Application Manual Power Semiconductors - Deutsche ... - Semikron

4 Applikationshinweise für Thyristoren und Netzdioden
di
dt
V
B
0
LS1
LS2
mit V B
als Versorgungsspannung des Treibers
Um den bei einer Ansteuereinrichtung mit bekannten Werten von Kurzschlussstrom (I K
~ V B
/R) und
Leerlaufspannung (V 0
~V B
) sich einstellenden Spitzenstrom zu ermitteln, trägt man die durch diese
Werte bestimmte Ausgangskennlinie in das Zündstrom-Zündspannungsdiagramm des betreffenden
Thyristors (z.B. Bild 3.2.22) ein. In Bild 4.3.2 ist dasselbe Diagramm der besseren Anschaulichkeit
wegen in linearem Maßstab dargestellt.
Bild 4.3.2 Zündstrom (I G
) – Zündspannungs (V G
) – Kennlinienfeld eines Thyristors in linearem Maßstab;
gestrichelt Ausgangskennlinie, V 0
– Leerlaufspannung und I K
– Kurzschlussstrom der Ansteuereinrichtung;
Strich-punktiert Eingangs-Kennlinie des Steueranschlusses – Kathode eines
typischen Thyristors
Die tatsächlichen Eingangs-Kennlinien der einzelnen Thyristoren des betreffenden Typs liegen
zwischen den Grenzkennlinien des Diagramms (Strich-Punkt Linie). Dementsprechend liegen die
möglichen Schnittpunkte mit der Ausgangskennlinie der Ansteuereinrichtung zwischen den Punkten
A und B. Der Schnittpunkt S mit der Ausgangskennlinie der Ansteuereinrichtung ergibt die sich
einstellenden Daten des Ansteuerimpulses, hier z.B.: 2,3 A; 10,7 V. Die Mindestdauer der Ansteuerimpulse
beträgt 10 µs. Meist gilt der in den Datenblättern angegebene Einraststrom ebenfalls
für diese Impulsdauer. Bei längeren Ansteuerimpulsen verringern sich der Mindestzündstrom und
der Einraststrom.
Bei Gleichrichtern mit Gegenspannung kann jeder Thyristor erst dann zünden, wenn der Augenblickswert
der Anschlussspannung höher ist als derjenige der Gegenspannung. Um sicheres Kommutieren
zu erreichen, sind deshalb verhältnismäßig lang dauernde Ansteuerimpulse notwendig.
Ein Extremfall ist der Wechselstromsteller mit induktiver Last. Infolge der Phasenverschiebung
zwischen Strom und Spannung ist hier eine Impulsdauer von 180°- a erforderlich, also bei 50 Hz
bis zu 10 ms. Natürlich wird man die Dauer der Ansteuerimpulse nicht unnötig lang machen, denn
zusammen mit der erforderlichen Amplitude ergeben sich beträchtliche Steuerverlustleistungen,
die in der Verlustleistungsbilanz des Thyristors berücksichtigt werden müssen. Darüber hinaus
dürfen selbstverständlich die in den Bildern 3.2.22 und 4.3.2 eingetragenen Grenzverlustleistungen
P GM
auf keinen Fall überschritten werden, sonst kann der Thyristor zerstört werden. Aber
schon weit unter diesen Maximalwerten liegende Leistungen müssen bei der Bemessung des
Thyristors berücksichtigt werden, wie in Kap. 4.1.3.1 erläutert. Im oben genannten Beispiel wäre
P v
= 2,3 A · 10,7 V = 24,6 W.
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