DE1238102B

DE1238102B - Semiconductor rectifier

Info

Publication number: DE1238102B
Application number: DEN19290A
Authority: DE
Inventors: Motoaki Tokida
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1960-01-20
Filing date: 1960-12-07
Publication date: 1967-04-06
Also published as: GB910589A

Description

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Deutsche KL: 21g-11/02 German KL: 21g-11/02

Nummer: 1 238 102Number: 1 238 102

Aktenzeichen: N 19290 VIII c/21,File number: N 19290 VIII c / 21,

Anmeldetag: 7. Dezember 1960Filing date: December 7, 1960

Auslegetag: 6. April 1967Opened on: April 6, 1967

Die Erfindung betrifft einen Halbleitergleichrichter mit einem im Gehäuse des Gleichrichterelements eingeschlossenen, mit dem Gleichrichterelement in Reihe geschalteten Schutzwiderstand.The invention relates to a semiconductor rectifier with an enclosed in the housing of the rectifier element, protective resistor connected in series with the rectifier element.

Im allgemeinen hat ein Halbleitergleichrichter einen sehr kleinen inneren Reihenwiderstand, so daß Vorsorge gegen eine Beschädigung des Gleichrichters getroffen werden muß, die durch den Einschaltstromstoß hervorgerufen werden kann, wenn er z. B. im Gleichrichterkreis einer Kondensatorladeschaltung benutzt wird. Es ist deshalb allgemein üblich, einen Schutz-Vorwiderstand in Reihe mit dem Gleichrichter zu legen und den Einschaltstromstoß zu dem Zeitpunkt zu dämpfen, wo ein Schalter geschlossen wird oder ein großer Kondensatorladestrom fließt.In general, a semiconductor rectifier has a very small internal series resistance, so that Care must be taken against damage to the rectifier caused by the inrush current can be caused when he z. B. in the rectifier circuit of a capacitor charging circuit is used. It is therefore common practice to have a protective series resistor in series with the rectifier and to attenuate the inrush current at the point in time when a switch is closed or a large capacitor charging current is flowing.

Aus der französischen Patentschrift 1 157 698 ist ein Halbleitergleichrichter bekanntgeworden, bei dem die Stromzufuhr zu dem Gleichrichterelement innerhalb des Gehäuses über einen Nickel-Chrom-Draht erfolgt, dessen Widerstand dem des Gleichrichterelements gleich ist und der als Stromzuführung dient. Hierbei handelt es sich um eine Kompromißlösung, die einerseits keine volle Gewähr für einen Schutz gegen Beschädigung durch große Stromstöße bietet und andererseits im Betrieb den Wirkungsgrad des Gleichrichters verringert sowie die Empfindlichkeit herabsetzt.From French patent specification 1,157,698, a semiconductor rectifier has become known in which the power supply to the rectifier element within the housing via a nickel-chromium wire takes place, the resistance of which is equal to that of the rectifier element and which serves as a power supply. This is a compromise solution which, on the one hand, does not fully guarantee protection against damage from large power surges and, on the other hand, the efficiency of the Rectifier and reduces the sensitivity.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 047 318 ist eine Halbleiterdiode bekannt, bei der in das Gehäuse ein Parallelwiderstand eingeschlossen ist, der im Rahmen einer Reihenschaltung mehrerer derartiger Elemente eine gleichmäßige Verteilung der Sperrspannung auf die einzelnen Dioden sicherstellen soll. Bei Verwendung einer solchen Diode als Gleichrichter ist ein solcher Parallelwiderstand zur Strombegrenzung ungeeignet. From the German Auslegeschrift 1 047 318 a semiconductor diode is known in which a Parallel resistance is included, which is part of a series connection of several such elements to ensure an even distribution of the reverse voltage on the individual diodes. Using Such a diode as a rectifier, such a parallel resistor is unsuitable for current limitation.

