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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Ansteuervorrichtung eines Schalters
mit isoliertem Gate zum Schalten von Hochstrom- bzw. Starkstromimpulsen,
eventuell mit Hochspannung und von kurzer Dauer. Unter Hochspannung
und Starkstrom versteht man hier eine Spannung von 1 kV bis zu mehreren0 kV
und einen Strom von mehreren 100 A bis zu mehreren 1000 A. Unter
kurzer Dauer versteht man Dauern in der Größenordnung von ungefähr 10 ns
bis zu mehreren 100 ns.
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Die
Erfindung betrifft insbesondere die Realisierung von Schaltern,
bei denen diese Ansteuervorrichtungen ermöglichen, eine große Anzahl
seriengeschalteter Stufen leitend zu machen, gebildet durch eine
große
Anzahl parallelgeschalteter Isolier-Gate-Transistoren für das Schalten
kurzer starker Stromimpulse mit hoher Spannung. Die Erfindung betrifft
nur die Ansteuerung von spannungsgesteuerten Schaltern, das heißt solchen,
die Isolier-Gate-Transistoren
oder -Schaltorgane umfassen.
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Stand der
Technik
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Die
Ansteuervorrichtungen von Impulsschaltern umfassen bekanntlich einerseits
Durchlassschaltungseinrichtungen und andererseits Sperrschaltungseinrichtungen,
die den Durchlasszustand des Schalters beenden. Eine solche Vorrichtung
wird in dem Dokument GB-A-2
164 513 beschrieben. Zu diesem Thema betrachte man die 1.
Die in der 1 schematisch dargestellte Schaltung
umfasst einen Isolier-Gate-Schalter 2. Dieser Schalter
ist zum Beispiel mit einem Transistor des MOS-Typs ausgestattet,
der mit 4 bezeichnet ist. Der Schalter 2 hat die Funktion
eines Schalters, der dazu dient, in einem Kreis 6 einen
Strom fließen
zu lassen, die eine Last 8 und einen elektrischen Energiespeicher 10 in
Form eines Kondensators umfasst. Diese Anordnung ist dazu vorgesehen,
kurze Starkstromimpulse durch die Last 8 fließen zu lassen.
Wenn also der Schalter 2 leitend ist und sich wie ein geschlossener
Schalter verhält,
strömen
in dem Kondensator 10 gespeicherte Ladungen schnell in
die Last 8. Der Kondensator 10 und die Last 8 sind
in einem Stromkreis in Serie geschaltet, der mit Anschlüssen 12 und 14 des Schalters 2 verbunden
ist. Diese Anschlüsse
entsprechen jeweils dem Drain und der Source des Transistors 4.
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In
der 1 sind auch interne Kapazitäten des Schalters 2 dargestellt.
Eine Kapazität 16 verbindet
die Source und den Drain des Transistors 4. Kapazitäten 18 und 20 verbinden
jeweils den Drain und die Source mit dem Gate 22 des als
ideal betrachteten Transistors 4. Eine Ansteuervorrichtung 24 des Schalters 2 umfasst
einerseits Durchlassschaltungseinrichtungen, im Wesentlichen gebildet
durch eine Spannungsquelle 26, einen Kondensator 28 und
einen Schalter 30, und andererseits Sperrschaltungseinrichtungen
in Form eines Schalters 32. Die Durchlassschaltungseinrichtungen
und die Sperrschaltungseinrichtungen sind über das Gate – über einen Gate-Widerstand 34 – und über die
Source des Schalters 2 parallelgeschaltet. Wenn der Schalter 30 sich
schließt,
ermöglicht
die mit dem Kondensator 28 parallelgeschaltete Spannungsquelle 26,
in dem Widerstand 34 einen Strom fließen zu lassen, der den Gate-Kondensator 20 lädt, was
den Transistor 4 auf Durchlass schaltet. Die Kondensatoren 18 und 16 entladen
sich dann in den Transistor 4. Umgekehrt, wenn der Schalter 30 offen
ist und der Schalter 32 geschlossen, entlädt sich
der Kondensator 20 über
den Widerstand 34. Der Transistor 4 geht dann
in einen Sperrzustand über,
in dem er nicht mehr leitend ist.
