DE2906961C2 - Schaltungsanordnung mit einem feldgesteuerten Thyristor - Google Patents

Schaltungsanordnung mit einem feldgesteuerten Thyristor

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Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung (Steueranordnung) mit einem feldgesteuerten Thyristor zum Ein- und Ausschalten eines großen Laststromes mit einem relativ kleinen Steuersignal bzw. eine Schalt-Steueranordnung für einen feldgesteuerten Thyristor.
Ein feldgesteuerter Thyristor ist ein Halbleiter-Schaltelement mit einem Halbleiterbereich eines Leitungstyps (im folgenden als Gate-Bereich bezeichnet), der lokal in einem der Bereiche einer pn-Übergangsdiode vorgesehen ist, der den anderen Leitungstyp aufweist, wobei eine Gate-Elektrode elektrisch den Gate-Bereich kontaktier:.
Wenn bei dem feldgesteuerten Thyristor mit diesem Aufbau der Übergang zwischen dem Bereich des anderen Leitungstyps und dem Gate-Bereich rückwärts vorgespannt ist, wird der durch die pn-Übergangsdiode fließende Durchlaßstrom aufgrund einer im Bereich des anderen Leitungstyps gebildeten Verarmungsschicht abgeschaltet (Ausschalten). Wenn andererseits die Rückwärts-Vorspannung entfernt wird, verschwindet die Verarmungsschicht, so daß der Durchlaßstrom fließen kann (Einschalten). Auf diese Weise zeigt der feldgesteuerte Thyristor eine Schaltfunktion. Im Vergleich zu üblichen Halbleiter-Schaltelementen, wie z. B. Transistoren, Thyristoren oder dergleichen, hat der feldgesteuerte Thyristor eine beträchtlich verringerte Einschaltzeit und zusätzlich eine erhöhte kritische Stromsteilheit (di/dt)cr nach dem Einschalten. Weiterhin kann eine Einrichtung zum Ausschalten des feldgesteuerten Thyristors in stark verbesserter Weise ausgeführt werden.
Die Fig. 1 zeigt die Phasenbeziehung zwischen einem Anoden- oder Laststrom iA und einer Gate- oder Steuerspannung Vo eines feldgesteuerten Thyristors (im folgenden auch als »FCT« abgekürzt). Wenn eine Rückwärts-Vorspannung an der Gate-Elektrode eines FCT liegt, z. B. die negative Gate-Spannung — Vo an
einen FCT mit einem P-Gate-Bereich angelegt wird, kann kein Anodenstrom durch den FCT fließen, sofern der Absolutwert der Gate-Spannung | Vc\ nicht kleiner ist als ein vorbestimmter Wert Wenn die Gate-Spannung I Vcj unter den vorbestimmten Wert verringert wird, kann der Anodenstrom fließen, und er fließt weiterhin, wenn nicht die negative Gate-Spannung des oben beschriebenen Wertes einwirkt. Nach der Einwirkung der negativen Gate-Spannung wird der Anodenstrom wieder ausgeschaltet \o
Es gibt bereits derartige FCT (vgl. US-PS 40 37 245 undUS-PS40 60 821).
Zum Steuern eines FCT kann daran gedacht werden, einen Transistor in Reihe mit einer Sperr- oder Rückwärts-Vorspannungsquelle zu verbinden, wie dies beispielsweise in Fig.2 dargestellt ist Unter der Annahme, daß der betreffende FCT einen Gate-Bereich vom P-Leitungstyp aufweist, enthält die in Fig.2 dargestellte Steueranordnung eine Reihenschaltung eines npn-Transistors TR mit einer Gaf<?-Spannungsquelle Ec- Der Hauptstromkreis enthält eine Haupt-Spannungsquelle £5 für den FCT und eine Last Rl. Ferner is·, eine Reihenschaltung aus einer Basisstromquelle Eb und einem Schaltei Sb zwischen der Kathodenelektrode des FCT und der Basiselektrode des Transistors 77? vorhanden.
