DE1104069B

DE1104069B - High voltage rectifier unit with silicon rectifiers

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.High voltage rectifier unit with silicon rectifiers The The invention relates to a high-voltage rectifier unit with silicon rectifiers, consisting of a number of rectifier elements connected electrically in series, especially for installation in the high-voltage generator of an X-ray machine.

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.In X-ray technology have so far been used as high-voltage dry rectifiers the selenium rectifier is proven. However, there is now a desire to use the selenium rectifier due to the silicon rectifier, which has meanwhile been developed to the point of production maturity replace the selenium rectifiers to reverse voltage, specific current load and the maximum permissible operating temperature are superior. Let these benefits a much smaller space requirement for the installation of the rectifier in one Expect high voltage generator.

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.When connecting many silicon rectifier elements in series, such as it is required in high-voltage rectifier technology must be taken into account that the blocking resistance can vary from element to element. There the voltage distribution on the chain of rectifier elements in the blocking phase is proportional to the different blocking resistances, cells with especially high blocking resistances are overstrained. It is therefore for achieving an even voltage distribution on silicon rectifier elements connected in series known to connect high-value resistors in parallel to the individual elements are dimensioned in such a way that the series connection of the Silicon cells parallel-connected voltage divider flows a current whose value corresponds approximately to 5 to 10 times the reverse current.

Weiterhin ist bekannt, die Hülle einzelner Silizium-Gleichrichterelemente gleichzeitig als Stabilisierungswiderstand auszubilden bzw. einen Stabilisierungswiderstand in die Hülle einzufügen.The shell of individual silicon rectifier elements is also known at the same time as a stabilization resistor or a stabilization resistor to be inserted into the envelope.

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.The disadvantage of these known arrangements is that due to the need every single rectifier element with its own stabilization resistor or to be provided with a casing containing the stabilization resistor, the Space-saving to be expected through the use of silicon rectifier elements Structure of the high-voltage rectifier unit consisting of a large number of individual rectifier elements can only be achieved very imperfectly.

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.According to the invention, a space-saving construction of a high-voltage rectifier unit is provided with silicon rectifiers, consisting of a number of electrically one behind the other switched rectifier elements, achieved in that the rectifier elements with their electrical connection lines together on a single mounting element are attached electrically conductive and that this common support element from a slightly conductive material, the specific conductivity of which is so is dimensioned that approximately the same reverse voltage across the individual rectifier elements lies.

An Hand von Ausführungsbeispielen soll die Erfindung nachfolgend erläutert werden.The invention is to be explained below on the basis of exemplary embodiments will.

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.According to FIG. 1, there is a holder for a series connection of silicon rectifier elements from a plastic wall 2 of suitable conductivity on which the rectifier elements 1 are mounted in that their line connections consisting of stiff wires 3 are soldered in metallic hollow rivets 4 embedded in the wall. The electric The elements are interconnected by laying them on the back of the wall 2 Lines 5 (indicated by dashed lines), the ends of which are likewise in the hollow rivets 4 are soldered.

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).For three rectifiers 1 a, 1 b, 1 c , the zigzag series connection is shown again schematically in FIG. 2. Between each Gleichricbterpol exist after three different shortest current paths through the material of the wall 2. For the rectifier element 1 b this current paths by the dotted lines a, b, c between the tubular rivets 4 a, 4 b, 4 c, 4 d as the anchorage points of the connecting lines illustrated in wall 2. This corresponds to an equivalent circuit diagram according to FIG. 3, ie one can imagine three resistors A, B, C connected in parallel for each rectifier element. To adjust the arrangement, more or less deep, dotted notches can be made at the points 6, 7, whereby the resistors B and C are increased. In order for the two outer rectifier elements to have the same conditions as for a middle rectifier element, the connecting lines are passed through hollow rivets 4e, 4f again at 8 and 9 (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.4 and 5, a high-voltage rectifier unit connected to G r a e t z is shown of an X-ray apparatus with built-in rectifier brackets made according to the invention in the side view with the protective container 10 cut open or in the top view, cut along the line V-V, shown. The high voltage transformer exists from an iron core 12, on the two legs of which the coil packs 13, 14 are arranged which each form half the primary and secondary winding of the transformer. On both sides the two broad sides of the protective container 10 is for the rectifier elements 17 each has a holder 15, 16 attached which, in deviation from the embodiment According to Fig. 1 are angled on both sides for better use of space (Fig.5). the Voltage connections 18, 19 to the coil packs 13, 14 are connected to the uppermost or lowest rectifier elements connected. From the centers of the rectifier element chains lead - isolated from the coil packs 13, 14 by inserts 20, 21 - @ - connection lines 22, 23 to the cable connection sockets attached to the long sides of the cover 11, of which only the one socket 24 is shown in FIG.

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.In the cover space there are also two heating current transformers for a double focus X-ray tube housed, the iron window cores 25, 26 by means of tabs 27, 28 on the iron core 12 are attached and their coil packs 29, 30 with the negative cable connection socket 24 are connected.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. High-voltage rectifier unit with silicon rectifiers, consisting of a number of rectifier elements connected electrically one behind the other, characterized in that the rectifier elements with their electrical connection lines are fastened together in an electrically conductive manner on a single holding element and that this common holding element consists of a slightly conductive material, the specific conductivity of which is such that approximately the same reverse voltage is applied to the individual rectifier elements.

2. High voltage rectifier unit according to claim 1, characterized in that the rectifier elements are also rigid Wires existing line connections in metallic, in the support element embedded hollow rivets are anchored, two of which on each of the rectifier elements remote side of the bracket by lines also anchored in the hollow rivets are connected to each other.

3. High-voltage rectifier unit according to claim 2, characterized in that in the case of rectifier elements arranged parallel next to one another, the electrical series connection is guided in a zigzag manner. Documents considered: German Auslegeschrift No. 1 047 318.