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DE3120469C2 - Circuit arrangement to relieve electronic pairs of branches from the loss of energy when switching on and off - Google Patents

Circuit arrangement to relieve electronic pairs of branches from the loss of energy when switching on and off

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Publication number
DE3120469C2
DE3120469C2 DE19813120469 DE3120469A DE3120469C2 DE 3120469 C2 DE3120469 C2 DE 3120469C2 DE 19813120469 DE19813120469 DE 19813120469 DE 3120469 A DE3120469 A DE 3120469A DE 3120469 C2 DE3120469 C2 DE 3120469C2
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DE
Germany
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switch
relief
diode
cathode
circuit arrangement
Prior art date
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Expired
Application number
DE19813120469
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German (de)
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DE3120469A1 (en
Inventor
Rainer Dipl.-Ing. 3000 Hannover Marquardt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alstom Anlagen und Automatisierungstechnik GmbH
Original Assignee
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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Publication date
Application filed by Licentia Patent Verwaltungs GmbH filed Critical Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/081—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit
    • H03K17/0814—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the output circuit
    • H03K17/08144—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the output circuit in thyristor switches

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  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

Neben den ohnehin bei Ein- und Abschaltungsnetzwerken eines elektronischen, aus einem steuerbaren Schalter (Th) und einer ersten Freilaufdiode (D ↓f ↓1) gebildeten Zweigpaares notwendigen Elementen Einschaltentlastungsdrossel (L ↓e) und Abschaltentlastungskondensator (C ↓a) ist ein dritter Energiespeicher - ein unipolar betriebener Speicherkondensator (C ↓S ↓p) - vorgesehen, der die Energie der beiden Blindelemente (L ↓e) und (C ↓a) zeitweise zwischenspeichert. Die Energie dieses Speicherkondensators (C ↓S ↓p) wird nach dem Abschaltvorgang über eine zweite Freilaufdiode (D ↓f ↓2) in die Last geliefert. Das Umladen des Abschaltentlastungskondensators (C ↓a) erfolgt nach dem Einschalten des steuerbaren elektronischen Schalters (Th), wobei die Einschaltentlastungsdrossel (L ↓e) als Umschwingdrossel wirkt. Über eine Abschaltentlastungsdiode (D ↓a), eine Sperrdiode (D ↓s) und die zweite Freilaufdiode (D ↓f ↓2) besteht ein Schaltungspfad, der die Spannung am steuerbaren elektronischen Schalter (Th) nicht über die Gleichspannung (U ↓D) ansteigen läßt.In addition to the pair of branches, which are required for switching on and off networks of an electronic switch (Th) and a first free-wheeling diode (D ↓ f ↓ 1), there is a third energy storage device - A unipolar operated storage capacitor (C ↓ S ↓ p) - provided, which temporarily stores the energy of the two dummy elements (L ↓ e) and (C ↓ a). The energy of this storage capacitor (C ↓ S ↓ p) is supplied to the load via a second freewheeling diode (D ↓ f ↓ 2) after the shutdown process. The switch-off relief capacitor (C ↓ a) is recharged after the controllable electronic switch (Th) has been switched on, with the switch-on relief throttle (L ↓ e) acting as a reversing throttle. A switch-off relief diode (D ↓ a), a blocking diode (D ↓ s) and the second free-wheeling diode (D ↓ f ↓ 2) are used to create a circuit path that does not transfer the voltage at the controllable electronic switch (Th) via the direct voltage (U ↓ D) increases.

Description

— sie eine Kombination eines Ein- und Abschaltentlastungsnetzwerkes aufweist, ohne daß prinzipbedingte Verluste auftreten,- They are a combination of a switch-on and switch-off relief network without loss of principle due to the principle occurring,

— ein möglichst geringer Aufwand an Bauelementen, insbesondere auch eine Rückspeisung der gespeicherten Energien ohne Verwendung zusätzlicher steuerbarer elektronischer Schalter en eicht wird und- The least possible expenditure on components, in particular also a return of the stored ones Energies without the use of additional controllable electronic switches and

— Überspannungen, die den steuerbaren elektronischen Schalter beanspruchen, vermieden werden.- Overvoltages that stress the controllable electronic switch can be avoided.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.This object is achieved according to the invention by the features characterized in claim 1.

