DE1104069B

DE1104069B - Hochspannungsgleichrichtereinheit mit Silizium-Gleichrichtern

Info

Publication number: DE1104069B
Application number: DES61157A
Authority: DE
Inventors: Johannes Seidel
Original assignee: Siemens Reiniger Werke AG
Current assignee: Siemens Reiniger Werke AG
Priority date: 1958-12-27
Filing date: 1958-12-27
Publication date: 1961-04-06

Description

Hochspannungsgleichrichtereinheit mit Silizium-Gleichrichtern Die Erfindung betrifft eine Hochspannungsgleichrichtereinheit mit Silizium-Gleichrichtern, bestehend aus einer Anzahl von elektrisch hintereinandergeschalteten Gleichrichterelementen, insbesondere für den Einbau in den Hochspannungsgenerator eines Röntgenapparates.
In der Röntgentechnik haben sich bisher als Hochspannungstrockengleichrichter die Selen-Gleichrichter bewährt. Es besteht nun jedoch der Wunsch, die Selen-Gleichrichter durch die inzwischen zur Fabrikationsreife entwickelten Silizium-Gleichrichter zu ersetzen, die den Selen-Gleichrichtern an Sperrspannung, spezifischer Strombelastung und maximal zulässiger Betriebstemperatur überlegen sind. Diese Vorteile lassen einen wesentlich geringeren Raumbedarf für den Einbau der Gleichrichter in einen Hochspannungsgenerator erwarten.
Bei der Reihenschaltung vieler Silizium-Gleichrichterelemente, wie sie in der Hochspannungsgleichrichtertechnik erforderlich ist, muß berücksichtigt werden, daß der Sperrwiderstand von Element zu Element verschieden sein kann. Da die Spannungsaufteilung auf die Kette der Gleichrichterelemente in der Sperrphase den unterschiedlichen Sperrwiderständen proportional ist, können Zellen mit besonders hohen Sperrwiderständen überbeansprucht werden. Es ist daher für die Erreichung einer gleichmäßigen Spannungsverteilung an hintereinandergeschalteten Silizium-Gleichrichterelementen bekannt, den einzelnen Elementen hochohmige Widerstände parallel zu schalten, die derart bemessen sind, daß über den dadurch geschaffenen, der Reihenschaltung der Siliziumzellen parallel geschalteten Spannungsteiler ein Strom fließt, dessen Wert etwa dem 5- bis 10fachen Sperrstrom entspricht.
Weiterhin ist bekannt, die Hülle einzelner Silizium-Gleichrichterelemente gleichzeitig als Stabilisierungswiderstand auszubilden bzw. einen Stabilisierungswiderstand in die Hülle einzufügen.
Nachteilig ist bei diesen bekannten Anordnungen, daß durch die Notwendigkeit, jedes einzelne Gleichrichterelement mit einem eigenen Stabilisierungswiderstand oder mit einer den Stabilisierungswiderstand enthaltenden Hülle zu versehen, der durch den Einsatz von Silizium-Gleichrichterelementen zu erwartende raumsparende Aufbau der aus einer Vielzahl einzelner Gleichrichterelemente bestehenden Hochspannungsgleichrichtereinheit nur sehr unvollkommen zu erreichen ist.
Erfindungsgemäß wird ein raumsparender Aufbau einer Hochspannungsgleichrichtereinheit mit Silizium-Gleichrichtern, bestehend aus einer Anzahl von elektrisch hintereinander geschalteten Gleichrichterelementen, dadurch erreicht, daß die Gleichrichterelemente mit ihren elektrischen Anschlußleitungen gemeinsam auf einem einzigen Halterungselement elektrisch leitend befestigt sind und daß dieses gemeinsame Halterungselement aus einem geringfügig leitenden Material besteht, dessen spezifische Leitfähigkeit so bemessen ist, daß an den einzelnen Gleichrichterelementen ungefähr die gleiche Sperrspannung liegt.
An Hand von Ausführungsbeispielen soll die Erfindung nachfolgend erläutert werden.
Gemäß Fig. 1 besteht die Halterung für eine Reihenschaltung von Silizium-Gleichrichterelementen aus einer Kunststoffwand 2 von geeigneter Leitfähigkeit, auf der die Gleichrichterelemente 1 dadurch montiert sind, daß ihre aus steifen Drähten bestehenden Leitungsanschlüsse 3 in metallischen, in die Wand eingelassenen Hohlnieten 4 verlötet sind. Die elektrische Zusammenschaltung der Elemente erfolgt durch auf der Rückseite der Wand 2 verlegte (gestrichelt angedeutete) Leitungen 5, deren Enden ebenfalls in den Hohlnieten 4 verlötet sind.