Der Betrieb dieser Schaltung ist grenhisch in Fig.3 gezeigt Wenn der Schalter Se eingeschaltet ist wird der Transistor TR aufgrund des von der Basisstromquelle Eb abgegebenen Basisstromes iß leitend, wodurch die Gate-Spannung Vc der Gate-Spannungsquelle Ec zwischen die Gate- und die Kathodenelektrode des FCT gelegt und dieser ausgeschaltet wird. Wenn andererseits der Schalter Sb ausgeschaltet ist wird der Transistor 77? nichtleitend oder ausgeschaltet wodurch die Gate-Spannung Vc nicht mehr zwischen der Gate-Elektrode und der Kathodenelektrode des FCT liegt. Folglich ist der FCT eingeschaltet. Um in dieser Weise den FCT in nicht-leitendem Zustand kontinuierlich zu halten, muß konstant der Basisstrom zum Transistor TR gespeist werden, um diesen im leitenden Zustand zu halten. Bei Anwendungen, bei denen der FCT im ausgeschalteten oder nichtleitenden Zustand für eine relativ lange Zeitdauer gehalten werden soll, wird es erforderlich, eine Basisstromquelle EB einer relativ großen Leistungsfähigkeit zu verwenden. Weiterhin muß der Basisstrom zum Transistor 77? ausgeschaltet werden, um den FCT für eine relativ kurze Zeitdauer leitend zu machen. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß die gewöhnlich verfügbaren Impulsgeneratoren im allgemeinen nicht ohne weiteres als Basisstromquellen bei derartigen Anwendungen einsetzbar sind.
Ein anderer Nachteil der in F i g. 2 dargestellten Steueranordnung für einen FCT ist darin zu sehen, daß ein Transistor mit einer großen Überstromfestigkeit für den Transistor 77? verwendet werden muß, da der Anodenstrom iA durch die Gate-Schaltung des FCT fließt, wenn der Anodenstrom iA ausgeschaltet ist. Ein Beispiel einer Versuchsmessung des Anodenstromes und des Gate-Stromes ist graphisch in Fig.4 gezeigt. Wie aus dieser Figur folgt, erreicht der Spitzenwert des Gate-Stromes iG gelegentlich einen Wert im wesentlichen gleich dem Spitzenwert des Anodenstromes iA. Der entsprechend vergrößerte Gate-Strom iG fließt auch durch den Transistor 77?, wenn der Anodenstrom des FCT ausgeschaltet ist. Folglich wird ein Transistor mit einer großen Überstromfestigkeit für den Transistor 77? benötigt. Entgegen der oben beschriebenen Forderungen haben die gegenwärtig verfügbaren Transistoren im allgemeinen eine geringe Überstromfestigkeit was den Aufbau der in F i g. 2 dargestellten Steueranordnung für praktische Anwendungen schwierig macht
R, ist üaher Aufgabe der Erfindung, eine Steueranordnung anzugeben, die einen feldgesteuerten Thyristor (FCT) steuern kann, ohne eine Steuerstromquelle einer großen Leistungsfähigkeit zu benötigen, um so die oben anhand der F i g. 2 erläuterten Nachteile der bestehenden Steueranordnungen zu überwinden.
Bei der Erfindung wird hierzu ein feldgesteuerter Thyristor (FCT) anstelle des Transistors in der FCT-Steueranordnung verwendet
Die erfindungsgemäße Schalt-Steueranordnung enthält also einen ersten feldgesteuerten Thyristor mit einem Gate und einer Kathode, zwischen denen eine Rückwärts-Vorspannungsquelle und ein zweiter feldgesteuerter Thyristor in Reihe liegen. Die Leitfähigkeit des zweiten feldgesteuerten Thyristors wird gesteuert, indem eine Spannung zwischen die Gate-Elektrode und die Kathode gelegt wird, wodurch dann die Leitfähigkeit des ersten feldgesteuerten Thyristors gesteuert wird. Ein großer Laststrom kann genau und sicher durch einen relativ kleinen Steuerstrom oder eine relativ kleine Steuerspannung ein- und ausgeschaltet werden.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung hat unter anderem folgende Vorteile:
1) Es ist möglich, einen großen Laststrom durch einen Haupt-FCT mit einem relativ kleinen Steuerstrom oder einer relativ kleinen Steuerspannung ein- und auszuschalten.