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Eine
solche Vorrichtung erreicht schnell ihre Grenzen bei Anwendungen,
wo man Starkstromimpulse von kurzer Dauer liefern möchte. Das
schnelle Durchlassschalten eines Isolier-Gate-Transistors erfordert
die Lieferung eines starken Ansteuerstroms, um das Gate zu laden.
Zum Beispiel muss man einem Transistors des Typs IRF 840 zum Durchlassschalten
nach einer Ansprechzeit von 20 ns einen Ansteuerimpuls von 3 A liefern.
Man muss also bei einem Schalter, der kurze starke Stromimpulse
mit hoher Spannung liefern muss und der ungefähr dreißig solcher Transistoren in
Parallelschaltung umfasst, einen Ansteuerstrom von 90 A liefern.
Wenn man also mehrere parallelgeschaltete Isolier-Gate-Transistoren
ansteuern will, muss die Ansteuerungsvorrichtung eine zusätzliche
Spannungsquelle und einen Starkstrom-Ansteuerschalter mit schwacher
Störinduktivität haben.
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Das
Patent
JP 3 141 720 beschreibt
eine Ansteuervorrichtung eines Isolier-Gate-Schalters, dazu bestimmt, mit den Anschlüssen einer
Last verbunden zu werden, mit Sperreinrichtungen des Schalters und Durchlassschaltungseinrichtungen
des Schalters. Die Durchlassschaltungseinrichtungen umfassen zwei
Teile, von denen der eine einen Unterbrechungsschalter umfasst,
der ermöglicht,
vorübergehende
Strom von der Last abzuleiten, ohne den Impulsschalter voll leitend
bzw. ganz durchlässig
zu machen, und der andere eine Versorgung einschließt, welche
die Durchlassschaltung beendigt bzw. zu Ende bringt.
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Wieder
auf die 1 bezogen, wird eine solche
zusätzliche
Spannungsquelle durch den Kondensator 28 realisiert. Die
Quelle 26 lädt
den Kondensator 28. Dann, wenn der Schalter 30 geschlossen
ist, liefert der Kondensator 28 den zur Ansteuerung des
oder der Transistoren nötigen
Gatestrom.
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Wenn
die Anzahl der Transistoren groß ist, ist
es notwendig, über
einen ausreichend großen
Energiespeicher mit einer sehr kleinen Induktivität zu verfügen. Dies
erfordert die Verwendung von Kondensatorenbatterien mit hoher Kapazität sowie
entsprechend dimensionierte leitfähige Energieverteilungsbahnen.
Diese zusätzlichen
Baukomponenten sind teuer und ermöglichen nicht die Realisierung
einer kompakten integrierten Vorrichtung.
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Ein
anderes Problem, das sich bei einer Vorrichtung mit einer großen Anzahl
parallelgeschalteter Transistoren stellt, besteht darin, den Ansteuerstrom gut
zu verteilen auf die verschiedenen Isolier-Gate-Transistoren. Die
Transistoren müssen nämlich simultan
angesteuert werden. Die Ansteuervorrichtung muss also fähig sein,
gleichzeitig identische Gateströme
zu liefen, das heißt
mit einer Zeitstreuung im Nanosekundenbereich. Um den Aufbau eines
schnellen Gatestroms zu realisieren, müssen die Verkabelungs- bzw.
Leitungsinduktivitäten
für jeden
Transistor minimiert werden. Zum Beispiel ist es wünschenswert,
den Wert von 30 nH für
die Verkabelungs- bzw. Leitungsinduktivität jeder Baukomponente nicht
zu überschreiten.