Die Aufgabe der Erfindung liegt in der Schaffung einer ausreichenden Strombegrenzung während der Einschaltperiode, wobei jedoch das Dauerbetriebsverhalten des Gleichrichterelements nicht beeinträchtigt werden soll.The object of the invention is to create sufficient current limitation during the Switch-on period, although this does not affect the continuous operation behavior of the rectifier element shall be.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß bei einem Halbleitergleichrichter der eingangs genannten Gattung der Widerstandswert des Schutzwiderstands einen negativen Temperaturkoeffizienten aufweist.This object is achieved according to the invention in that in a semiconductor rectifier the initially mentioned genus the resistance value of the protective resistor has a negative temperature coefficient having.

Der Schutzwiderstand, der in kaltem Zustand, d. h. im Einschaltzustand, einen großen Widerstand hat, wird so bemessen, daß er eine sichere Strombegrenzung bewirkt. Nach dem Einschalten vermindert sich . der Widerstand infolge der Jouleschen Wärme so weit, daß der Schutzwiderstand praktisch vernach-Halbleitergleichrichter The protective resistance that occurs in the cold state, i.e. H. when switched on, has a large resistance, is dimensioned so that it causes a safe current limitation. After switching on it decreases . the resistance due to the Joule heat so far that the protective resistance is practically neglected

Anmelder:Applicant:

Nippon Electric Company, Limited, TokioNippon Electric Company, Limited, Tokyo

Vertreter:Representative:

Dip!.-Ing. M. Bunke, Patentanwalt,Dip! - Ing. M. Bunke, patent attorney,

Stuttgart 1, Schloßstr. 73 BStuttgart 1, Schloßstr. 73 B

Als Erfinder benannt:
Motoaki Tokida, TokioNamed as inventor:
Motoaki Tokida, Tokyo

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Japan vom 20. Januar 1960 (1357)Japan January 20, 1960 (1357)

lässigbar ist, so daß die Wirkungsweise des Halbleitergleichrichters nicht gestört wird.is permissible, so that the operation of the semiconductor rectifier is not disturbed.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel.
F i g. 1 ist ein allgemeines Schaltbild, welches ein Beispiel eines Gleichrichterkreises mit einem HaIbleitergleichrichter in einer Kondensatorladeschaltung erläutert;The drawing shows an embodiment.
F i g. Fig. 1 is a general circuit diagram explaining an example of a rectifying circuit including a semiconductor rectifier in a capacitor charging circuit;

F i g. 2 zeigt eine Temperatur-Widerstands-Kennlinie eines gemäß der Erfindung benutzten Schutzwiderstands; F i g. Fig. 2 shows a temperature-resistance characteristic of a protective resistor used according to the invention;

F i g. 3 ist ein Schnitt durch eine Bauart eines Halbleitergleichrichters, bei welchem die Merkmale der vorliegenden Erfindung verwirklicht sind.F i g. 3 is a sectional view of one type of semiconductor rectifier in which the features of the present invention.

In Fi g. 1 ist 1 ein Schutzwiderstand, 2 ein Gleichrichter, 3 eine Belastung, 4 ein Kondensator und 5 eine Wechselstromquelle. Der Schutz-Vorwiderstand 1 ist hier jedoch nur zu der Zeit notwendig, wenn der Schalter 6 geschlossen wird, und er hat den Nachteil, die Spannungsregelung während der Zeit normalen Betriebs zu verschlechtern.In Fi g. 1 is 1 a protective resistor, 2 a rectifier, 3 is a load, 4 is a capacitor, and 5 is an AC power source. The protective series resistor However, 1 is only necessary here at the time when the switch 6 is closed, and it has the Disadvantage of deteriorating voltage regulation during normal operation.