Für drei Gleichrichter 1 a, 1 b, 1 c ist die zickzackartige Reihenschaltung in Fig. 2 nochmals schematisch dargestellt. Zwischen jedem Gleichricbterpol bestehen danach drei verschiedene kürzeste Stromwege durch das Material der Wand 2. Für das Gleichrichterelement 1 b sind diese Stromwege durch die punktierten Linien a, b, c zwischen den Hohlnieten 4 a, 4 b, 4c, 4d als den Verankerungspunkten der Verbindungsleitungen in der Wand 2 veranschaulicht. Dem entspricht ein Ersatzschaltbild nach Fig 3, d. h., man kann sich jedem Gleichrichterelement drei Widerstände A, B, C parallel geschaltet denken. Zum Abgleich der Anordnung können an den Stellen 6, 7 mehr oder weniger tiefe, punktiert angedeutete Einschnitte angebracht werden, wodurch die Widerstände B und C vergrößert werden. Damit sich die beiden äußeren Gleichrichterelemente dieselben Verhältnisse wie für ein mittleres Gleichrichterelement ergeben, sind die Verbindungsleitungen, bevor sie die Verbindung mit anderen Bauelementen herstellen, nochmals bei 8 und 9 durch Hohlniete 4e, 4 f hindurchgeführt (Fig. 1).
In den Fig. 4 und 5 ist eine nach G r a e t z geschaltete Hochspannungsgleichrichtereinheit eines Röntgenapparates mit eingebauten, gemäß der Erfindung hergestellten Gleichrichterhalterungen in der Seitenansicht mit aufgeschnittenem Schutzbehälter 10 bzw. in der Draufsicht, längs der Linie V-V geschnitten, dargestellt. Der Hochspannungstransformator besteht aus einem Eisenkern 12, auf dessen beiden Schenkeln die Spulenpakete 13, 14 angeordnet sind, die je die halbe Primär- und Sekundärwicklung des Transformators bilden. Beiderseits der beiden Breitseiten des Schutzbehälters 10 ist für die Gleichrichterelemente 17 je eine Halterung 15, 16 angebracht, die in Abweichung von der Ausführungsform nach Fig. 1 zur besseren Raumausnutzung beiderseits abgewinkelt sind (Fig.5). Die Spannungsanschlüsse 18, 19 zu den Spulenpaketen 13, 14 sind mit den obersten bzw. untersten Gleichrichterelementen verbunden. Von den Mitten der Gleichrichterelementenketten führen -- gegen die Spulenpakete 13, 14 durch Einlagen 20, 21 isoliert -@-erbindungsleitungen 22, 23 zu den an den Längsseiten des Deckels 11 angebrachten Kabelanschlußbuchsen, von denen in der Fig. 4 nur die eine Buchse 24 dargestellt ist.
Im Deckelraum sind ferner zwei Heizstromtransformatoren für eine Doppelfokus-Röntgenröhre untergebracht, deren Eisenfensterkerne 25, 26 mittels Laschen 27, 28 am Eisenkern 12 befestigt sind und deren Spulenpakete 29, 30 mit der negativen Kabelanschlußbuchse 24 verbunden sind.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Hochspannungsgleichrichtereinheit mit Silizium-Gleichrichtern, bestehend aus einer Anzahl von elektrisch hintereinandergeschalteten Gleichrichterelementen, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichterelemente mit ihren elektrischen Anschlußleitungen gemeinsam auf einem einzigen Halterungselement elektrisch leitend befestigt sind und daß dieses gemeinsame Halterungselement aus einem geringfügig leitenden Material besteht, dessen spezifische Leitfähigkeit so bemessen ist, daß an den einzelnen Gleichrichterelementen ungefähr die gleiche Sperrspannung liegt.
2. Hochspannungsgleichrichtereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichterelemente mit aus steifen Drähten bestehenden Leitungsanschlüssen in metallischen, in dem Halterungselement eingelassenen Hohlnieten verankert sind, von denen je zwei auf der den Gleichrichterelementen abgewandten Seite der Halterung durch gleichfalls in den Hohlnieten verankerte Leitungen miteinander verbunden sind.
3. Hochspannungsgleichrichtereinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei parallel nebeneinander angeordneten Gleichrichterelementen die elektrische Hintereinanderschaltung zickzackartig geführt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1047 318.