Bei der Schaltung nach der Erfindung ist also vorteilhafterweise ein dritter Energiespeicher — ein uniDolar betriebener SDeicherkondensator — vorgese-In the circuit according to the invention, a third energy store - a uniDolar operated storage capacitor - provided

hen, der die Energie der beiden grundsätzlich notwendigem Blindelemente Einschaltentlastungsdrossel und Abschaltentlastungskondensator lediglich zeitweise zwischenspeichert Die Energie dieses Speicherkondensators wird nach dem Abschaltvorgang nicht in Verlustenergie umgesetzt, sondern über die zweite Freilaufdiode nutzbringend in die Last geliefert Das Umladen des Abschaltentlastungskondensators erfolgt nach dem Einschalten des steuerbaren elektronischen Schalters, wobei die ohnehin benötigte Einschaltentlastungsdrossel als Umschwingdrossel wirkt Ober die neben der ersten Freilaufdiode vorhandenen Dioden besteht ein Schaltungspiad, der die Spannung am steuerbaren elektronischen Schalter nicht über die Speise-Gleichspannung ansteigen läßthen that the energy of the two is fundamentally necessary Dummy elements switch-on discharge choke and switch-off discharge capacitor only temporarily temporarily stored The energy of this storage capacitor is not in Dissipated energy implemented, but delivered usefully into the load via the second freewheeling diode The switch-off discharge capacitor is recharged after the controllable electronic one is switched on Switch, whereby the switch-on relief throttle, which is required anyway, acts as a reversing throttle In addition to the first free-wheeling diode, there is a circuit pad that controls the voltage on the controllable electronic switch can not rise above the DC supply voltage

Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 5 gekennzeichnet.Advantageous designs and developments of the invention are characterized in claims 2 to 5.

Wird aus Gründen einer freizügigeren Schaltungsdimensionierung ein getrennter Umschwingkreis eingeführt (Patentanspruch 3), führt der Schaltungspfad, der die Spannung am Schalter nicht über die Speise-Gleichspannung ansteigen läßt, über die zweite Abschaltentlastungsdiode und die zweite Freilaufdiode.Is used for reasons of a more permissive circuit dimensioning a separate oscillation circuit introduced (claim 3), leads the circuit path, the does not allow the voltage at the switch to rise above the DC supply voltage, via the second switch-off relief diode and the second freewheeling diode.

Bei einer Kapazität des Speicherkondensators, die wesentlich größer als die des Abschaltentlastungskondensators gewählt wird, ergibt sich vorteilhafterweise, daß die über die Speise-Gleichspannung hinausgehende Sperrspannungsbeanspruchung der ersten Freilaufdiode dadurch gering wird.With a capacitance of the storage capacitor that is significantly greater than that of the switch-off discharge capacitor is selected, the result is advantageously that the voltage going beyond the DC supply voltage The reverse voltage stress on the first freewheeling diode is thereby low.

Grundsätzlich die gleiche günstige Funktionsweise der Schaltungsanordnung nach der Erfindung ergibt sich, wenn die Polarität aller Dioden, des steuerbaren elektronischen Schalters und der Gleichspannungsquelle umgekehrt ist, also »positiver« Pol gegen »negativer« Pol und »Anode« gegen »Kathode« vertauscht sind.Basically the same favorable mode of operation of the circuit arrangement according to the invention results if the polarity of all diodes, the controllable electronic switch and the DC voltage source is reversed, i.e. "positive" pole versus "negative" Pole and "anode" are exchanged for "cathode".