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Im
Falle des vorhergehenden Beispiels der Parallelschaltung von dreißig Transistoren
des Typs IRF-840 ist es sehr schwierig, einen Gate-Gesamtstrom von
90 A zu erzeugen und an alle Gates zu verteilen. Die äquivalente
Induktivität
aller Transistoren muss kleiner als 1 nH sein, um pro Gate eine äquivalente
Induktivität
von 30 nH zu erhalten. Eine Lösung könnte darin
bestehen, die verschiedenen Isolier-Gate-Transistoren kreisförmig anzuordnen,
um die Ansteuervorrichtung in ihrer Mitte herum. Eine solche für die bipolaren
Transistoren bekannte Disposition ermöglicht eine radiale Zirkulation
der Ansteuer- und Leistungsströme
mit einer schwachen äquivalenten
Induktivität.
Eine solche Struktur eignet sich jedoch nicht zur Serien- und Parallelschaltung einer
großen
Anzahl Isolier-Gate-Transistoren,
denn die Zusammenschaltungen der verschiedenen kreisförmig angeordneten
Baukomponenten sind schwierig und das Gesamtvolumen wird sehr groß.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht also darin, eine Ansteuervorrichtung
vorzuschlagen, mit der ein Schalter angesteuert werden kann, der
eine große
Anzahl serien- oder parallelgeschalteter Transistoren umfasst.
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Eine
andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Schalter
vorzuschlagen, der fähig
ist, kurze Starkstromimpulse zu schalten, und der dabei nicht die
oben erwähnten
Nachteile aufweist.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen
Schalter zu liefern, der zugleich zuverlässig, kompakt und einfach ist.
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Darstellung
der Erfindung
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Um
diese Ziele zu erreichen, betrifft die Erfindung insbesondere eine
Ansteuervorrichtung eines Isolier-Gate-Schalters zum Schalten von
Starkstromimpulsen, wie beschrieben in dem Anspruch 1.
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Der
Ansteuerstrom wird also durch den Lastkreis abgeleitet, der auf
jeden Fall einen großen
elektrischen Energiespeicher umfasst, um den Laststrom zu liefern.
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Der
Spitzenbeschneider kann eine am Eingang des Schalters zwischen der
Ansteuerelektrode und der zweiten Hauptelektrode geschaltete Zener-Diode
sein. Seine Funktion ist die Begrenzung der Ansteuerelektrodenspannung,
das heißt
der Spannung zwischen der Ansteuerelektrode und der zweiten Hauptelektrode.
Wenn nämlich
die Spitzenspannung des Spitzenbeschneiders erreicht worden ist,
zum Beispiel 20 V, leitet dieser den Ansteuerstrom zu der zweiten
Hauptelektrode und vermeidet so jede Beschädigung des Schalters.
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Um
den Schalter vollständig
leitend bzw. durchlässig
zu machen, genügt
es, eine ausreichend hohe Spannung an die Ansteuerelektrode zu legen. Diese
Spannung in Bezug auf die Hauptelektrode mit niedrigstem Potential
gemessene Spannung ist im Allgemeinen eine Spannung mit ungefähr 10 Volt.
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Nach
einem Aspekt der Erfindung hat der Schalter also vorzugsweise einen
an den Strom der Impulse angepassten internen Widerstand, so dass der
Schalter während
eines Impulses, das heißt
im Durchlasszustand, zwischen seinen Hauptelektroden, das heißt den in
den Lastkreis geschalteten Elektroden, eine zwischen 10 V und 50
V enthaltene Spannung aufweist. Dies ermöglicht ein schnelles Schalten.
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Für einen
Strom mit Impulsen zwischen 10 A du 40 A beträgt der Innenwiderstand zum
Beispiel 1 Ohm.
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Wenn
die Spannung zwischen den Hauptelektroden höher als 50 Volt ist, arbeiten
die Baukomponenten des Schalters generell in einem Linearmodus und
befinden sich nicht wirklich im leitenden Zustand.
