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DE2026901A1 - Lichtgesteuerter Halbleiter Hoch spannungswandler - Google Patents

Lichtgesteuerter Halbleiter Hoch spannungswandler

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Publication number
DE2026901A1
DE2026901A1 DE19702026901 DE2026901A DE2026901A1 DE 2026901 A1 DE2026901 A1 DE 2026901A1 DE 19702026901 DE19702026901 DE 19702026901 DE 2026901 A DE2026901 A DE 2026901A DE 2026901 A1 DE2026901 A1 DE 2026901A1
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DE
Germany
Prior art keywords
light
receiving devices
semiconductor
light receiving
housed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19702026901
Other languages
English (en)
Inventor
Alexandr Deomidovich Eremin Viktor Iosifovich; Moskau. M Koval
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.)
V ELEKTROTEKHNICHESKY I IM
Original Assignee
V ELEKTROTEKHNICHESKY I IM
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Filing date
Publication date
Priority claimed from SU1335560A external-priority patent/SU277952A1/ru
Application filed by V ELEKTROTEKHNICHESKY I IM filed Critical V ELEKTROTEKHNICHESKY I IM
Publication of DE2026901A1 publication Critical patent/DE2026901A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F30/00—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors
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    • G—PHYSICS
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Description

Vsesojuzny Elektrotekhnichesky Institut imeni V. I. Lenina
LICHTGESTEOERTER HALELEITER-HOCHSPANUUNGS«
WANDLEH
Die vorliegende Erfindung besieht »ich auf HaXbleiter-Hochspannungawandler, insbesondere auf lichtgesteuerte Halbleiter-Hochspannungswandler·
Die erwähnten Wandler können weitgehend bei elektrischen Übertragungsleitungen Verwendung finden.
Es sind lichtgesteuerte Halbleiter-Hochspannungswandler bekannt, die Halbleiterventile mit Lichtempfangseinrichtun·» gen und ein auf diese einwirkendes Lichtverteilux^saysteia enthalten (siehe Patentschrift der Schweiz Nr. 462948 vom 15.-XX.68 "Schaltungsanordnung mit durch photoempflncüLiche Elemente gesteuerte» Krsftthyristoren").
109.808/1264 __
B@iaa Konstruieren von lichtgesteueften Haiti©it©r»HochüHigswanaierß bereitet b®"l?ä@S"£li@Si@ Schwerigk@iteß die der Lichtstrahl©» von d@r Lichtquelle as ü@n
und getoäsgter Bauart d@s Wandlers, Di© l@k®smt©n HalWL©!- ter^Hochspanimngswaxidler stellen In i®s* Eegel ©ine Säule aus Halfelötter¥©ntil©E hm* ols Eobr m±t mn äl©©ea
Jedoch sind solelne Halbleiterwasitler %ut Sohaffung ei nes ©iBfaefeeB Bnd kempaktsa Xiehtg@st@&e?tesi Hochspanimngs
glelelien BediesiiafijgeB "h@tfaä%n nnü ©i® koiipllgl®rt@s Lioht
äer v©s?ll@g©iai®ffi Izfiaiuag ist ©s ©inen liehtge steuerten HslljlQiter^HoehspaKiiöngsßgB^ler su konstruieren v äer elafaeli und &o©pa3ät ie Äaftem ist mafi ü© nutsisng fiffis Liehtst3r®ia@s ©ralSjglieiit „ lies oird äadurefe eF3?©i©Itt 9 iaS b©£ i©n
tile X&.UÜ ihr© IaIelit@Bf fasigseiiirielafjisagQia tmgslfö^iai, Klag©! MSt©2?ß©teiE®lä!t ist ΰ üQus&f&Xß® äi©
Des· SragIsoE^es3 ios WaB(äl©3?s Ismiaa sis teaiförmig©
PAD ORIGINAL
Splrale in voneinander isolierte Zellen einteilen, in welchen man die Halbleiterventile und ihre Lichtempfangseinrichtungen unterbringt· Hierbei ist es zweckmäßig den Tragkörper in ein Gehäuse einzuschließen» das den Tragkörper derart umfaßt, daß zwischen den Flächen der Spiralwindungen und der inneren Fläche des Gehauees ein Karml sum Durchströmen des Kühlmittels gebildet wird.
Das Lichtverteilungssystem kann einen innerhalb der Kußel untergebrachten und unmittelbar über Lichtkanäle mit den α* ich temp fangs einrieb tunken der Haltleiterventile verbundenen Lichtleiter und eine außerhalb des fandlers am £rdpotential liegende Lichtquelle enthalten.
Der gemäß Erfindung ausgeführte Halbleiter-Hoehspannungswandler löst erfolgreich die gestellten Aufgaben, hat relativ kleine Abmessungen, ist bequem im Betrieb und wird weitgehende Anwendung in Umformestationen für elektrische Übertragungsleitungen finden.
Zum besseren Verständnis des Erfindungswesens 1st nachstehend die eingehende Beschreibung eines vorzugsweisen Ausführungsbeispiels des Halbleiter-Hochspannungswandlers mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen gegeben. Ea zeigen:
Fig. 1 - die schematische Darstellung des Wandiertragin
körpers im Schnitt, mit^einer seiner Zellen angeordnetem Halbleiterventil mit Lichtempfangseinrichtung und Impulslichtquelle;
Flg. 2 - den in Flg. 1 gezeigten Tragkörper in axonometriseher Darstellung!
109108/1284
BAD OftlGfNAL
. 3 - den gleichen Tragkörper mit Lichtverteilungssystem, bestehend aus Lichtleiter und Lichtquelle„
Als Beispiel soll die Konstruktion eines Halbleiter-Hoch Spannungswandlers betrachtet werden^ dessen Elemente an dem in Fig. 1 und 2 gezeigten Tragkörper angeordnet sind.