Die Erfindung soll im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert werden. Es zeigtThe invention is explained below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing will. It shows

F i g. 1 ein Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung,F i g. 1 shows a basic circuit diagram of a circuit arrangement according to the invention,

F i g. 2 eine Schaltungsvariante mit veränderten Freilaufdiodenanschlüssen,F i g. 2 a circuit variant with modified free-wheeling diode connections,

Fig.3 eine Schaltungsvariante mit getrenntem Umschwingkreis,3 shows a circuit variant with a separate oscillation circuit,

Fig.4 eine Schaltungsvariante mit verändertem Anschluß des Abschaltentlastungskondensators,4 shows a circuit variant with a modified Connection of the switch-off relief capacitor,

F i g. 5 eine Schaltungsvariante mit gegenüber dem Prinzipschaltbild der Fig. 1 umgekehrter Polarität undF i g. 5 shows a circuit variant with the polarity reversed to that of the basic circuit diagram in FIG. 1, and FIG

Fig.6 eine Antiparallelschaltung zweier elektronischer Zweigpaare.6 shows an anti-parallel connection of two electronic Twig pairs.

\n F i g. 1 ist eine Gleichspannungsquelle gezeigt, zwischen deren positivem und negativem Pol eine Gleichspannung Ud besteht Zwischen den Polen liegt ein elektronisches Zweigpaar, das aus einem steuerbaren elektronischen Schalter Th, z. B. einem Thyristor und einer (ersten) Freilaufdiode Dn gebildet ist. \ n F i g. 1 is shown a DC voltage source, there is a direct voltage Ud between the positive and negative pole between the poles is an electronic branch pair, z of a controllable electronic switch Th. B. a thyristor and a (first) freewheeling diode Dn is formed.

In Serie zum steuerbaren elektronischen Schalter Th ist eine Einschaltentlastungsdrossel Le vorgesehen, die die Anstiegsgeschwindigkeit des Stromes durch den Schalter Th bei dessen Einschalten begrenzt. Ferner ist parallel zum Schalter Th cir. Abschaltentlastungskondensator Ca vorgesehen, der die AnstiegsgesiJnvir.digkeit der Blockierspannung am Schalter Th bei dessen Abschalten begrenzt.In series with the controllable electronic switch Th , a switch-on relief choke L e is provided, which limits the rate of rise of the current through the switch Th when it is switched on. Furthermore, parallel to the switch Th cir. Shutdown relief capacitor Ca is provided, which limits the increase in voltage of the blocking voltage at the switch Th when it is switched off.

Zur Entlastung dieser Schaltungsanordnung von der Verlustenergie beim Ein- und Abschaltvorgang des Schalters Th sind gemäß der Erfindung folgende Maßnahmen erforderlich:According to the invention, the following measures are required to relieve this circuit arrangement of the energy lost when the switch Th is switched on and off:

An die mit dem negativen Pol der Gleichspannungsquelle Ud verbundene Anode der Freilaufdiode Dn des Zweigpaares (erste Freilaufdiode) ist die Anode einer zweiten Freiluufdiode Dr2 angeschlossen. Zwischen den Kathoden der ersten und der zweiten Freilaufdiode Dn und Df2 ist ein unipolar betriebener Speicherkondensator Csp geschaltet Die Kathode der ersten Freilaufdiode Dr, ist über die Einschaltdrossel Lcmh der Kathode des steuerbaren elektronischen Schalters Th verbunden. Dessen Kathode ist außerdem an die Kathode einer Abschaltentlastungsdiode Da angeschlossen, deren Anode über den Abschaltentlastungskondensator C3 an den positiven Pol der Gleichspannungsquelle Uo angeschlossen ist Die Anode des Schalters Th liegt direkt ebenfalls an dem positiven Pol der Gleichspannungsquelle Ud- Zwischen die Anode der Abschaltentlastungsdiode Dj und die Kathode der zweiten Freilaufdiode Df2 ist eine Sperrdiode Ds mit Durchlaßrichtung zur Abschaltentlastungsdiode D3 geschaltetTo the connected to the negative pole of the DC voltage source Ud anode of the freewheeling diode Dn of the pair of arms (first freewheel diode), the anode of a second Freiluufdiode Dr2 is connected. A unipolar operated storage capacitor Csp is connected between the cathodes of the first and second freewheeling diode Dn and Df2. The cathode of the first freewheeling diode Dr is connected to the cathode of the controllable electronic switch Th via the switch-on inductor L c mh . Whose cathode is also connected to the cathode of a Abschaltentlastungsdiode D a, the anode of which is connected via the switching-off C 3 to the positive pole of the DC voltage source Uo The anode of the switch Th is directly also to the positive pole of the DC voltage source Ud between the anode of Abschaltentlastungsdiode Dj and the cathode of the second freewheeling diode Df2 is a blocking diode D s connected to the forward direction to the switch-off relief diode D 3