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Der
Schalter kann einen oder mehrere Isolier-Gate-Transistoren, das
heißt
spannungsgesteuert, umfassen. Es ist möglich, Feldeffekt-Transistoren mit
isoliertem Metallgate des Typs MOS oder bipolare Isolier-Gate-Transistoren
des Typs IGBT zu verwenden. Die erste und die zweite Hauptelektrode
und die Ansteuerelektrode entsprechen jeweils dem Drain, der Source
und dem Gate des oder der Transistoren. In der Folge des Textes
versteht man unter Drain im weiteren Sinne sowohl die Hauptelektrode
eines MOS-Transistors
als auch den Kollektor eines IGBT-Transistors. Unter Source versteht
man die zweite Hauptelektrode eines MOS-Transistors oder den Emitter
eines IGBT-Transistors.
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Unter
den Feldeffekt-Transistoren kann man vorzugsweise die Feldeffekttransistoren
mit N-Kanal verwenden, das heißt
diejenigen, bei denen die Majoritätsträger Elektronen sind. So ist
der Drain mit einem Potential verbunden, das höher ist als das der Source.
Je nachdem, ob man Hochspannungs- oder Starkstromimpulse erzeugen
will, kann der Schalter eine Vielzahl parallel- oder seriengeschalteter
Transistoren umfassen. Nach einem Aspekt der Erfindung können die
Durchlassschaltungseinrichtungen eine Diode umfassen, die mit einem
Unterbrechungsschalter in Reihe geschaltet ist und mit ihrer Anode mit
der ersten Hauptelektrode des Schalters verbunden ist. Die Diode
verhindert die Entladung des Gatekondensators, wenn die Spannung
des oder der Drains der Transistoren niedriger wird als die Spannungen
der Gates.
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Nach
einem anderen Aspekt können
die Durchlassschaltungseinrichtungen auch einen zu dem Unterbrechungsschalter
parallelgeschalteten Spitzenbeschneider umfassen, um die Spannung
der Ansteuerelektrode des Schalters zu begrenzen.
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Die
Erfindung betrifft auch Schalter für kurze Starkstromimpulse mit
einer Vielzahl Isolier-Gate-Transistoren. Diese serien- und/oder
parallelgeschalteten IG-Transistoren sind auf IG-Transistorengruppen
verteilt und werden gesteuert durch jeder Gruppe zugeordnete Ansteuervorrichtungen,
wobei die Ansteuervorrichtungen erfindungskonform sind.
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Die
Transistorengruppen können
parallel- oder seriengeschaltet sein. Es ist auch möglich, eine Kombination
von Gruppen zu realisieren, von denen einige parallelgeschaltet
und andere seriengeschaltet sind. Dank der Erfindung erfordert die
Ansteuervorrichtung weder eine automome Spannungsquelle noch eine
Hilfsspannungsquelle wie in dem oben beschriebenen Stand der Technik.
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Der
Ansteuerstrom wird direkt durch den angesteuerten Hauptkreis geliefert.
Der elektrische Energiespeicher des Hauptkreises, der den für die Impulse
nötigen
Strom liefert, liefert also auch den Ansteuerstrom, dessen Stärke im Vergleich
mit dem Lastkreisstrom sehr niedrig bleibt.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Die 1,
schon beschrieben, ist eine vereinfachte schematische Ansicht eines
Impulsschalters und einer Ansteuervorrichtung des Schalters nach
dem Stand der Technik;
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die 2 ist
ein vereinfachter Schaltplan eines Schalters, der das Prinzip der
vorliegenden Erfindung darstellt;
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die 3 ist
ein vereinfachter Schaltplan, der die Hauptelemente des Schalters
und der Ansteuervorrichtung nach der Erfindung darstellt;
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die 4 ist
ein Leitungsschema der Ansteuervorrichtung und des Schalters nach
der Erfindung;
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die 5 ist
ein Leitungsschema eines Schalters mit einer Vielzahl von serien-
und parallelgeschalteten Transistoren und einer Vielzahl von Ansteuervorrichtungen
für die
Transistoren.