2) Da das Steuersignal lediglich während der Zeitdauer einwirken muß, in der der FCT eingeschaltet ist, wie dies bei den bisher üblichen Transistor-Schaltelementen der Fall ist, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung in vorteilhafter Weise zur Steuerung eines Impulsstroms mit kleinem Tastverhältnis eingesetzt werc^n.
3) Ein hochfrequenter Impulsstrom kann leicht gesteuert werden.
4) Da der Steuer-FCT als das Schaltelement in der Gate-Schaltung für den Haupt-FCT verwendet wird, führt ein durch die Gate-Schaltung nach dem Ausschalten des Haupt-FCT fließender impulsförmiger Laststrom nicht zu einer Zerstörung des Schaltelements oder des Steuer-FCT.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachfolgend beispielsweise näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 die Beziehung zwischen dem Anodenstrom und der Gate-Spannung eines feldgesteuerten Thyristors FCT,
Fig. 2 ein Schaltbild einer üblichen Steueranordnung für einen FCT,
Fig.3 Signale zur Erläuterung des Betriebs der in F i g. 2 dargestellten Steueranordnung,
Fig.4 die Beziehung zwischen dem Anodenstrom und dem Gate-Strom eines FCT, wenn dieser ausgeschaltet wird,
Fig.5 ein Schaltbild einer FCT-Steueranordnung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Tig.6 Signale zur Erläuterung des Betriebs der in F i g. 5 dargestellten Steueranordnung,
Fig. 7 an verschiedenen Punkten der in Fig. 5 dargestellten Steueranordnung tatsächlich gemessene Signale,
Fig. 8 die Spannungs-V/uyStromf'/'A/K.ennlinien eines FCT mit der Gate-Spannung (Vc,)a]s Parameter,
F i g. 9 ein Signaldiagramm mit einer Schalt-Kennlinie der FCT-Steueranordnung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 10 ein Schaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung, und
F i g. 11 ein Schaltbild eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung. to
Eine FCT-Steueranordnung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 5 dargestellt, in der einander entsprechende Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 2 versehen sind. Als Schaltelement zum Steuern des durch die Last Rl fließenden Anoden- oder Laststromes iA wird ein hauptfeldgesteuerter Thyristor FCT verwendet, der im folgenden auch als FCTm bezeichnet wird. Ein als FCTg bezeichneter Steuer-FCT liegt in Reihe mit einer negativen Gate-Spannungsquelle Ec für den FCTm. Ein npn-Transistor 77? liegt in Reihe mit einer Gate-Spannungsquelle Eg ι für den FCTg. Wenn eine Steuerspannung VGon an der Basis-Emitter-Strecke des Transistors TR liegt, um dessen Impedanz zu verringern, d. h. ihn einzuschalten, liegt die Gate-Spannungsquelle Eg ι zwischen der Gate-Elektrode und der Kathodenelektrode des FCTg, wodurch dieser einen Zustand hoher Impedanz annimmt. Folglich wird der Gate-Strom von der Gate-Spannungsquelle Eg für den FCTm durch den FC7£ gesperrt. Damit ist die Gate-Spannung Vc für den FCTm entsprechend verringert, wodurch der Anodenstrom iA gesperrt wird. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß eine hohe Impedanz der Gate-Kathoden-Strecke des FCTm verhindern kann, daß der Absolutwert der Gate-Spannung Vg ausreichend abnimmt. Um diese Situation zu vermeiden, ist ein Widerstand Rg zwischen der Gate-Elektrode und der Kathode des FCTm vorgesehen, wodurch die betreffende Impedanz verringert wird.