Der Anschluß des aus der Gleichstromquelle Ud über den elektrischen Schalter Th gespeisten Verbrauchers kann wahlweise — wie in den Zeichnungen angegeben — an den mit A oder B bezeichneten Punkten erfolgen. Darüber hinaus ist der Anschluß an eine Anzapfung der Einschaltentlastungsinduktivität Lc möglich. Weitere mögliche Anschlußpunkte ergeben sich, wenn die Einschaltentlastungsinduktivität aus der Reihenschaltung mehrerer Induktivitäten gebildet wird. Dadurch ergeben sich jedoch keine grundlegenden Vorteile. Diese Wahlmöglichkeiten hinsichtlich des Anschlusses für den Laststrom bestehen, weil im allgemeinen in Reihe mit der Last eine nennenswerte Induktivität vorhanden ist. Falls dies nicht zuträfe, wären die Freilaufdioden überflüssig und der Einsatz eines Zweigpaares zum Schalten wäre nicht sinnvoll.The connection of the consumer fed from the direct current source Ud via the electrical switch Th can optionally - as indicated in the drawings - take place at the points designated with A or B. In addition, the connection to a tap of the switch-on relief inductance L c is possible. Further possible connection points arise when the switch-on relief inductance is formed from the series connection of several inductances. However, there are no fundamental advantages to this. These choices with regard to the connection for the load current exist because there is generally an appreciable inductance in series with the load. If this were not the case, the freewheeling diodes would be superfluous and the use of a pair of branches for switching would not make sense.

Der als dritter Energiespeicher vorgesehene, nur unipolar betriebene und in seiner Kapazität gegenüber dem Abschaltentlastungskondensator C3 groß bemessene Speicherkondensator Csp, speichert die Energie der beiden grundsätzlich notwendigen Blindelemente Lc und G zeitweise zwischen. Diese gespeicherte Energie wird nach dem Abschaltvorgang über die zweite Freilaufdiode Df 2 in die Last geliefert. Das Umladen des Abschaltentlastungskondensators C3 erfolgt dann nach dem Einschalten des steuerbaren elektronischen Schalters Th, wobei die ohnehin benötigte Einschaltentlastungsdrossel Lc als Umschwingdrossel wirkt. Zusätzlich besteht über die Dioden D3, D5 und Dr2 ein Schaltungspfad, der die Spannung am steuerbaren elektronischen Schalter Th nicht über die Gleichspannung LO ansteigen läßt.The storage capacitor Csp, which is provided as a third energy store, is only operated in a unipolar manner and has a large capacity compared to the switch-off discharge capacitor C 3, temporarily stores the energy of the two basically necessary reactive elements L c and G. This stored energy is supplied to the load via the second freewheeling diode Df 2 after the switch-off process. The switch-off relief capacitor C 3 is then recharged after the controllable electronic switch Th has been switched on, with the switch-on relief throttle Lc , which is required anyway, acting as a reversing throttle. In addition, there is a circuit path via the diodes D 3 , D 5 and Dr2, which does not allow the voltage at the controllable electronic switch Th to rise above the DC voltage LO.

