönchen 22, Steinsdorfsir. 10
233-17.251IP 7.7.1971.
6 K D PRAHA oborovy podnik
Prag (Tschechoslowakei)
Prag (Tschechoslowakei)
Anordnung zum Ansteuern von Thyristoren unter Formung der Anstiegsflanke des Ansteuerimpulses
an der Primärseite eines Impulstransformators
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Ansteuern von Thyristoren unter Formung der Anstiegsflanke des Ansteuerimpulses
an der Primärseite eines Impulstransformators.
An den Ansteuerimpuls eines Thyristors werden hohe An- |
forderungen hinsichtlich Steilheit der Anstiegsflanke, Anfang
Samplitude und Dauer gestellt. Die Erzeugung eines Impulses mit z.B. einer Steilheit von 0,5 bis 3 A//U s, einer
Anfangsamplitude von 1 bis 3 A, einer unterhaltenen Amplitude von etwa 0,5 A und einer Dauer von 300 bis 1500 /us
bietet bei bekannten Halbleitergeneratoren keine Schwierigkeiten. Es ist jedoch nötig, eine galvanische Trennung zwischen
der Steuerelektrode, die ein veränderliches Potential des Kraftkreises besitzt, und dem Impulsgenerator vorzusehen,
7l6l)-HdMy(7)
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Aer auf einem dem Erdpotential nahen'Potential liegt. Die
.·. ^galvanische Trennung wird an einem Impulstransformator ausgeführt.
Dabei besteht die Ai£>rderung einer hohen Steilheit der
Anstiegsflanke im Gegensatz zur Anforderung an die Impulsdauer.
Die Verringerung der Steilheit der Anstiegsflanke des Steuerimpulses wird durch die Streuinduktivität zwischen der
Primär- und der Sekundärwioiäung des Transformatiors verur-
tk sacht. Ein Herabsetzen dieser Streuung ist technisch sehr
schwierig, es bedeutet ein Verkleinern der Entfernung beider» Windungen oder sogar deren abwechselnde Anordnung, was bei der
Notwendigkeit, die Prüfspannung zwischen 6,5 bis 10 kV zu halten, hohe Anforderungen an besonderes Isolationsmaterial bedeutet.
Ein Verkleinern des Abstands beider Windungen führt gleichfalls zum Herabsetzen des Feldgradienten und so zu einer
Koronaentladung.
Da ein minimales Steuersignal, das einen Thyristor zum Ansprechen bringen kann, bei manchen Thyristoren in der Größenordnung
von 10 mA 1st (auch bei Thyristoren großer Leistung),
kann ein schwaches Störsignal ein Ansprechen des Thyristors in einem unerwünschten Augenblick verursachen, was zu einem Fehlbetrieb
der Anordnung führen kann. Es ist deshalb nötig, Störsignale möglichst zu unterdrücken. Störsignale entstehen einerseits
in der Speiseleitung, andererseits im Impulstransformator. Die Thyristorkathode liegt nämlich auf einem Potential,
das sich durch Schalten anderer Thyristoren sehr schnell gegenüber dem Erdpotential ändert, d.h., daß sich auf gleiche
Weise auch das Potential zwischen der Primär- und der Sekundärwicklung des Impulstransformators ändert. Durch Unsymmetrie
der Kapazitäten zwischen beiden Wicklungen wird dann in der
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Sekundärwicklung ein Störsignal induziert, das ein Ansprechen
des Thyristors verursachen kann. Durch diese Kapazitätskopplungen wird auch in der Primärwicklung ein Signal induziert,
aus der es durch magnetische Kopplung in die Sekundärwicklung induziert wird und gleichfalls ein unerwünschtes Ansprechen
des Thyristors verursachen kann.
Erfindungsgemäß werden die angeführten Schwierigkeiten bei einer Anordnung zum Ansteuern von Thyristoren unter Formung der Anstiegsflanke des Ansteuerimpulses an der Primärseite
eines Impulstransformators, mit einem Impulstransformator
einschließlich zwei Primärwicklungen und einer Sekundärwicklung, mit einem Widerstand, mit einer Diode, mit einem Kon
densator, mit einer Gleichspannungsquelle und mit einem Schalter, wobei beide Primärwicklungen des Impulstransformators
eine Reihe geschaltet sind und die Sekundärwicklung an die Kathode und die Steuerelektrode des Thyristors angeschlossen
ist, dadurch behoben, daß die erste Primärwicklung mit ihrem Anfang an den positiven Pol der Gleichspannungsquelle über
den Kondensator und mit ihrem Ende an den Schalter angeschlossen ist, und daß das ,Ende der zweiten Primärwicklung an den
Anfang der ersten Primärwicklung und der Anfang der zweiten Primärwicklung über eine Reihenschaltung des Widerstandes und
der Diode an den positiven Pol der Gleichspannungsquelle angeschlossen
ist, wobei die Diode mittels ihrer Anode an den positiven KL der Gleichspannungsquelle angeschlossen ist.
Die Erfindung wird dadurch vorteilhaft weitergebildet,
daß eine Abschirmfolie der Sekundärwicklung des Impulstransformators mit der Gleichspannungsquelle verbunden ist.
Ferner ist es zweckmäßig, daß der Abstand der ersten
Primärwicklung des Impulstransformators von der Sekundärwicklung des Impulstransformators kleiner ist als der der zweiten
Primärwi cklung.
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Schließlich ist es vorteilhaft, daß die Anzahl der Windungen der ersten Primärwicklung des Impulstransformators das
0,5 - 5-fache der Anzahl der Windungen der Sekundärwicklung des Impuistransformators beträgt; und daß die Anzahl der Windungen
der zweiten Primärwicklung des Impulstransformators das 0,5 - 20-fache der Anzahl der Windungen der ersten Primärwicklung
des Impulstransformators beträgt.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Anordnung; und
Fig. 2 den Zeitverlauf des Primär- und des Sekundärimpulses.