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Detaillierte
Beschreibung von Realisierungsarten der Erfindung
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Gleiche
Elemente tragen in verschiedenen in der Beschreibung beschriebenen
Figuren dieselben Bezugszeichen.
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Der
Schaltplan der 2 zeigt einen Impulsschalter 2,
der dem der 1 entspricht und Durchlassschaltungseinrichtungen 36 umfasst,
die ermöglichen,
das Prinzip der Erfindung zu erklären. Die Durchlassschaltungseinrichtungen
umfassen sehr vereinfacht einen Schalter 38 in einem Stromkreis, der
den Anschluss 12 des Drains mit dem Gatewiderstand 34 verbindet.
Gemäß dem Prinzip
der Erfindung ist es der Strom des Hauptkreises 6, der
zur Ansteuerung des Impulsschalters benutzt wird. Wenn der Schalter 38 sich
schließt,
fließt
ein Strom von dem Anschluss 12 zum Gateanschluss 22 und
lädt den
Gatekondensator 20. Der Kondensator 18 entlädt sich
von selbst über
den Schalter 38. Wenn der Transistor leitet, ermöglicht er
auch die Entladung des Kondensators 16.
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Die 3 ist
ein kompletterer Schaltplan, der die funktionalen Elemente einer
erfindungsgemäßen Ansteuervorrichtung
zeigt. Der Schalter 2 umfasst entweder einen oder mehrere
parallelgeschaltete Transistoren 4, wobei in der Figur
nur ein einziger dargestellt ist. Diese Transistoren sind spannungsgesteuert,
das heißt
Isolier-Gate-Transistoren. Es handelt sich zum Beispiel um Transistoren
des MOS-Typs oder IGBT-Typs.
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Diese
Ansteuervorrichtung umfasst zunächst Durchlassschaltungseinrichtungen 36 mit
einem Unterbrecher 38. Der Schalter, zum Beispiel ein Feldeffekttransistor,
wird durch eine Ansteuerschaltung 36 gesteuert, die in
der Folge der Beschreibung detaillierter beschrieben wird. Die Ansteuerschaltung
umfasst auch sogenannte Entladungseinrichtungen 40, um
den Durchlasszustand des Schalters 2 zu beenden. Eine Diode 42 ist
zwischen dem Unterbrecher 38 und dem Drain 12 des
Schalter 2 geschaltet, mit dem sie durch ihre Anode verbunden
ist. Die Diode 42 verhindert die Entladung des Gatekondensators oder
der Gatekondensatoren des Schalters 2, wenn die Drainspannung
an dem Anschluss 12 niedriger wird als die Spannung des
Anschlusses 22 bei einem Impuls in die Last 8,
wobei der Anschluss 22 dem Gate des Transistors 4 des
Schalters 2 entspricht.
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Die
Schaltvorrichtung umfasst schließlich Spitzenbeschneidungseinrichtungen 39,
die ermöglichen,
die Spannung zwischen dem Anschluss 22 und dem Anschluss 14 zu
begrenzen, das heißt
die Spannung zwischen den Gates und den Sources der Transistoren 4 des
Schalters 2 auf einen Wert, der niedriger ist als in den
Spezifikationen des Herstellers angegeben.
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Sperreinrichtungen 40,
in der Folge der Beschreibung beschrieben, sind ebenfalls zwischen den
Anschlüssen 22 und 14 geschaltet.
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Die 4 zeigt
detaillierter ein Leitungsschema der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Man findet die Elemente der vorangehenden Figuren wieder, insbesondere
den Unterbrecher 38, der zum Beispiel ein Transistor des
Typs IRF 840 ist, und den Schalter 2, der in dem Beispiel
der 4 acht parallelgeschaltete Transistoren 4 umfasst.