Abweichend von der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 ist bei der in F i g. 2 gezeigten Schaltungsvariante die Anode der ersten Freilaufdiode Dn nicht mit dem negativen Pol der Gleichspannungsquelle Ud, sondern mit der Kathode der zweiten Freilaufdiode Df2 verbunden. Hierbei ergeben sich allerdings geringfügig erhöhte Durchlaßverluste infolge der Reihenschaltung beider Freilaufdioden Dn und Dn. Notwithstanding the circuit arrangement according to FIG. 1 is in the case of FIG. 2, the anode of the first freewheeling diode Dn is not connected to the negative pole of the DC voltage source Ud, but rather to the cathode of the second freewheeling diode Df2 . However, this results in slightly increased forward losses due to the series connection of the two free-wheeling diodes Dn and Dn.

Die in der Fig. 3 gezeigte Schaltungsvariante weist direkt in Reihe mit der Sperrdiode D5 als eine weitere Induktivität eine Umschwingdrossel L1, auf. Zusätzlich ist mit ilcr Kathode der zweiten Freilaufdiode Df2 die Anode einer zweiten Abschaltentlastungsdiode Da2 verbunden. Deren Kathode liegt an der Kaihcd? des steuerbaren elektronischen Schalters Th. The circuit variant shown in FIG. 3 has a reversing choke L 1 directly in series with the blocking diode D 5 as a further inductance. In addition, the anode of a second switch-off discharge diode D a 2 is connected to the cathode of the second freewheeling diode Df2. Whose cathode is on the Kaihcd? of the controllable electronic switch Th.

Diese neu eingefügten Elemente bilden aus Gründen einer freizügigeren Schaltungsdimensionierung einenThese newly inserted elements form one for reasons of more permissive circuit dimensioning

getrennten Umschwingkreis. Die Einführung des getrennten Umschwingkreises für die Umladung des Abschaltentiastungskondensators C-, ermöglicht es, die Amplitude des Umschwingstromes, der den steuerbaren elektronischen Schalter Th nach dessen Einschaltvor- r, gang zusätzlich belastet, beliebig zu reduzieren.separate oscillation circuit. The introduction of the separated Umschwingkreises for the transhipment of Abschaltentiastungskondensators C-, makes it possible the amplitude of the Umschwingstromes, the r the controllable electronic switch Th after its Einschaltvor-, gear additional load, as desired to reduce.

Der Schaltungspfad, der die Spannung am Schalter Th nicht über die Gleichspannung Un ansteigen läßt, führt in diesem Fall über die Dioden D„ 2 und Df 2. The circuit path, which does not allow the voltage at the switch Th to rise above the direct voltage Un , leads in this case via the diodes D 2 and Df 2.

In Fig.4 ist eine Schaltungsvarianie dargestellt, bei der die eine Elektrode des Abschaltentlastungskondensators Ca statt an den positiven Pol der Gleichspannungsquelle Ud (vgl. Fig. 1) mit dem negativen Pol verbunden ist.FIG. 4 shows a circuit variant in which one electrode of the switch-off discharge capacitor Ca is connected to the negative pole instead of the positive pole of the direct voltage source Ud (see FIG. 1).

Fig.5 zeigt die Schaltung nach Fig. I bei Umkehr \j der Polarität aller Dioden, des steuerbaren elektronischen Schalters 77? und der Gleichspannung Uo- 5 shows the circuit of FIG. I in reverse \ j of the polarity of all the diodes, the controllable electronic switch 77? and the direct voltage Uo-

Kombinationen mehrerer erfindungsgemäßer Schaltungsanordnungen lassen sich in Form von Antiparallel- und/oder Brückenschahungen zur Erzielung eines Mehrquadrantenbetriebes einsetzen. Entsprechende Schaltungen werden zum Beispiel für das elektronische Nutzbremsen oder Reversieren von Gleichstrommotoren sowie in selbstgeführten Wechselrichtern benötigt.Combinations of several inventive circuit arrangements can be in the form of anti-parallel and / or use bridges to achieve multi-quadrant operation. Appropriate Circuits are used, for example, for electronic regenerative braking or reversing DC motors as well as in self-commutated inverters.

