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DE3603050A1 - Semiconductor circuit arrangement - Google Patents

Semiconductor circuit arrangement

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Publication number
DE3603050A1
DE3603050A1 DE19863603050 DE3603050A DE3603050A1 DE 3603050 A1 DE3603050 A1 DE 3603050A1 DE 19863603050 DE19863603050 DE 19863603050 DE 3603050 A DE3603050 A DE 3603050A DE 3603050 A1 DE3603050 A1 DE 3603050A1
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DE
Germany
Prior art keywords
thyristor
switched
effect transistor
arrangement
power semiconductor
Prior art date
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DE19863603050
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German (de)
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DE3603050C2 (en
Inventor
Johannes Dr Ing Nestler
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.)
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Original Assignee
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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Publication date
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Publication of DE3603050A1 publication Critical patent/DE3603050A1/en
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/505Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M7/515Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H02M7/5152Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only with separate extinguishing means

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

It is intended to utilise the advantages of various power semiconductors for a semiconductor circuit arrangement for self-commutated thyristor converters, it being intended that no auxiliary voltage sources be required. This is achieved in that each thyristor (1 in Figure 1; 11, 13, 15 and 14, 16, 12 in Figure 2) is connected in series with a field-effect transistor (3 in Figure 1; and 32 in Figure 2) which has a low reverse breakdown voltage, between the terminals of a DC source, each series circuit being connected in parallel with a power semiconductor (2 in Figure 1; 21, 23, 25 and 24, 26, 22 in Figure 2) which can be switched off, and in that the thyristor is triggered and the field-effect transistor is switched on in order to switch the arrangement on, and, in order to switch the arrangement off after completion of the triggering pulse for the thyristor, the power semiconductor which can be switched off is triggered and the field-effect transistor is thereafter switched off, after which the power semiconductor which can be switched off is turned off once the thyristor turn-off time has elapsed. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Halbleiter-Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.The invention relates to a semiconductor circuit arrangement according to the preamble of the claim.

Bekannt sind Schaltungsanordnungen, bei denen die vorteilhaften Eigen­ schaften von verschiedenartigen Leistungshalbleitern miteinander ver­ knüpft und ausgenutzt werden.Circuit arrangements are known in which the advantageous Eigen different power semiconductors ties and be exploited.

In den Literaturstellen Nestler, J., Wrede, H.: "Leistungstransistoren in Stromrichtern", "Wissenschaftliche Berichte AEG-TELEFUNKEN" 50 (1977) 1/2, Seiten 39 bis 48 und Junge, G., Nestler, J., Wrede, H.: "Löschung von Thyristoren mittels Leistungstransistoren in selbstge­ führten Stromrichtern", "etz-a" Bd. 99 (1978) 11, Seiten 678 bis 681 sowie in der DE-OS 27 22 738 sind Schaltungsanordnungen beschrieben, die aus Thyristoren und abschaltbaren Leistungshalbleitern bestehen. Die Thyristoren dienen zum Einschalten und Stromführen, die abschalt­ baren Leistungshalbleiter zum Abschalten der Schaltungsanordnung.In the references Nestler, J., Wrede, H .: "Power transistors in power converters "," Scientific reports AEG-TELEFUNKEN " 50 (1977) 1/2, pages 39 to 48 and Junge, G., Nestler, J., Wrede, H .: "Deletion of thyristors by means of power transistors in self led power converters "," etz-a "vol. 99 (1978) 11, pages 678 to 681 and in DE-OS 27 22 738 circuit arrangements are described, which consist of thyristors and power semiconductors that can be switched off. The thyristors are used for switching on and carrying current, which switches off baren power semiconductor for switching off the circuit arrangement.