Die Sources und die Drains der Transistoren sind jeweils miteinander
und mit den Anschlüssen 12 un 14 des
Schalters 2 verbunden. Der Unterbrecher 38 ist über die Diode 42 mit
dem Anschluss 12 verbunden und das Gate jedes Transistors 4 über jeweils
einen Widerstand 34. Ein Widerstand 34 ist jedem
Transistor 4 zugeordnet, um auf die verschiedenen Transistoren 4 gleichmäßig verteilte
Ansteuerströme
zu erhalten.
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Spitzenbeschneidungsdioden 39, 44 sind
jeweils zwischen dem Gate und dem Drain und der Source der Transistoren
geschaltet. Die Sperreinrichtungen 40, dazu bestimmt, die
Transistoren des Schalters 2 in einen Sperrzustand übergehen
zu lassen, wurden in dem Beispiel der 4 einfach
mit einem Widerstand 48 realisiert, parallelgeschaltet
zum Spitzenbeschneider 39, das heißt zu den Anschlüssen 22 und 14 des
Schalters 2. Der Widerstand 48 ermöglicht,
den Kondensator 20 zu entladen und derart die Sperrung
des Transistors 4 zu bewirken. Ein anderer Widerstand 50 ist
zwischen dem Gate und der Source des Transistors des Unterbrechers 38 geschaltet.
Dieser Widerstand ermöglicht
ebenfalls die Sperrung des Transistors 38, wenn der Ansteuerstrom
zum Transistor 4 gesandt worden ist. Die Widerstände 48 und 50 haben
zum Beispiel Werte von 100 Ω und
von 1 kΩ.
Eine Ansteuerschaltung 37 umfasst einen sogenannte Niederspannungsstufe 52, die
dem Unterbrecher 38 Steuerungsbefehle liefert, über einen
Impulsgenerator 54 und eine Diode 56, deren Kathode
mit dem Gate 22 des Transistors des Unterbrechers 38 verbunden
ist.
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Der
Impulstransformator 54 umfasst zum Beispiel einen Kern
bzw. Ringkern (mit einer Wicklung), der durchquert wird von einem
Hochspannungskabel, das die Primärstufe
des Transformators bildet. Die Wicklung des Ringkerns bildet die
Sekundärstufe.
Der Transformator ermöglicht
eine galvanische Trennung zwischen dem Schalter 2 und der
Niederspannungsstufe 52. Schließlich kann man in der 4 global
drei Teile unterscheiden: eine Niederspannungsstufe 52 mit
dem Impulstransformator 54, eine den Unterbrecher 38 umfassende
Stufe und schließlich
eine durch den Schalter 2 gebildete Stufe. Die zweite Stufe,
die den Unterbrecher 38 umfasst, wird in der Folge der
Beschreibung mit "Insel" bezeichnet und trägt das Bezugszeichen 58.
Unter die Bezeichnung "Insel" fallen alle Baukomponenten, welche
die Ansteuervorrichtung für
einen Schalter mit einem oder mehreren Isolier-Gate-Transistoren 4 umfasst.
Anschlüsse
der Insel 58, welche die Bezugszeichen 58i, 58j, 58g, 58s und 58d tragen,
entsprechen jeweils den Verbindungen mit dem Transformator 54 und
den Gates, Sources und Drains.
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In
gleicher Weise und aus Gründen
der Klarheit stellen in der 5, die ein
Verdrahtungs- bzw. Leitungsschema eines Schalters mit einer Vielzahl Transistoren
ist, die mit 60 bezeichnete Blöcke jedes Mal einen Transistor 4 dar,
verbunden mit einem Widerstand 34, der mit dem Gate des
Transistors verbunden ist. Die Blöcke 60 werden in der
Folge der Beschreibung einfach als Transistoren 60 bezeichnet.
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Die 5 liefert
ein Modell eines Leitungsschemas, das sich besonders gut für eine Integration der
Transistoren in einer matrixförmigen
gedruckten Schaltung eignet. In dieser Matrix werden die Zeilen durch
parallelgeschaltete IG-Transistoren gebildet, während die Spalten durch seriengeschaltete
Transistoren gebildet werden.
