DE2003775A1 - Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Zuendimpulsen - Google Patents

Description

• Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Zündimpulsen Für die Zündung von steuerbaren Stromrichterventilen, insbesondere von Thyristoren, werden Zündimpulse mit einer möglichst großen Steilheit und Höhe verlangt. Das gilt besonders fur'die Reihen- oder Parallelschaltung von Thyristoren.
• Bei der Reihenschaltung ist ein gleichzeitiges Zünden der Thyristoren erforderlich, damit der zuletzt gezündete Thyristor nicht mit Uberspannung beansprucht wird. Bei der Parallelschaltung darf der zuerst gezündete Thyristor nicht strommässig überlastet werden. Nach dem Zünden der Thyristoren soll außerdem die Zündbereitschaft noch einige Mikrosekunden erhalten bleiben, weil die Thyristoren durch Stromschwingunget leicht verlöschen können. In der Praxis werden daher Zündimpulse verwendet, wie sie in Figur 1 der Zeichnung dargestellt sind. Da die eigentlichen Impulserzeuger (Steuersätze) meistens ein relativ leistungsscbwaches Ausgangssignal liefern, ist diesen Impulserzeugern im allgemeinen ein Impulsverstärker nachgeschaltet,in dem der vom Impulserzeuger gelieferte Impuls leistungsmässig verstärkt und auf die gewünschte in Figur 1 dargestellte Form gebracht wird. Bekannte Impulsverstärker enthalten für die Impulsverstärkung Thyristoren oder Transistoren. Transistoren werden dabei jedoch nur in einem begrenzten Leistungsbereich eingesetzt, weil ihre Schaltleistung nicht beliebig gesteigert werden kann. In der Siemens-Zeitschrift, März 1965, Seite 187, Bild 4 ist ein Transistoren verwendender Impulsverstärker dargestellt. Für größere Leistungen werden als Verstärkerelemente Thyristoren bevorzugt. Diese haben aber den Nachteil, daß sie entsprechend der geforderten Zündimpulsbreite nach einer bestimmten Zeit wieder zwangsweise gelöscht werden müssen. Das erfolgt üblicherweise durch Schwingkreise oder durch besondere Löschschaltungen, die im allgemeinen aus einem aufgeladenen Kondensator bestehen, der dem zu löschenden Thyristor mit Hilfe weiterer Hilfsthyristoren parallelgeschaltet wird. Entsprechende Anordnungen sind aus der deutschen Patentschrift 1 206 999 und aus der Dis 1 250 870 bekannt. Der Aufwand dieser bekannten Anordnungen ist relativ groß und soll durch die Erfindung vermieden werden. Demzufolge betrifft die Erfindung eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Zündimpulsen mit einer hohen steilen Spitze und einem Impulsrücken zur Zündung von steuerbaren Stromrichterventilen, in der mindestens eine Zündspannungsquelle, ein Thyristor und die Primärwicklung eines Impulsübertragers, über dessen Sekundärwicklung den steuerbaren Stromrichterventilen die Zündimpulse zuführbar sind, in Reihe geschaltet sind. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß den Thyristor mindestens ein Transistor parallelgeschaltet ist, der je nach Impulsspitzenbreite etwas später als der Thyristor stromdurchlässig geschaltet wird, und daß zwischen der Zündspannungsquelle und dem Impulsübertrager eine in Durchlaßrichtung gepolte Diode angeordnet ist, welcher ein Kondensator parallel geschaltet ist, der auf eine die Diode sperrende Polarität aufgeladen ist. Der Thyristor übernimmt den steilen und hohen Impulsspitzenstrom, während der oder die Transistoren den niedrigeren aber dafür länger fliessenden Rückenstrom - übernehmen.
• An Rand der Figuren, die ein Ausführungsbei'spiel des Gegenstandes der Erfindung und Ausgestaltungen der Erfindung veranschaulichen, soll der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke näher erläutert werden.
• In Fig. 1 ist die gewünschte Impulsform dargestellt.
• Fig. 2 gibt den prinzipiellen Aufbau einer Schaltungsanordnung gemaß der Erfindung wieder. In Fig. 3 sind die im Thyristor und den Transistoren fliessenden Ströme dargestellt.
• Fig. 4 gibt den zu Bufbau eines weiteren Ausführungsbeispieles gemäß der Erfindung wieder.
• In Fig. 2 sind eine Zündspannungsquelle 9, hier eine Batterie, ein Thyristor 2, dem. ein Transistor 3 parallelgeschaltet ist, und die Primärwicklung eines Impulsübertragers 4 in Reihe geschaltet. tber die Sekundärwicklung'dieses Impulsübertragers werden den zu zündenden steuerbaren Stromrichterventilen die benötigten Zündinpulse zugeführt. Diese steuerbaren Stromrichterventile und deren Beschaltung sind nicht besonders dargestellt. Zwischen der Zündspannungsquelle 9 und der Primärwicklung des Impulsübertragers 4: ist eine in Durchlaßrichtung gepolte Diode 5 angeordnet. Dieser Diode ist ein Kondensator 6 parallelgeschaltet. Der Kondensator ist auf eine die Diode sperrende Polarität aufgeladen.
• Dem Kondensator 6 ist über eine Impedanz 7 eine Zusatzspannungsquelle 8 parallelgeschaltet. Der vom nicht dargestellten Steuersatz abgegebene Steuerimpuls wird einer Einrichtung 1 zugeführt. Diese Einrichtung 1 kann beispielsweise eine Eippstufe enthalten, mit deren Hilfe der Eingangs impuls auf eine bestimmte einstellbare Länge gebracht werden kanrqund ein Verzögerungsglied, mit dem der auf die gewünschte Länge gebrachte Impuls verzögert weitergeleitet werden kann. Diese Einrichtung 1 ist so ausgebildet, daß sie den vom Steuersatz abgegebenen Impuls dem Thyristor 2 unverzögert zuführt, wohingegen der Transistor 3 erst nach einer bestimmten Verzögerungszeit, die durch die gewünschte Impulaspitzenbreite gegeben ist, durchgeschaltet wird. Nach dem Durchzünden des Thyristors 2 entlädt sich der aufgeladene Kondensator 6 über die Primärwicklung des Inpulsübertragers 4. ueber den Thyristor 2 und den Impulsübertrager 4 fließt der in Fig. 3 dargestellte Strom i Die Höhe dieses Stromes ist durch die Spannung des Kondensators 6 und die Spannung der dazu in Reihe liegenden Zundapannungsquelle 9 einerseits und durch die Impedanz des Impulsübertragers 4 andererseits bestimmt.
• Entsprechend der Entladung des Kondensators 6 klingt der Impulsstron ab. Nach dem Abklingen der Impulsspitze wird der Transistor 3 durch die Einrichtung 1 durchgeschaltet.
• Der aus der Zündspannungsquelle 9 über die Diode 5 und den Impulsübertrager 4 fließende Strom wird dann von den Thyristor 2 auf den Transistor 3 kommutiert, weil der Spannungsabfall des Transistors 3 niedriger ist als der dqs Ehyristors 2. Sobald der durch den Thyristor 2 fließende Strom i den sogenannten Haltestrom unterschreitet, verlischt der Thyristor 2. Die Dauer des durch den Transistor 3 fließenden Impulsrückens i2 wird durch die Einrichtung 1 bestimmt, die den Steuerstrom des Transistors 2 nach der gewünschten Impulsdauer unterbricht. Falls mehrere steuerbare Stromrichterventile gleichzeitig gezündet werden müssen, z.B. bei mehreren in Reihe geschalteten oder parallelgeschalteten Stromrichterventilen, reicht die Schaltleistung eines einzigen Transistors u.U. nicht mehr aus. In diesem Fall werten zwei oder mehrere Transistoren parallelgeschaltet. In Fig. 4 ist eine entsprechende Anordnung dargestellt. Zur besseren Stromaufteilung-auf die parallelgeschalteten Transistoren 31 und 32 sind die Emitterwiderstänle 11 und 12 vorgesehen. Um den Thyristor 2 sicher zu sperren, ist eine zusätzliche Spannungsquelle 10 mit einer im Vergleich zur Zündspannungsquelle 9 niedrigen Spannung vorgesehen. Die Höhe der Spannung kann einige Volt betragen. Diese Spannungaquglle liegt in Reihe zum bzw. zu den parallelgeschalteten Transistoren und ist so gepolt, -daß am Thyristor 2 bei leitendem Transistor eine negative Spannung anliegt. Die Spannung dieser zusätzlichen Spannungs quelle 10 uß geringfügig größer sein als die Spannungsabfälle an den Emitterwiderständen 11 und 12 und den Durchlaßspannungsabfällen der Transistoren 31 bzw. 32.
• Diese geringe am~Thyristor 2 liegende negative Sperrspannung ist ausreichend, weil die Sperrzeit etwa der Impulsbreite entspricht. Diese zusätzliche niedrige Spannung ist nicht nur bei einer Anordnung gemäß Fig. 4 von Vorteil. Auch bei einer Anordnung mit nur einem parallelgeschalteten Transistor wirkt sie sich vorteilhaft aus.
• Die beanspruchten Schaltungsanordnungen vereinen die Vorteile des Thyristors, nämlich die Schaltbarkeit hoher Leistung und niedriger Preis, mit den Vorteilen des Transistors, nämlich einfache Sperrmöglichkeit. Da die aufwendigen Löschkreise für den Thyristor vermieden werden und auch keine besonderen Schwingkreise erforderlich sind, ist der wirtschaftliche Vorteil erheblich.
• 6 Seiten Beschreibung, 4 Patentanspruche und 1 Blatt Zeichnungen mit 4 Figuren