Fig.6 zeigt eine Antiparallelschaltung einer erfindungsgemäßen Schallungsanordnung entsprechend Fig. 1 mit einer solchen nach Fig. 5. Eine derartige Schaltung ermöglicht beide Richtungen des Laststromes /,.. Bei Amiparallelschaltungen besteht die Notwendigkeit, die beiden Zweigpaare durch Verwendung von Entkopplungs-Dioden D* und/oder Induktivitäten — sogenannte Querdrosseln Lt — zu entkoppeln. Dadurch wird verhindert, daß sich Kapazitäten aus der Beschallung des einen Zweigpaares beim Einschaltvorgang des anderen Zweigpaares kurzschlußartig entladen können.6 shows an anti-parallel connection of a sound arrangement according to the invention according to FIG. 1 with one according to FIG. and / or inductances - so-called transverse chokes Lt - to be decoupled. This prevents capacitances from the sound exposure of one branch pair from being discharged like a short circuit when the other branch pair is switched on.

Für die Verwendung der Maßnahmen nach der Erfindung bei Antiparalleischaltungen ist die in F i g, 6 dargestellte Kopplung günstig. Die Induktivität der Querdrossel Lk braucht nur in der Größenordnung der Einschaltentlastungsinduktivitäten Lc gewählt zu werden. Bei entsprechender Steuerung der Zweigpaare könnte sie völlig entfallen. Sie sollte jedoch aus Sicherheitsgründen, insbesondere zur Kurzschlußstrombegrenzung bei Störungsfällen, vorgesehen werden. The coupling shown in FIG. 6 is favorable for the use of the measures according to the invention in anti-parallel circuits. The inductivity of the transverse choke Lk only needs to be selected in the order of magnitude of the switch-on relief inductances L c . With appropriate control of the branch pairs, it could be completely omitted. However, it should be provided for safety reasons, in particular to limit the short-circuit current in the event of a malfunction.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (5)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Schaltungsanordnung für ein zwischen den Polen einer Gleichspannungsquelle (Ud) liegendes elektronisches Zweigpaar, das aus einem steuerbaren elektronischen Schalter (Th) und einer Freilaufdiode (Dn) gebildet ist, zur Entlastung von der Verlustenergie beim Ein- und Abschaltvorgang, mit einer die Anstiegsgeschwindigkeit des Stromes durch den steuerbaren elektronischen Schalter (Th) bei dessen Einschaltvorgang begrenzenden Einschaltentlastungsdrossel (U) und einem die Anstiegsgeschwindigkeit der Blockierspannung am steuerbaren elektronischen Schalter (Th) bei dessen Abschaltvorgang begrenzenden Abschaltentlastungskondensator (C,), dadurch gekennzeichnet, 1. Circuit arrangement for an electronic pair of branches located between the poles of a DC voltage source (Ud) , which is formed from a controllable electronic switch (Th) and a freewheeling diode (Dn) , to relieve the loss of energy when switching on and off, at a rate of increase of the current through the controllable electronic switch (Th) during its switch-on process limiting switch-on relief choke (U) and a switch-off relief capacitor (C,) which limits the rate of rise of the blocking voltage at the controllable electronic switch (Th) during its switch-off process, characterized in that daß an die mit dem negativen Pol der Gleichspannungsquelle (Ud) verbundene Anode der (erstgenannten) Freilaufdiode (Dn) die Anode einer zweiten Freilaufdiode (DrJ) angeschlossen ist und zwischen den Kathoden der ersten und der zweiten Freilaufdiode ein Speicherkondensator (CsP) angeschlossen ist,that the anode of a second free-wheeling diode (DrJ) is connected to the anode of the (first-mentioned) free-wheeling diode (Dn ) connected to the negative pole of the DC voltage source (Ud) and a storage capacitor (Cs P ) is connected between the cathodes of the first and second free-wheeling diode , daß die Kathode der ersten Freilaufdiode über die Einschaltentlastungsdrossel (Le) mit der Kathode des steuerbaren elektronischen Schalters (Th) verbunden ist, an dessen Kathode außerdem die Kathode einer Abschaltentlastungsdiode (D3) angeschlossen ist, deren Anode über den Abschaltemlastungskondensator (C,) mit dem positiven Pol der Gleichspannungsquelle (Ud), an den auch die Anode des steuerbaren elektronischen Schalters angeschlossen ist, verbunden ist, und