Angewendet werden solche Schaltungsanordnung u.a. in Gleichstromstel­ lern (Duo-Gelenkbus, S-Bahn Berlin) und Drehstromwechselrichtern (Hilfs­ betriebe-Umrichter der Lokomotive 120 der Deutschen Bundesbahn). Bei diesen Schaltungsanordnungen sind Hilfsspannungsquellen erforderlich, um den Strom von den Thyristoren auf die parallel liegenden abschalt­ baren Leistungshalbleiter kommutieren und den Thyristoren zu ihrer sicheren Löschung definierte negative Sperrspannungen bereitstellen zu können.Such a circuit arrangement is used, among other things. in DC position learn (Duo articulated bus, S-Bahn Berlin) and three-phase inverters (auxiliary company converter of locomotive 120 of the Deutsche Bundesbahn). At these circuit arrangements require auxiliary voltage sources, to switch off the current from the thyristors to the parallel ones  commutable power semiconductors and the thyristors to their provide safe deletion of defined negative reverse voltages to be able to.

Nachteile dieser Schaltungsanordnungen sind der Aufwand und Leistungs­ bedarf der Hilfsspannungsversorgungen.Disadvantages of these circuit arrangements are the effort and performance requires the auxiliary power supplies.

Außerdem sind Begrenzerdrosseln erforderlich, die die Ströme begrenzen, die von den Hilfsspannungsquellen erzeugt werden und über die Rücklauf­ dioden während der Schonzeit sich aufbauen.Limiting chokes are also required to limit the currents, which are generated by the auxiliary voltage sources and via the return diodes build up during the closed season.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung der eingangs ge­ nannten Art anzugeben, bei der Vorteile verschiedenartiger Leistungs­ halbleiter ausgenutzt werden, bei denen jedoch keine Hilfsspannungs­ quellen mehr erforderlich sind.The object of the invention is to provide a circuit arrangement of the ge Specify the type mentioned, with the advantages of different types of performance semiconductors are used, but with no auxiliary voltage sources are more required.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.According to the invention, this object is achieved by the Characteristics specified solved.

Niedrig sperrende Feldeffekttransistoren haben gegenüber hoch sperrenden eine äußerst geringe Durchlaßspannung. Der niedrig sperrende Feldeffekt­ transistor erzeugt beim Abschalten der Schaltungsanordnung die Kommutie­ rungsspannung, mit der der Strom vom Hauptzweig in den parallelen Lösch­ zweig kommutiert wird, der lediglich einen abschaltbaren Leistungshalb­ leiter enthält.Low blocking field effect transistors have high blocking an extremely low forward voltage. The low blocking field effect transistor generates commutation when the circuit arrangement is switched off voltage with which the current from the main branch into the parallel quenching is commutated, which only has a half that can be switched off contains ladder.

Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung sindAdvantages of the solution according to the invention are

  • - Wegfall der Hilfsspannungsversorgungen und- Elimination of the auxiliary voltage supplies and
  • - Wegfall der Kommutierungsdrosseln.- Elimination of the commutation chokes.

Die Anordnung gemäß der Erfindung wird im nachstehend beschriebenen Aus­ führungsbeispiel näher erläutert. Es zeigenThe arrangement according to the invention is described in the following management example explained in more detail. Show it

die Fig. 1 die prinzipielle Anordnung gemäß der Erfindung und Fig. 1 shows the basic arrangement according to the invention and

die Fig. 2 ihren Einsatz bei einem Drehstromwechselrichter.
Fig. 2, their use in a three-phase inverter.

In der Fig. 1 ist mit 1 ein Thyristor bezeichnet, der in Reihe mit einem niedrig sperrenden Feldeffekttransistor 3 liegt. Parallel zu dieser Reihenschaltung liegt ein GTO-Thyristor 2. Die Reihenschaltung ist mit den Klemmen 4 und 5 verbunden, an die eine Gleichstromquelle angeschlossen ist.In Fig. 1, 1 denotes a thyristor which is in series with a low-blocking field-effect transistor 3 . A GTO thyristor 2 is connected in parallel with this series connection. The series connection is connected to terminals 4 and 5 , to which a direct current source is connected.

Zum Einschalten der Anordnung wird der Thyristor 1 gezündet und der Feldeffekttransistor gleichzeitig leitend gemacht. .To switch on the arrangement, the thyristor 1 is ignited and the field effect transistor is simultaneously made conductive. .