Wenn die Steuereingangsspannung VGon an der Basis-Emitter-Strecke des Transistors TR auf Null eingestellt wird, wird der Transistor TR gesperrt, wodurch der Gate-Strom von der Gate-Spannungsquelle Eg ι durch den Transistor TR gesperrt wird. Folglich wird der FCTg leitend. In diesem Fall könnte eine hohe Impedanz zwischen der Gate-Elektrode und der Kathode des FCTg verhindern, daß die Spannung zwischen diesen Elektroden ausreichend klein wird. Daher ist ein Widerstand Rg\ zwischen der Gate-Elektrode und der Kathodenelektrode des FCTg vorgesehen, wodurch die betreffende Impedanz verringert wird. Mit einer Anordnung nach Fig. 5 kann der FCTg einen Zustand geringer Impedanz fehlerfrei einnehmen, wodurch der FCTm in den gesperrten Zustand gebracht wird, während die Spannung von der Gate-Spannungsquelle Eg zwischen der Gate-Elektrode und der Kathode des FCTm liegt Der Anodenstrom iA und die Gate-Spannung Vq des FCTm, die Spannung VAki zwischen der Anode und der Kathode des FCTg, dessen Gate-Spannung Vc; und die Steuer-Eingangsspannung VGon zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors 772, die im Betrieb der oben erläuterten Steueranordnung auftreten, sind in F i g. 6 dargestellt, wobei die Phasenbeziehungen zwischen diesen Spannungen und diesem Strom berücksichtigt sind. Wie aus der F i g. 6 zu ersehen ist, genügt es, daß der Transistor eingeschaltet wird, indem die Steuer-Eingangsspannung VGon lediglich während der Zeitdauer angelegt wird in der der Anodenstrom iA fließen muß. Das heißt die in Fig. 5 gezeigte Steueranordnung ist für Anwendungen geeignet, bei denen der Anodenstrom iA in der Form eines Impulses einer relativ kurzen Zeitdauer oder eines Impulszuges einer kleinen Folgefrequenz vorliegt.
F i g. 7 zeigt den Verlauf der Spannungen und Ströme, die tatsächlich an den entsprechenden Schallungspunkten in der in F i g. 5 dargestellten FCT-Steueranordnung gemessen sind. Für diese Messung wird die Spannung der Hauptspannungsquelle Es auf 100 V eingestellt, während die Spannung der Gate-Spannungsquelle Fei des FCTg den Wert -24 V und die Spannung der Gate-Spannungsquelle Eg den Wert —40 V aufweisen. Der Laslwiderstand Rl hat 5 Ω, während für den Parallelwiderstand Rg ein Wert von 3 kQ verwendet wird. Die Gate-Source-Spannung Er. des FCTm wird so gewählt, daß der FCTm den Anodenstrom sperren kann:
Für einen gegebenen Spannungswert der Hauptspannungsquelle Eywird die zum Sperren des Anodenstroms des FCTm erforderliche Gate-Spannung Ec auf der Grundlage der Spannungs/Strom-Kennlinienschar zwischen der Anode und der Kathode des FCTm ermittelt. Wenn z. B. die Spannung der Hauptspannungsquelle Es als 100V vorgegeben ist, d.h. die Spannung VAK zwischen der Anode und der Kathode des FCTm ca. 100 V beträgt, ist der Anodenstrom bei Vz1K=IOOV vernachlässigbar klein, falls Vc<30 V gilt, was aus der Anoden-Spannungs/Strom-Kennlinienschar von Fig.8 ermittelt wird.
Die Gate-Source-Spannung Eg 1 des FCTg wird folgendermaßen gewählt:
Die Gate-Source-Spannung Ec des FCTm wird zwischen der Anode und der Kathode des FCTg angelegt. Zum Beispiel beträgt bei £b=~40V die Spannung VAK des FCT^ 40 V. Die Gate-Source-Spannung £c; des FCTg wird als £c/<-20V aus der Anoden-Spannungs/Strom-Kennlinienschar gemäß F i g. 8 ermittelt, falls der FCT^ dieselbe Anoden-Spannungs/Strom-Kennlinienschar wie der FCTmbesitzt.