Claims (4)

1. Patentansprüche: 0 Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Zündimpulsen mit einer hohen steilen Spitze und einem 1mpulsrüc'ken zur Zündung von steuerbaren Stromrichterventilen, in der mindestens eine Zündspannungsquelle, ein Thyristor und die Frimärwicklung eines Impulsübertragers, über dessen Sekundärwicklung den steuerbaren Stromrichterventilen die Zündimpulse zuführbar sind, in Reihe geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß dem Thyristor (2) mindestens ein Transistor (3, 31, 32) parallelgeschaltet ist, der je nach Impulsspiizenbreite etwas später als der Thyristor stromdurchlässig gesteuert wird, und daß zwischen der Zündspannungsquelle (9) und dem Impulsübertrager t4) eine in Durchlaßrichtung gepolte Diode (5) angeordnet ist, welcher ein Kondensator (6) parallelgeschaltet ist, der auf eine die Diode (53 sperrende Polarität aufge laden ist.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zum parallelgeschalteten Transistor (3 bzw. 31,32)eine zusätzliche Spannungquelle (10) mit einer im Vergleich zur Zündspannungsquelle (9) niedrigen Spannung angeordnet ist, die so gepolt ist, daß am Thyristor (2) bei leitendem Transistor (3. 31, 32) eine negative Spannung anliegt.
3. 3. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kondensator (6) über eine Impedanz (7) eine Zusatzspannungsquelle (8) parallelgeschaltet ist.
4. 4. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von mehreren parallelgeschalteten Transistoren (31,32) zur besseren Stromaufteilung Emitterwiderstände (11,12) vorgesehen sind.