Zum Ausschalten der Anordnung wird nach Beendigung des Zündimpulses für den Thyristor 1 der GTO-Thyristor 2 gezündet und danach der Feldeffekt­ transistor 2 gesperrt. Nach Ablauf der Löschzeit des Thyristors 1 wird der GTO-Thyrisotr 2 wieder abgeschaltet.To switch off the arrangement, the GTO thyristor 2 is ignited after termination of the firing pulse for the thyristor 1 and then the field effect transistor 2 is blocked. After the extinction time of thyristor 1 , the GTO thyrisotr 2 is switched off again.

In der Fig. 2 ist ein Drehstrom-Wechselrichter dargestellt, der von einer Gleichstromquelle 6 gespeist wird. Die Thyristoren der dargestell­ ten Brückenschaltung sind mit 11, 12, ... 16 bezeichnet. Dabei liegt der Thyristor 11 in dem einen Zweig, der Thyristor 14 in dem anderen Zweig eines Zweigpaares; Entsprechendes gilt für die Thyristoren 13 und 16 sowie für die Thyristoren 15 und 12.In FIG. 2, a three-phase inverter is shown, which is fed from a DC power source 6. The thyristors of the bridge circuit shown are designated 11 , 12 , ... 16 . The thyristor 11 is in one branch, the thyristor 14 in the other branch of a pair of branches; The same applies to thyristors 13 and 16 and to thyristors 15 and 12 .

Dem Thyristor 11 ist eine Rückstromdiode 41, dem Thyristor 13 eine Rück­ stromdiode 43 usf. parallelgeschaltet.The thyristor 11 has a reverse current diode 41 , the thyristor 13 a reverse current diode 43, etc., connected in parallel.

Die Thyristoren 11, 13, 15 sind über einen Feldeffekttransistor 31 mit dem positiven Pol, die Thyristoren 14, 16, 12 über einen Feldeffekt­ transistor 32 mit dem negativen Pol der Gleichspannungsquelle 6 verbun­ den.The thyristors 11 , 13 , 15 are connected via a field effect transistor 31 to the positive pole, the thyristors 14 , 16 , 12 via a field effect transistor 32 to the negative pole of the DC voltage source 6 .

Parallel zur Reihenschaltung des Thyristors 11 mit dem Feldeffekttransi­ stor 31 ist ein GTO-Thyristor 21 geschaltet. Für diese drei Bausteine verläuft das Ausschalten und Abschalten entsprechend der anhand der Fig. 1 beschriebenen Weise.A GTO thyristor 21 is connected in parallel with the series connection of the thyristor 11 with the field effect transistor 31 . For these three components, the switching off and switching off takes place in the manner described with reference to FIG .

Parallel zur Reihenschaltung des Thyristors 13 mit dem Feldeffekttransi­ stor 31 liegt ein GTO-Thyristor 23. Auch für diese Bausteine verläuft das Einschalten und Abschalten entsprechend der anhand der Fig. 1 be­ schriebenen Weise; gemäß der Wirkungsweise eines Wechselrichters er­ folgen dabei die Zündeinsätze für die Thyristoren 11 und 13 zeitlich versetzt.Parallel to the series connection of the thyristor 13 with the field effect transistor 31 is a GTO thyristor 23 . Also for these modules, the switching on and off takes place in the manner described with reference to FIG. 1; according to the mode of operation of an inverter, he follow the ignition inserts for the thyristors 11 and 13 at different times.

Parallel zur Reihenschaltung des Thyristors 15 und dem FET 31 ist schließlich ein GTO-Thyristor 25 geschaltet; für das Ein- und Abschalten gilt das oben Gesagte entsprechend.Finally, a GTO thyristor 25 is connected in parallel with the series connection of the thyristor 15 and the FET 31 ; the above applies accordingly for switching on and off.

