Application Manual Power Semiconductors - Deutsche ... - Semikron

1 Betriebsweise von Leistungshalbleitern
Neutralschalter (NS, Neutral Switch)
Ein Neutralschalter startet bzw. beendet durch neutrales Ein- bzw. Ausschalten einen Kommutierungsvorgang.
Dabei sind im Schaltmoment sowohl Spannung als auch Strom am Schalter
gemeinsam Null. Eine Diode weist durch ihr natürliches Schaltverhalten diese Eigenschaften auf.
Neutralschalter können auch unter Einbindung aktiv schaltbarer Leistungshalbleiter (z.B. IGBT)
realisiert werden, wenn diesen durch eine entsprechende intelligente Ansteuerung „Diodenverhalten“
verliehen wird.
S 1
i L i L
=
S 2 S 2
S 1
V K
V K
vK
(v )
AC
iL
(i
DC)
S 1
S 2
Bild 1.2.8 NS Kommutierungskreise und typisches Schaltungsbeispiel
Bild 1.2.8 zeigt Kommutierungskreise mit Neutralschaltern sowie eine Diodengleichrichtertopologie
als typisches Schaltungsbeispiel für Neutralschalter. Tabelle 1.2.1 zeigt zusammenfassend die
Grundtypen der leistungselektronischen Schalter mit den genannten Ein- und Ausschaltvorgängen.
Die nicht besetzten Felder in dieser Darstellung sind Modifikationen dieser Grundtypen, die
in nahezu allen Anwendungen notwendig sind. Werden in Schaltungen mit weich bzw. resonant
arbeitenden Schaltern in bestimmten Arbeitspunkten die Resonanz- oder Kommutierungsbedingungen
verletzt, müssen die Schalter abweichend von ihren Haupteigenschaften harte Schaltvorgänge
realisieren (Modifizierter ZVS = MZVS; Modifizierter ZCS = MZCS), um die Gesamtschaltung
in Betrieb zu halten. Diese vom Normalfall abweichende Betriebsweise wird dabei meist
nur kurzzeitig eingenommen. Erfolgen der aktive Ausschaltvorgang des ZVS bzw. der aktive Einschaltvorgang
des ZCS hart, arbeiten die Schalter als ZVHS bzw. ZCHS.
10