Hus Fig. 1 und 2 geht hervor9 daß der Tragkörper ein aus Isolierstoff gefertigtes Band. 1 darstellt, das.in Form einer Kugelspirale mit gleichbleibender Steigung ausgeführt ist, deren Erreugende entlang dem Kugelradius gerichtet ist. Die Windungen der Spirale sind untereinander durch die Isolierstoffstege 2 verbunden, die die Spirale in einzelne· voneinander isolierte am Kugelumfang gelegene Zellen 3 einteilen. In jeder Zelle 3 sind die Halbleiterventile 4' (Thyristoren) und ihre lichtempfanjgseinrichtungen 5 untergebracht (Fig. 1 iiaö 2 zeigen nur eine einzige komplette ZeIIe)0
In fler Mitte des Tragkörpers ist ein Liehtverteilungs» system, gegebenenfalls eine Xenouspulslampe 6fl angeordnet. h Die Kühlung des Wandlers erfolgt durch Luft und kann sowohl als stille Kühlung, als awoh als Zwangsumlaufkühlung ausgeführt sein. Bei Zwangsumlamfkühlung wird der Tragkörper des Wandlers in dem Isolierstoffgehäuse 7 untergebracht. Die innere Fläche des Gehäuses 7 und die Oberflächen der Windungen bilden einen spiralförmigen Kanal at» Durchgang der eingeblasenen. Luft, die die Kühlkörper 8 der Thyristoren abkühlt. Die Thyristoren 4 und die Lichtesapfangseinrichtungen 5 sind in jeder Zelle 3 dterart angeordnet*
BAD ORIGINAL
-5- ■ ■
Lichtempfangseinrichtungen 5 dem Lichtverteilungssystem zugewandt sind, während sich die Kühlkörper 8 der Thyristoren
4 in der Zone des Kühlungskanals am Umfang de» Tragkörpers befinden. Der Wandler kann auch eine andere Kühlungsart haben. Das Lichtverteilungssystem kann entweder nur aus einer Lichtquelle, beispielsweise einer in der Mitte der Wandlerkugel untergebrachten Xenonlampe 6 gemäß fig. I oder aus einem spinnenförmigen Lichtleiter 9 (Fig. 3) mit Eingangspupille 10 und abzweigenden Lichtkanälen 11, die unmittelbar mit den Lichtempfangseinrichtungen 5 der thyristoren 4 verbunden sind, und einer Impulsquelle 12 bestehen. Bei der Ausführung des Lichtverteilungssystems nach der zweiten Variante wird der Lichtleiter 9, wie auch bei der oben beschriebenen ersten Variante, in der Mitte des Tragkörpers angeordnet, während die Impulslichtquelle 9 außerhalb des Wandlera am Erdpotential Platz findet· Der Lichtleiter 9 ist aus lichtleitenden Pasern von gleicher Länge ausgeführt. An dem einen Ende sind die Fasean zusammengedrückt, wobei die hierdurch gebildete Stirnfläche poliert ist und die Eingangspupille 10 des Lichtleiters darstellt. An dem anderen Ende sind die Paseßiin einzelne Bündel eingeteilt und bilden Lichtkanäle 11, deren Zahl der Anzahl der Halbleiterventile entspricht, wobei die Stirnfläche» aller Kanäle 11 gleichfalls poliert sind und jeder von diesen an der entsprechenden Lichtempfangseinrichtung
5 befestigt ist. Der Lichtleiter 9 und die Xenonlampe 6 kön-
109808/1284 bad oriqinai
nen Innerhalb des Tragkörpers tmt@r Zuhilfenahme irgendeiner ,außerhalb des Wandlers angeordneten umi-in das Innere des Tragkörpers hineingeführten Stütze (in Fig. 1 und 3 nicht mitgezeichnet) befestigt werden«
Die erste AusfUhrungsvariante d@s Xdchtverteilungs· systems wird zweckmäßig 'mi* einer zuverlässigen Impulslichtquelle mit großer L@ben»dauey und sphärisch©r Strahlungsfront betrieben« während die zweite Ausführungsvariante in Fäll en j, w© ein® leicht auswechselbare lichtquelle mit geringer Lebensdauer Verwendung findet, empfehlenswert ist.
Der beschriebene Halbleiter<=>Hoch3g@anungswandler funktioniert wie folgt»
B©i eier Ausführung des Lielitwerteiiuiagssysteias mit einer unmittelbar im Wandler abgeordnetem Itiehtquelle wird der von der lenoslampe δ aiasgehende Lichtstrois gleichmäßig auf die LicIiteiapfaiigseinfielitiingeH 5 vertdiltp in welehm die Llehtslgnale in alefetrisehe Signal® ungss@tit unü auf die Steuerelektrode» äer Thyristoren 4 s@g@lb@B weröea0 Di® Speisung aar Lamp© 6 kaan entweier ¥0© Eripoi@ntial ü^qs1 einen Isßliartraasforaatos1 ©äer v®ia einer aa ias därapfenS® EC°.6li®d des Wanilsrs C Kielt isitg©geiolim©t) aaseSilie.Sb©?©ra Leistöngs«
Bei äer Amertornns des* Isspuls-
der von der Lieht quelle 12 aasstralileiaä© in die Ein^anÄspupllle IO ä@s Isiehtleito^gj unä die liichtvertellungakaaäl© 11 ©,■©£ dl® LichtesBpfaiasssiiarie
BAD ORiGfWAL
tun#en 5 verteilt, in welchen die Liohtsipnale in elektrische Signale umgesetzt and auf die Steuerelektroden der Thyristoren 4 fjejseben werden.
<2ie
i>le Thyristoren 4, die1· Kraftelemente dee Wandlers dar-
stellen, sind untereinander in einer der allgemein bekannten Schaltungsarten verbunden, wobei als Kraftelemente auch !'"hotothyristoren verwendet werden können.
Der Wqndlersat« kann auch ohne Tragkörper ausgeführt werden. In diesen Falle können das steife System beispielsweise die Kühlkörper der Thyristoren bilden, die zu diesem Zweck hohl aus**<?i1ihrt werden.
BAD ORIGINAL