Auf diese Weise ermöglicht die den FCTg verwendende Steuerschaltung von F i g. 5, daß der FCTm mit der Gate-Source-Spannung \EGi\ des Ferngesteuert wird, die niedriger als die Gate-Source-Spannung \EC\ des FCTm ist, d. h. des in F i g. 2 gezeigten FCT. Vorsorglich sei noch auf folgendes hingewiesen: Die Gate-Spannung des FCTm selbst ist identisch oder unveränderlich in den Schaltungen von sowohl F i g. 2 als auch F i g. 5. Die hier gegebene Erläuterung bedeutet, daß im Vergleich zwischen den Schaltungen von F i g. 2 und F i g. 5 die Kombination des FCTm und des FCTg'm F i g. 5 dem FCTin F i g. 2 entspricht wobei der FCTm in Fig.5 gesteuert wird durch eine im Vergleich zum FCT in F i g. 2 relativ niedrige Gate-Spannung.
Da weiterhin der Transistor TR zwischen der Gate-Elektrode und der Kathode des FCTg liegt, ist es möglich, einen großen Anodenstrom iA in der Größenordnung von 20 A mit einem relativ kleinen Steuereingangsimpuls (z.B. VGoN=OJV oder /Go/v=4 mA) ein- und auszuschalten. Der Stromverstärkungsfaktor iAfiGoN beträgt in diesem Fall 5000 (=20 A/4 mA). Die Steuerleistung ist klein und beträgt ca. 2,8 mW.
Die erfindungsgemäße FCT-Steueranordnung, bei der der Haupt-FCT (FCTm) durch einen weiteren FCT (FCTg) gesteuert ist, ist der üblichen Steueranordnung mit herkömmlichen Schaltelementen, wie z. B. Thyristo-
ren, Steueranschluß-Ausschalt-Thyristoren, Transistoren, überlegen, da ein großer Laststrom mit einem kleinen Steuerstrom oder einer kleinen Steuerspannung ein- und ausgeschaltet werden kann.
Fig. 9 zeigt den Verlauf des Laststromes oder Anodenstromes iA in Abhängigkeit von der Steuerspannung VGon und der Gate-Spannung Kc,-, wenn der Laststrom mit hoher Frequenz in der Größenordnung von 40 kHz ein- und ausgeschaltet wird. Es ist zu sehen, daß das Schalten des Laststromes mit hoher Frequenz einfach mit einer kleinen Steuereingangsspannung ausgeführt werden kann. Die Vorder- und Rückflanken der Gate- Spannung Vc siund bezüglich der Flanken der Steuereingangsspannung VGon verzögert, was auf die Einschalt/Ausschalt-Kennlinie des Steuertransistors 77? zurückzuführen ist. Bei der in F i g. 5 gezeigten FCT-Steueranordnung fließt der Gate-Strom iG auch durch den Steuer-FCT in der Zeit, wenn der Haupt-FCT ausgeschaltet ist. Da jedoch dann der Steuer-FCT als eine Diode arbeitet, führt selbst ein Impulsstrom mit einem hohen Spitzenwert keinesfalls zu einer lokalen Stromkonzentration, die eine thermische Zerstörung des Steuer-FCT bewirken könnte. Dagegen sind die herkömmlichen Schaltelemente, wie z. B. Thyristoren, Steueranschluß-Ausschalt-Thyristoren, Transistoren od. dgl., für eine thermische Zerstörung aufgrund der lokalen Konzentration des Gate-Stromes anfällig.
In einer Abwandlung der in F i g. 5 gezeigten Steueranordnung ist es alternativ möglich, den Steuer-FCT an der durch Strichlinien angedeuteten Stelle mit gleicher Wirkung vorzusehen. Weiterhin können mehrere Steuer-FCT in Reihe zueinander in der Gate-Schaltung des Haupt-FCT vorgesehen sein, so daß die Ein-Aus-Steuerung des Haupt-FCT abhängig von einer logischen Summe verschiedener Steuersignale erfolgen kann, die getrennt den einzelnen Steuer-FCT zugeführt sind. Obwohl bei der obigen Beschreibung erläutert wurde, daß der Transistor 77? in Reihe zur Gate-Elektrode des Steuer-FCT liegt, ist die Erfindung in gleicher Weise auf eine Schaltungsanordnung anwendbar, bei der die Gate-Impulsspannung VG, direkt an die Gate-Elektrode und die Kathode des Steuer-FCT angelegt wird, sofern die Gate-Spannung Vgι zum Sperren des Steuer-FCT niedrig ist (z.B. kleiner als ca. 10 V). Außerdem ist es in gleicher Weise möglich, anstelle des Transistors TR in die Gate-Schaltung des Steuer-FCT ein anderes Bauelement, wie z. B. einen Feldeffekttransistor, einzufügen.
