CIRCUIT ARRANGEMENT FOR REDUCING THE RECOVERY TIME OF A THYRISTOR

Abstract: 1. A circuit arrangement for reducing the recovery time of a thyristor (1) to which a rectifier (2) is connected anit-parallel, characterized in that the rectifier is further thyristor (2) and an RC-element (3, 4) is connected in parallel to the latter in such manner that a terminal of the resistor (4) is connected to the anode and a terminal of the capacitor (3) is connected to the cathode, and that there is provided a diode (5) whose anode is connected to the junction point of the resistor (4) and the capacitor (3) and whose cathode is connected to the control terminal of the further thyristor (2).

Description: Schaltungsanordnung zum Herabsetzen der Freiwerdezeit eines Thyristors e Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum ?#erabsetzen der Freiwerdezeit eines Thyristors, dem ein Gleichrichter antiparallelgeschaltet ist. Bei Gleichstromstellern, Umrichtern usw. mit Thyristor-# werden diesen zum Umkommutieren des Stroms sogenannte Freilaufdioden antiparallelgeschaltet, die einen Energieausgleich im Steiler- oder Umrichtersystem innerhalb des durch die Stellfrequenz oder Umrichtfrequenz vorges gebenen Zeitraums möglich machen. Beim Umkommutieren des Stroms liegt damit am Thyristor eine Sperrspannung in Rüchwärtsrichtung an, die gleich dem Spannungsabfall der Diode ist. Dieser Spannungsabfall kann dynamisch etwa 10 V@für die Dauer von einigen Mikrosekunden betragen und geht dann in den statischen Wert von ca. 1,5 ...1,5 2,-0 Vüber. Diese geringe Gegenspannung am Thyristor bringt im Vergleich zu einer negativen Sperrspannung von mindestens 100 V eine drastische Verschlechterung der Freiwerdezeit des Thyristors mit sich. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art so zu verbessern, dass die Freiwerdezeit gegenilber der Lösung mit einer antiparallelgeschalteten Diode spürbar verbessert wird. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichrichter ein weiterer Thyristor ist, dass diesem ein RC-Glied derart parallelgeschaltet ist, dass ein Anschluss des Widerstands mit der Anode und ein Anschluss des Kondensators mit der Katode verbunden ist, und dass eine Diode vorgesehen ist, deren Anode mit dem Verbindungspunkt von Widerstand und Kondensator und deren Katode mit dem Steueranschluss des weiteren Thyristors verbunden ist. Vorteilhafterweise wird als RC-Glied ein als Schutzschaltung für den ersten Thyristor vorgesehenes RC-Glied verwendet. In der Figur ist ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Der Thyristor 1, im folgenden als erster Thyristor bezeichnet, ist zum Beispiel in einem Zweig eines Gleichstromstellers oder eines Umrichters eingeschaltet. Dem ersten Thyristor 1 ist der weitere Thyristor 2, im folgenden als zweiter Thyristor bezeichnet, antiparallelgeschaltet. Er kann in seinen Daten dem ersten Thyristor 1 identisch sein oder auch kleinere Leistung aufweisen; Dem zweiten Thyristor 2 ist ein RC Glied parallelgeschaltet, das aus einem Kondensator 3 und einem Widerstand 4 besteht. Der Kondensator 3 ist mit der Katode und der Widerstand 4 mit der Anode des zweiten Thyristors 2 verbunden. Mit dem Verbindungspunkt zwischen Kondensator 3 und Widerstand 4 ist die Anode einer Diode 5 verbunden, deren Katode am Steueranschluss des zweiten Thyristors 2 liegt. Zur Erläuterung der Wirkungsweise sei angenommen, dass die am ersten Thyristor 1 anliegende Spannung von tiven Werten kommend durch Null gegen negative Werte geht und der Strom abkommutiert wird. Beim Abriss des Rückstroms baut sich somit am Thyristor 1 eine negative Spannung auf, die zu einem Abbau der im Thyristor 1 gespeicherten Ladungsträger führt. Entsprechend dem Spannungsanstieg gegen negative Werte fliesst ein Strom über den Widerstand 4 und die Diode 5 in den Steuereingang des zweiten Thyristors 2. Erreicht dieser Strom den zum Zünden des Thyristors 2 erforderlichen Wert, so wird dieser leitend und kann den zum Energieausgleich in der Steller- oder Umrichterschaltung notwendigen Strom führen. Im Normalfall steigt die positive Spannung bis zur Zündung am Thyristor 2 auf ca. 10 oder einige 10 V an, um dann innerhalb von 10 und mehr Mikrosekunden auf den statischen Durchlassspannungsabfall von ca. 1,5 ... 2,0 V abzufallen. Im Vergleich zur Schaltung ¯mit antiparalle ler Diode steht hier somit am Thyristor 1 eine höhere, langsamer abfallende Spannung in Sperrichtung an, wodurch die Freiwerdezeit gUnstig beeinflusst beziehungsweise kleiner wird. Entsprechend der Stromübernahme durch den zweiten Thyristor 2 hört der durch den Thyristor 1 fliessende Rückstrom auf. Ist die Zündverzugszeit des Thyristors 2 entsprechend gross, lässt sich ein sanftes Abklingen des Rückstroms im Thyristor 1 erreichen. Der Thyristor 2 und die Diode 5 sind gegen steile Spannungsspitzen durch den Kondensator 3 geschützt. Damit wird eine übermässige Beanspruchung der Diode 5 und der Basis-Katodenstrecke des Thyristors 2 vermieden. Als RC-Kombination kann eine RC-Kombination vorgesehen werden, die zum Schutz des Thyristors 1 gegen steile Spannungs- und Stromflanken in manchen Schaltungen vorgesehen sein muss. Eine übliche RC-Beschaltung für einen mittelgrossen Thyristor hat zum Beispiel Werte von ca. 10 Ohm, 0,25 /uF. Mit einer solchen Schaltungsanordnung liess sich gegenüber der Verwendung einer normalen antiparallelgeschalteten Diode eine Verkürzung der Freiwerdezeit um ca. 15 ,¯ erreichen. 2 Patentansprüche 1 Figur

Claims: Patentans#rüche 1. Schaltungsanordnung zum Herabsetzen der Freiwerdezeit eines Thyristors, dem ein Gleichrichter antiparallelgeschaltet ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Gleichrichter ein weiterer Thyristor (2) ist, dass diesem ein RC-Glied (3, 4) derart parallelgeschaltet ist, dass ein Anschluss des Widerstands (4) mit der Anode und ein Anschluss des Kondensators (3) mit der Katode verbunden ist, und dass eine Diode (5) vorgesehen ist, deren Anode mit dem Verbindungspunkt von Widerstand (4) und Kondensator (3) und deren Katode mit dem Steueranschluss des weiteren Thyristors (2) verbunden ist. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass als RC-Glied ein als Schutzschaltung für den Thyristor (1) vorgesehenes RC Glied verwendet wird.

Inventors: KOHLER, SIEGFRIED, LEHMANN, ERHARD, DIPL.-ING., Köhler, Siegfried
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1979
Main classification: H02M1
IPC codes: H02M1, H03K17