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In
dem Beispiel der 5 umfasst die Schaltung bzw.
Anordnung zwei Zeilen bzw. Leitungen, wobei die Leitung 62 einer
ersten Gruppe 64 von vierundzwanzig parallelgeschalteten
Transistoren 60 entspricht. Bei allen Transistoren der
Gruppe 64 sind die Drains mit der Leitung 62 verbunden.
Eine Steuerungsleitung 62' ist
jeweils mit jedem Gate der Transistoren 60 verbunden. Die
Sources aller Transistoren 60 der Gruppe 64 sind
miteinander und auch mit einer Leitung 66 verbunden, mit
der ebenfalls die Drains einer zweiten Gruppe 68 von Transistoren 60 verbunden
sind. Ebenso wie bei der ersten Gruppe sind die Gates der Transistoren
der Gruppe 68 mit einer Steuerungsleitung 66' verbunden und
ihre Sources sind jeweils mit einer Leitung 70 verbunden.
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Im
vorliegenden Fall sind die Gruppen 64 und 68 seriengeschaltet.
Die Leitung 62 ist zum Beispiel mit einer Hochspannungsquelle
oder mit einem elektrischen Energiespeicher verbunden, der Starkstromimpulse
liefern kann, und die Leitung 70 ist mit der Masse verbunden.
Bei anderen Anwendungen ist es selbstverständlich möglich, eine größere Anzahl von
Transistorengruppen in Reihe zu schalten. Für die Ansteuerung der achtundvierzig
Transistoren der Gruppen 64 und 68 umfasst die
Schaltung bzw. Anordnung sechs Inseln 58, das heißt sechs
Ansteuervorrichtungen. Die Ausgänge 58d, 58g und 58s jeder Insel
sind jeweils mit den Drains, den Gates und den Sources der Transistoren 60 entsprechenden
Leitungen verbunden. Die Ausgänge 58d so
mit den Leitungen 66 und 62 verbunden, dass sich
beiderseits der Verbindungen bzw. Anschlüsse des Ausgangs 58d in dieser
Leitung jedes Mal vier Transistoren befinden. Somit ist jede Insel
bestimmt zur Ansteuerung von acht Transistoren, jeweils beiderseits
des Anschlusses 72 der Ausgänge 58d in den Leitungen 66 und 62.
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Auf
diese Weise kann man in den Gruppen 64 und 68 Untergruppen
von acht parallelgeschalteten Transistoren definieren, jedes Mal
einer Ansteuerungsinsel zugeordnet. Diese Aufteilung der Transistoren
in verschiedene Ansteuerungsinseln, wobei die Gesamtheit der Transistoren
parallelgeschaltet ist, ermöglicht
eine gute Verteilung der Ansteuerströme und folglich eine simultane
Ansteuerung aller Transistoren. Die Ausgänge 58i und 58j der
Inseln 58 sind jeweils mit Sekundärwicklungen 53 eines
Transformators 54 verbunden, dessen Primärwicklung 55 mit der
Niederspannungsstufe 52 verbunden ist. Aus Gründen der
Klarheit der Figur sind einige der Sekundärwicklungen 53 (gestrichelt)
des Transformators 54 gegenüber den mit 52 verbundenen
Primärwicklungen 55 nicht
dargestellt. Diese Wicklungen 53 sind jedoch Teil des Transformators 54 und
kooperieren mit der Primärwicklung 55.
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Im
Falle der 5 kann der Ansteuerstrom 72A erreichen.
Dank der Verwendung von Inseln und erfindungsgemäßen Ansteuervorrichtungen ist
es möglich,
mit einer sehr begrenzten Anzahl von Baukomponenten den nötigen Strom
zu liefern. Drain- und Source-Verbindungen
aus Kupfer, die sich über die
gesamte Länge
der gedruckten Schaltung erstrecken, ermöglichen außerdem dank der Erfindung die Störinduktionen
zu minimieren und das synchrone Schalten aller Isolier-Gate-Transistoren
zu bewirken.