Ein Impulstransformator besitzt zwei in Reihe geschaltete
Primärwicklungen Ia, Ib und eine Sekundärwicklung II, die an die Kathode und Steuerlektrode eines Thyristors T angeschlossen
ist. Die erste Primärwicklung Ia ist mit ihrem Anfang an den positiven Pol (+) einer speisenden Gleichspannungsquelle über
W einen Kondensator C und an das Ende der zweiten Primärwicklung
Ib angeschlossen, und das Ende der ersten Primärwicklung Ia ist mit einem Schalter S verbunden. Der Anfang der zweiten Primärwicklung
Ib ist über eine Reihenschaltung eines Widerstandes R
und einer Diode D an den positiven Pol der der Gleichspannungsquelle, angeschlossen.
Der Impulstransformator TR hat zwei Abschirmungen, von denen eine mit der Kathode des Thyristors T und die andere mit
einem festen Potential, entweder mit der Erfe oder der Spei.se-
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- Spannungsquelle, verbunden ist. Im Augenblick der Ankunft
eines Steuerimpulses (Schließen des Schalters S), kommt in
die Primärwicklung Ia über den Kondensator C ein Impuls, welcher
zur Sekundärwicklung II und so auch zur Steuerelektrode des Thyristors T übertragen wird. An dem, mit einem Punkt bezeichneten
Anfang der zweiten Primärwicklung Ib zeigt sicheln positives Signal, das die Diode D nicht durchlaufen kann, die
Wicklung Ib ist somit stromlos. Nach Aufladen des Kondensators C beginnt ein Strom durch die Diode D und den Widerstand R
und die in Reihe geschalteten Sekundärwicklungen Ib, Ia zu ί
fließen, Dadurch wird gegenüber dem Fall, wo Strom durch den Kondensator C fließt, das Transformationsverhältnis mehrfach
herabgesetzt. An der Steuerelektrode des Thyristors T zeigt sich dann ein in Fig. 2 oben gezeichneter Impuls.
Die Anstiegsflanke des Impulses wird durch die Streureaktanzen zwischen der Sekundärwicklung und der ersten Primärwicklung
des Impulstransformators bestimmt, die verhältnismäßig
niedrig gehalten werden kann, da die erste Primärwicklung eine kleine Anzahl von Windungen hat und sich in der
Nähe der Sekundärwicklung befindet. Die Anfangsamplitude des Impulses ist durch das Übertragungsverhältnis zwischen der Se- j
kundäwicklung und der ersten Primärwicklung gegeben, also "
groß. Die restliche, zweite Impulshälfte wird dann über beide in
Reihe geschalteten Primärwicklungen übertragen. Hier ist eine größere Streuung belanglos, da die zweite Primärwicklung eine
große Windungszahl besitzt, also auch eine große SpannungszeItfläohe
und damit den zweiten restlichen Teil des Impulses übertragen kann, der genügt, damit der Thyristor geöffnet bleibt,.
Nach Beendigung des Impulses verkleinert sich wieder der magnetische Fluß des TRansformators auf den ursprünglichen Wert in
Abhängigkeit von den Eigenschaften des magnetischen Materials · oder des Luftspaltes.
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Claims (1)
- PatentansprücheIJ Anordnung zum Ansteuern von Thyristoren unter Formung der Anstiegsflanke des Ansteuerimpulses an der Primärseite eines Impulstransformators, mit einem Impulstransformator einschließlich zwei Primärwicklungen und einer Sekundärwicklung, mit einem Widerstand, mit einer Diode, mit einem Kondensator, mit einer Gleichspannungsquelle und mit einem Schalter, wobei beide Primärwicklungen des Impulstransformators in Reihe geschaltet sind und die Sekundärwicklung an die Kathode und die Steuerelektrode des Thyristors angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Primärwicklung (Ia) mit ihrem Anfang an den positiven Pol (+) der Gleichspannungsquelle über den Kondensator (C) und mit ihrem Ende an den Schalter (S) angeschlossen ist, und daß das Ende der zweiten Primärwicklung (Ib) an den Anfang der ersten Primärwicklung (la) und der Anfang der zweiten Primärwicklung (Ib) über eine Reihenschaltung des Widerstandes (R) und der Diode (D) an den positiven Pol der Gleichspannungsquelle angeschlossen ist, wobei die Diode (Dj mittels ihrer Anode an den positiven Pol der Gleichspannungsquelle angeschlossen ist.2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abschirmfolie der Sekundärwicklung (II) des Impulstransformators (Tr) mit der Gleichspannurj^quelle verbunden ist.5. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der ersten Primärwicklung (Ia) des Impulstransformators (Tr) von der Sekundärwicklung (II) des Impulstransformators (Tr) kleiner ist als der der zweiten Primärwicklung (Ib).109884/1234. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Windurg?n der ersten Primärwicklung (Ia) des Impulstransformators (Tr) das 0,5- 5-fache der Anzahl der Windungen der Sekundärwicklung (II) des Impulstransformator s (Tr) beträgt.5. Anordnung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Windungen der zweiten PrimärwidiLung (Ib) des Impulstransformators (Tr) das 0,5 - 20-facheder Anzahl der Windungen der ersten Primärwicklung des Im- | pulstransformators (Tr) beträgt.109884/123721 d 2 12-04- AT: 07.07.1971 OTt 20.01.1972Iz=Hd. i IPRIHXf?-P 21 53 856.7109884/1237
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