Ferner ist der Reihenschaltung aus dem Thyristor 14 und dem FET 32 ein GTO-Thyristor 26, der Reihenschaltung aus dem Thyristor 16 und dem FET 32 ein GTO-Thyristor 26 und der Reihenschaltung aus dem Thyristor 12 und dem FET 32 ein GTO-Thyristor 22 parallelgeschaltet. Für jede der drei zusammengehörenden Bausteine (Thyristor 14, FET 32, GTO-Thyristor 24 usf.) gilt für das Ein- und Abschalten die anhand der Fig. 1 beschriebene Arbeitsweise.Furthermore, the series circuit comprising the thyristor 14 and the FET 32 is a GTO thyristor 26 , the series circuit comprising the thyristor 16 and the FET 32 is a GTO thyristor 26 and the series circuit comprising the thyristor 12 and the FET 32 is a GTO thyristor 22 . For each of the three related components (thyristor 14 , FET 32 , GTO thyristor 24, etc.), the method of operation described with reference to FIG. 1 applies to switching on and off.

Claims (1)

Halbleiter-Schaltungsanordnung für selbstgeführte Thyristor- Stromrichter, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Thyristor (1 in Fig. 1; 11 13, 15 und 14, 16, 12 in Fig. 2) in Reihe mit einem niedrig sperren­ den Feldeffekttransistor (3 in Fig. 1; 31 und 32 in Fig. 2) zwischen die Pole einer Gleichstromquelle geschaltet sind, wobei jeder Reihen­ schaltung ein abschaltbarer Leistungshalbleiter (2 in Fig. 1; 21, 23, 25 und 24, 26, 22 in Fig. 2) parallelgeschaltet ist, und daß zum Einschalten der Anordnung der Thyristor gezündet und der Feldeffekttransistor leitend gemacht wird und zum Ausschalten der Anordnung nach Beendigung des Zündimpulses für den Thyristor der abschaltbare Leistungshalbleiter gezündet und danach der Feld­ effekttransistor gesperrt wird, wonach nach Ablauf der Löschzeit des Thyristors der abschaltbare Leistungshalbleiter gelöscht wird.Semiconductor circuit arrangement for self-guided thyristor converters, characterized in that each thyristor ( 1 in Fig. 1; 11 13 , 15 and 14, 16 , 12 in Fig. 2) in series with a low block the field effect transistor ( 3 in Fig. 1; 31 and 32 in Fig. 2) are connected between the poles of a direct current source, each series circuit having a power semiconductor which can be switched off ( 2 in Fig. 1; 21 , 23 , 25 and 24, 26 , 22 in Fig. 2) is connected in parallel , and that to turn on the arrangement of the thyristor is fired and the field effect transistor is made conductive and to turn off the arrangement after termination of the ignition pulse for the thyristor of the power semiconductor which can be turned off and then the field effect transistor is blocked, after which the turn-off of the power semiconductor after the extinguishing time of the thyristor is deleted.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10193322B2 (en) 2015-11-13 2019-01-29 Silicon Power Corporation Low-loss and fast acting solid-state breaker
US10193324B2 (en) 2015-11-13 2019-01-29 Silicon Power Corporation Low-loss and fast acting solid-state breaker

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2105927A (en) * 1981-07-16 1983-03-30 Plessey Co Ltd A switching circuit
DE3425414A1 (en) * 1984-07-10 1986-01-16 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Circuit breaker with a gate turn-off thyristor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2105927A (en) * 1981-07-16 1983-03-30 Plessey Co Ltd A switching circuit
DE3425414A1 (en) * 1984-07-10 1986-01-16 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Circuit breaker with a gate turn-off thyristor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10193322B2 (en) 2015-11-13 2019-01-29 Silicon Power Corporation Low-loss and fast acting solid-state breaker
US10193324B2 (en) 2015-11-13 2019-01-29 Silicon Power Corporation Low-loss and fast acting solid-state breaker
US10985546B2 (en) 2015-11-13 2021-04-20 Excelitas Technologies Corp. Low-loss and fast acting solid-state breaker

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