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    (l.J Lichtgesteuerter Hal-blelter-Hochspannungswanälers, der Halbleiterventile mit Lichtempfangseinriefctungen und
    ein iiiclitverteilungssystemg, das auf die erwähnten Iiichtempfangseinrichtungen einwirkt, enthält«, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterventile (4) und k ihre Lichtempfangseinriehtungen (5) kugelförmig angeordnet
    sind, während das Lichtverteilungssystem ^)zur maximalen Ausnutzung dessen LichtTomes innerhalb der gebildeten Kugel untergebracht ist.
    2· Halbleiter-Hochspannungswandler nach Anspruch I5, da
    d u 3? G h gekeanseichnetp cnaß die Halbleiter» ventila (4) und ihre Lichtempfangseinrichtungen iz). in dem als bandförmige Kugelspirale (l) aus Isolierstoff ausgeführten Tragkörper untergebracht sind9 wobei zwischen den Windungen der Spirale Verbindungsstelle (2) angeordnet sinds die die Spirale (l) in voneinander isolierte Zellen (3) einteilt, in welchen die erwähnten Halbleiterventile (4) und ihre Lichtempfangseinrlchtungen (5) untergebracht werden»
    3» Halbleiter-Hochspaanungswandler nach Anspruch 2S dadurch gekennzeichnet^ dal der Tragkörper des Wandlers mit einem Getiäuse (7) vers@ti@iä ist9 welches derart den Tragkörper tmfaßtj, daß ehe des Gehäuses (7) und den Flächen der ein Kanal gum Burehgang fies Kühlmittels gebildet
    1098Ö8/12SÄ - SAD ORIGINAL
    4. üalbleiter-Hochspannungswandler nach Anspruch 1, 2 und 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtverteilungssystem aus dem im Innern der Kugel angeordneten und unmittelbar über die Verteilungskanäle 11 mit den Lichtempfangseinrichtungen (5) der Halbleiterventile (4) verbundenen Lichtleiter (9) und der außerhalb des Wandlers an dem Erdpotential liegenden Impulslichtquelle Ö2), deren Licht auf den Lichtleiter (9) gerichtet ist, besteht.
    BAD ORIGlMAt
    0 S θ C 8 / 1 2 6 4
DE19702026901 1969-06-06 1970-06-02 Lichtgesteuerter Halbleiter Hoch spannungswandler Pending DE2026901A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU1335560A SU277952A1 (ru) 1969-06-06 Высоковольтный полупроводниковый преобразователь
SU1407851 1970-03-18

Publications (1)

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DE2026901A1 true DE2026901A1 (de) 1971-02-18

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ID=26665351

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DE19702026901 Pending DE2026901A1 (de) 1969-06-06 1970-06-02 Lichtgesteuerter Halbleiter Hoch spannungswandler

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CH (1) CH522974A (de)
DE (1) DE2026901A1 (de)
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AT331354B (de) * 1973-12-05 1976-08-25 Siemens Ag Oesterreich Zundeinrichtung fur eine anzahl von elektrischen ventilen, insbesondere von thyristoren
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SE359984B (de) 1973-09-10

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