Gemäß der Erfindung ist zur Beseitigung dieses Nachteils ein Schutzwiderstand benutzt, der genügend groß ist, um außerhalb der Zeit normalen Betriebs den Einschwingstrom fehlerfrei zu unterdrücken, während in der Zeit normalen Betriebs der Wert dieses Schutz-Vorwiderstands genügend klein wird.According to the invention, a protective resistor is used to eliminate this disadvantage, which is sufficient is large in order to suppress the transient current error-free outside the time of normal operation, while the value of this protective series resistor becomes sufficiently small during normal operation.

In F i g. 3, welche einen Querschnitt durch einenIn Fig. 3, which shows a cross section through a

Halbleitergleichrichter zeigt, welcher die Merkmale der Erfindung verkörpert, ist 7 ein Schutzwiderstand, dessen Widerstandswert sich mit der Temperatur ändert und 8 ein Halbleiter-Gleichrichterelement. 9 ist ein Isolator, 10 und 11 sind äußere Leitungen und 12 ist ein Gehäuse. Wenn in den Gleichrichter-Semiconductor rectifier embodying the features of the invention, 7 is a protective resistor whose resistance value changes with temperature, and 8 is a semiconductor rectifying element. 9 is an insulator, 10 and 11 are outer leads, and 12 is a case. If in the rectifier

709 548/282709 548/282

kreis der F i g. 1 ein Widerstand, der die in F i g. 2 gezeigte Temperatur-Widerstands-Kennlinie hat, z. B. ein Thermistor (Heißleiter) als Schutzwiderstand 1 benutzt wird und wenn dieser Schutzwiderstand 1 in demselben Gehäuse eingeschlossen ist, in welchem auch das Halbleiter-Gleichrichterelernent 8 eingeschlossen ist, erzeugt während der Zeit normalen Betriebs das Halbleiter-Gleichrichterelement 2 selbst wegen seines eigenen Energieverbrauchs Wärme und macht die Innentemperatur im Gehäuse höher als diejenige vor dem Schließen des Schalters. Wenn ein Schutzwiderstand 1 so gewählt wird, daß er einen Widerstandswert hat, welcher groß genug ist, um als Schutz bei der Innentemperatur des Gehäuses vor dem Schließen des Schalters oder bei gewöhnlicher Temperatur zu wirken und so beschaffen ist, daß er einen genügend kleinen Widerstandswert hat, um während der Zeit normalen Betriebs die Spannungsregelung bei der dann herrschenden Innentemperatur des Gehäuses nicht unzulässig zu verschlechtern, dann wird also dieser Schutz-Vorwiderstand den Einschaltstromstoß ohne Versagen zu dem Zeitpunkt unterdrücken, wenn der Schalter geschlossen wird, während er bei normalem Betrieb praktisch keine Wirkung auf die Spannungsregelung hat.circle of F i g. 1 is a resistor that corresponds to that shown in FIG. 2 shown temperature-resistance characteristic, z. B. a thermistor (NTC thermistor) as a protective resistor 1 is used and if this protective resistor 1 is enclosed in the same housing in which the semiconductor rectifier element 8 is also included is generated during the time of normal operation, the semiconductor rectifier element 2 itself because of its own energy consumption heat and makes the internal temperature in the housing higher than the one before the switch closes. If a protective resistor 1 is chosen so that it has a Has resistance value which is large enough to protect against the internal temperature of the housing the closing of the switch or to act at ordinary temperature and is such that it has a sufficiently small resistance to allow voltage regulation during normal operation at the then prevailing internal temperature of the housing not to deteriorate inadmissibly, then So this protective series resistor will suppress the inrush current without failure at the time when the switch is closed, while it has practically no effect during normal operation has on the voltage regulation.

Claims

Claim:

Semiconductor rectifier with one enclosed in the housing of the rectifier element Protective resistor connected in series with the rectifier element, characterized in that that the resistance of the protective resistor has a negative temperature coefficient having.

Considered publications:
German Auslegeschrift No. 1 047 318,

063 713, 1,067 531;
French patents No. 1 157 698,

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1 sheet of drawings

709 548/282 3.67

Bundesdruckerei Berlin