daß die Anode der Abschaltentlastungsdiode (D3) mit der Kathode einer Sperrdiode (D5) verbunden ist, deren Anode auf die Kathode der zweiten Freilaufdiode (Di2) führt (F i g. 1).that the cathode of the first freewheeling diode is connected via the switch-on relief choke (L e ) to the cathode of the controllable electronic switch (Th) , to whose cathode the cathode of a switch-off relief diode (D 3 ) is also connected, the anode of which is connected via the switch-off load capacitor (C,) is connected to the positive pole of the DC voltage source (Ud), to which the anode of the controllable electronic switch is also connected, and
that the anode of the switch-off relief diode (D 3 ) is connected to the cathode of a blocking diode (D 5 ) , the anode of which leads to the cathode of the second freewheeling diode (Di 2 ) (FIG. 1). 2. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode der ersten Freilaufdiode statt mit dem negativen Pol der Gleichspannungsquelle (Ud) mit der Kathode der zweiten Freilaufdiode (Dr2) verbunden ist (F i g. 2).2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the anode of the first freewheeling diode is connected to the cathode of the second freewheeling diode (Dr 2 ) instead of the negative pole of the DC voltage source (Ud) (F i g. 2). 3. Schaltungsanordnung nach einem der Patentansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar in Reihe mit der SperrdiodefDs) eine Umschwingdrossel (Lu) eingefügt ist und daß mit der Kathode der zweiten Freilaufdiode (Dr2) die Anode einer zweiten Abschaltentlastungsdiode (D112) verbunden wird, deren Kathode an die Kathode des steuerbaren elektronischen Schalters (Th) angeschlossen ist (F i g. 3).3. Circuit arrangement according to one of claims 1 and 2, characterized in that a reversing throttle (L u ) is inserted directly in series with the blocking diodeefD s ) and that with the cathode of the second freewheeling diode (Dr 2 ), the anode of a second switch-off relief diode (D 112 ) , the cathode of which is connected to the cathode of the controllable electronic switch (Th) (FIG. 3). 4. Schaltungsanordnung nach einem der Patentansprüche 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode des Abschaltentlastungskondensators (C,) nicht mit dem positiven Pol der Gleichspannungsquelie (Uu), sondern, mit deren negativen Pol oder mit einem anderen Schaltungspunkt, der gegenüber den genannten Punkten eine weitgehend konstante Potentialdifferenz aufweist, verbunden ist.4. Circuit arrangement according to one of claims 1, 2 or 3, characterized in that the electrode of the switch-off relief capacitor (C,) not with the positive pole of the DC voltage source (Uu), but with its negative pole or with another circuit point opposite the points mentioned has a largely constant potential difference, is connected. 5. Schaltungsanordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität des Speicherkondensators (CsP) groß gegenüber der Kapazität des Abschaltentlastungskondensators (Ca) bemessen ist.5. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the capacitance of the storage capacitor (Cs P ) is large compared to the capacitance of the switch-off relief capacitor (C a ) . Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige Schaltungsanordnung ist z. B. aus der DE-OS 26 44 715 bekannt.The invention relates to a circuit arrangement according to the preamble of claim 1. A such circuit arrangement is z. B. from DE-OS 26 44 715 known. Beim Betrieb von Leistungshalbleitern als elektronische Schalter in Stromrichterschaltungen müssen bekanntlich außer den Größen Durchlaßstrom und Sperrspannung auch deren Änderungsgeschwindigkeiten beim Einschalt- bzw. Abschaltvorgang unterhalb gewisser Grenzwerte gehalten werden, um Fehlfunktionen oder Zerstörung zu vermeiden. Die für diese Aufgabe benötigten Beschaltungen aus Blindelementen, Dioden, linearen und nichtlinearen Widerständen haben bei zweckmäßiger