Fig. 10 ist ein Schaltbild mit der FCT-Steueranordnung nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei -dem der Steuertransistor TR in der FCT-Steueranordnung durch einen zweiten Steuer-FCT ersetzt ist, der mit FCTg2 bezeichnet ist, während ein dritter Steuer-FCT, der mit FCTg3 bezeichnet ist, sowie eine Gate-Spannungsquelle fecund ein Schaltsr 5W2 in Reihe zueinander in der Gate-Schaltung des FCTg2 liegen. Der FCT1, j ist seinerseits durch eine Gate-Spannungsquelle E1, jund einen Schalter SW) steuerbar, die in Reihe zwischen der Gate-Elektrode und der Kathode des FCTfj liegen. Wenn die Gate-Steueranordnung für den FCTm in mehreren Steuerstufen ausgeführt ist, kann die Steuereingangsspannung verringert werden. Das heißt, FCTm kann mit einer kleineren Steuereingangsleistung ein- und ausgeschaltet werden, wodurch entsprechend ein erhöhter Stromverstärkungsfaktor
ίο erzielbar ist.
Fig. 11 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, das von den obigen Ausführungsbeispielen insoweit abweicht, als Gleichrichterschaltungen als Steuerstromquellen verwendet werden. Bei dieser Steueranordnung ist die Sperr-Vorspannungsquelle Ec in Fig. 1 durch eine Parallelschaltung eines Glättungskondensators Cc ι mit einer über einen Widerstand Rg ι an einen Transformator T angeschlossenen Gleichrichterdiode Fc ι ersetzt, während anstelle der in F i g. 5 vorgesehenen Spannungsquelle Eg ι eine Parallelschaltung eines Glättungskondensators Cc,2 mit einer über einen Widerstand Rg 2 an den Transformator T angeschlossenen Gbichrichterdiode £>c? vorgesehen ist. Wenn bei der in F i g. 11 gezeigten Steueranordnung der FCTm im nichtleitenden Zustand ist, wobei der Transistor TR ebenfalls nicht leitet, da die Steuereingangsspannung VGon nicht vorhanden ist, während der FCTgi leitet, wird der Kondensator Cc 2 aufgeladen. Wenn dann der Transistor TR eingeschaltet wird, wird die im Kondensator Cg2 gespeicherte elektrische Ladung sehr rasch entladen und in Form eines Stromstoßes zum FCTg 1 geleitet, was bedeutet, daß eine Sperrvorspannung mit steilem Anstieg zwischen der Kathode und der Gate-Elektrode des FCTgi liegt, wodurch dieser sicher ausschaltet Auf diese Weise steigt der Anodenstrom iA durch den FCTm plätz'ich an. Eine ähnliche Wirkung tritt in der Gate-Kathoden-Strecke des FCTm auf. Da der Kondensator CGi aufgeladen wird, wenn der FCTgi im nichtleitenden
«ο Zustand und der FCTm im leitenden Zustand ist, wird beim Einschalten des FCTg ; die im Kondensator Cc 1 gespeicherte elektrische Ladung plötzlich als Stromstoß entladen, wodurch eine große Sperrvorspannung mit steilem Anstieg zwischen der Gate-Elektrode und der Kathode des FCTm erzeugt wird, der so verzögerungsfrei sicher ausgeschaltet werden kann. Zusätzlich zum sicheren und schnellen Ein- und Ausschalten des FCTm (vgl. oben) hat die in F i g. 11 dargestellte Steueranordnung den weiteren Vorteil, daß die Netzwechselspannung über den Transformator T verwendbar und die Steueranordnung ohne großen Aufwand sehr klein ausführbar ist. Sobald der FCTm ausgeschaltet wurde, kann dessen nichtleitender Zustand beibehalten werden, indem lediglich ein relativ kleiner Strom an den Gate-Widerstand Rg gelegt wird, da der Innenwiderstand des FCTm im nichtleitenden Zustand groß ist