Ausgestaltung die günstige Wirkung, auch die Spitzenverlustleistung, die während der Schaltvorgänge in den steuerbaren Halbleiterschaltern auftritt, zu reduzieren. Dieser Entlastungseffekt ist insbesondere wegen der hieraus resultierenden Verminderung der mittleren Verlustleistung, die bei periodischem Schaltbetrieb zur Erwärmung des Halbleitersystems führt, sehr erwünschtWhen operating power semiconductors as electronic switches in converter circuits As is well known, in addition to the quantities of forward current and reverse voltage, their rate of change is also known are kept below certain limit values during the switch-on or switch-off process in order to prevent malfunctions or avoid destruction. The wiring of dummy elements required for this task, Diodes, linear and non-linear resistors have the beneficial effect when designed appropriately, also the peak power loss that occurs during the switching processes in the controllable semiconductor switches occurs to reduce. This relief effect is due in particular to the resulting reduction the mean power loss that causes the semiconductor system to heat up during periodic switching operation leads, very welcome Bei konventionellen Beschaltungsnetzwerken müssen jedoch die in den Blindelementen gespeicherten Energien in linearen oder nichtlinearen Widerständen in Wärme umgesetzt werden, so daß die Verluste letztlich nur verlagert werden (DE-OS 21 28 454).With conventional wiring networks, however, the ones stored in the dummy elements must Energies in linear or non-linear resistances are converted into heat, so that the losses ultimately can only be relocated (DE-OS 21 28 454). In den DE-OS 26 39 589 und 26 41 183 sind hingegen Lösungen für Abschaltentlastungsnctzwerke angegeben, die ohne prinzipbedingte Verluste arbeiten. In der eingangs genannten DE-OS 26 44 715 werden außerdem Netzwerke zur Einschaltentlastung und Kombination dieser mit Abschaltentlastungsnetzwerken angegeben. Die dargestellten Einschaltentlastungen arbeiten jedoch mit Umsetzung der gespeicherten Energien in thermische Verluste. Ebenso gelingt es mit den kombinierten Ein- und Abschaltentlastungsnetzwerken nicht, prinzipbedingte Verluste zu vermeiden. Auch ist der Schaltungsaufwand hoch.In the DE-OS 26 39 589 and 26 41 183, however, solutions for shutdown relief networks are given, that work without any losses inherent in the principle. In the aforementioned DE-OS 26 44 715 are also Networks for switch-on relief and combination of these with switch-off relief networks are specified. However, the switch-on reliefs shown work with conversion of the stored energies into thermal losses. It is also possible with the combined switch-on and switch-off relief networks not to avoid losses inherent in principle. The circuit complexity is also high. Weitere elektronische Schaltungen zur Rückspeisung der gespeicherten Energie vorzusehen, zum Beispiel in Form von Gleichstromstellern (DE-OS 26 44 715, Anspruch 9), erfordert erheblichen zusätzlichen Aufwand und stellt zudem nur eine Verschiebung der Probleme dar.Provide further electronic circuits for feeding back the stored energy, for example in The form of DC choppers (DE-OS 26 44 715, claim 9) requires considerable additional effort and also only represents a postponement of the problems. Auch tritt bei den bekannten Einschaltentlastungsnetzwerken beim Abschaltvorgang des steuerbaren elektronischen Schalters an diesem prinzipbedingtAlso occurs in the known switch-on relief networks when the controllable switch-off process electronic switch on this due to the principle Überspannung auf.Overvoltage on. Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die eingangs angegebene Schaltungsanordnung derart zu gestalten, daßThe present invention is therefore based on the object of the initially specified circuit arrangement to be designed in such a way that
DE19813120469 1981-05-20 1981-05-20 Circuit arrangement to relieve electronic pairs of branches from the loss of energy when switching on and off Expired DE3120469C2 (en)

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