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:
1. Schaltungsanordnung mit
a) einem ersten feldgesteuerten Thyristor mit
— Anoden-, Kathoden- und Gate-Elektrode,
b) einer ersten Vorspannungsquelle (Ec) zwischen der Kathoden- und der Gate-Elektrode des ersten feldgesteuerten Thyristors (FCTm), und
c) einer Reihenschaltung einer Haupt-Stromquelle (Es) und einer Last (R1)
— zwischen der Kathoden- und der Anoden-Elektrode des ersten feldgesteuerten Thyristors (FCTm),
— derart, daß der Last-Strom von der Haupt-Stromquelle (Es) und die Kathoden- sowie die Anoden-Eleketrode des ersten feldgesteuerten Thyristors (FCTm) durch die erste Vorspannungsquelle (Ec) steuerbar ist
gekennzeichnet durch
d) mindestens einen zweiten feldgesteuerten Thyristor (FCTg)
— mit Anoden-, Kathoden- und Gate-Elektrode
— in Reihe zur ersten Vorspannungsquelle (Eg)
— von dem die Anoden- und die Kathoden-Elektrode des ersten feldgesteuerten Thyristors (FCTm) angeschlossen sind, und
e) eine Gate-Steuereinrichtung
— zwischen der Gate- und der Kathoden-Elektrode des zweiten feldgesteuerten Thyristors (FCTg) zum Steuern der elektrischen Leitfähigkeit
— zwischen der Anoden- und der Kathoden-Elektrode des zweiten feldgesteuerten Thyristors (FCTg) und
— damit zwischen der Anoden- und der Kathoden-Elektrode des ersten feldgesteuerten Thyristors (FCTm)
(F ig. 5).
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
— daß die Gate-Steuereinrichtung aufweist:
— eine zweite Vorspannungsquelle (Ec /),
— die an die Gate- und die Kathoden-Elektrode des zweiten feldgesteuerten Thyristors (FCTg) angeschlossen ist, und
— ein Schalt-Glied (TR)
— in Reihe zur zweiten Vorspannungsquelle
(Ec /)·
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
— daß die Gate-Steuereinrichtung
— eine Impulsspannungsquelle besitzt.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
— daß die Gate-Steuereinrichtung aufweist:
— wenigstens ein Mehrstufen-Gate-Steuerglied mit
— der zweiten Vorspannungsquelle (Ec 1) und
— einem dritten feldgesteuerten Thyristor (FCTg 2)
— mit Anoden- und Kathoden-Elektrode, mit denen die zweite Vorspannungsquelle (Eg 1) und die Steuerstrecke des zweiten feldgesteuerten Thyristors (FCTg 2)'m Reihe liegt.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
— daß mehrere zweite feldgesteuerte Thyristoren (FCTg) vorgesehen und miteinander in Reihe geschaltet sind.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
— einen Widerstand (Rg)
— zwischen der Gate- und der Kathoden-Elektrode des ersten feldgesteuerten Thyristors (FCTm)
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
— daß die erste Vorspannungsquelle (Eg)
— eine Parallelschaltung eines Glättungskondensators (CG 1) und eines Gleichrichters (T, RGi, DG I) aufweist
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
— daß die zweite Vorspannungsquelle (Eg 1)
— eine Parallelschaltung eines Glättungskondensators (CG 2) und eines Gleichrichters (T, RG 2, DG 2) aufweist
9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
— daß das Schah-Glied (TR)
— aus einem Transistor besteht.
DE2906961A 1978-02-23 1979-02-22 Schaltungsanordnung mit einem feldgesteuerten Thyristor Expired DE2906961C2 (de)

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