Application Manual Power Semiconductors - Deutsche ... - Semikron

4 Applikationshinweise für Thyristoren und Netzdioden
schützenden Halbleiterbauelements muss höher sein als die so bestimmte Begrenzungsspannung.
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Ermittlung der mittleren Gesamt-Verlustleistung und Vergleich mit dem im Datenblatt des Herstellers
angegebenen höchstzulässigen Wert (bei der jeweiligen Umgebungstemperatur).
Bild 4.4.11 Strom-Spannungskennlinie eines ZnO-Varistors (gepulst)
Die Grundschwingungs-Verlustleistung ist bei ZnO-Varistoren meist vernachlässigbar gering.
Varistoren haben den Nachteil, dass sie die Spannungssteilheit nicht dämpfen. Bei Thyristoren mit
geringen dv/dt-Werten ist daher eine zusätzliche RC-Beschaltung erforderlich.
4.4.4 Überspannungsschutzbeschaltung mit SiIizium-Avalanche-Dioden
Silizium-Avalanche-Dioden (Bild 4.4.12) unterscheiden sich von gewöhnlichen Silizium-Gleichrichterdioden
darin, dass der steile Anstieg des Sperrstroms oberhalb einer bestimmten Spannung
(Durchbruchspannung) nicht von Durchbruchserscheinungen an der Oberfläche des Siliziumelements
herrührt, sondern durch Ladungsträgervervielfachung (Lawineneffekt, Avalanche-Effekt) in
der gesamten Raumladungszone des pn-Übergangs verursacht wird. Während normale Gleichrichterdioden
infolge der Konzentration des Sperrstroms an einzelnen Punkten der Oberfläche von
Sperrstromimpulsen verhältnismäßig geringer Stromstärke und Dauer zerstört werden können,
vertragen Avalanche-Dioden Sperrstromimpulse, deren Leistungen im Kilowatt-Bereich liegen.
a) b)
Bild 4.4.12 Schaltzeichen einer Avalanche-Diode (a) und einer bipolaren Suppressordiode (b)
4.4.4.1 AvaIanche-Gleichrichterdioden mit Eigenschutz
Avalanche-GIeichrichterdioden können ebenso wie normale Gleichrichterdioden in den verschiedensten
Schaltungen eingesetzt werden, wobei wegen ihrer Unempfindlichkeit gegen kurzzeitige
Beanspruchungen in Sperrrichtung häufig auf eine Überspannungsschutz-Beschaltung verzichtet
werden kann. Insbesondere können Avalanche-Gleichrichterdioden in Hochspannungs-Anwendungen
ohne die sonst erforderliche Beschaltung zur statischen und dynamischen Spannungsaufteilung
in Reihe geschaltet werden.
Der Hersteller gibt die Durchbruchspannung V (BR)
sowie die höchstzulässige Stoßspitzen-Sperrverlustleistung
P RSM
- gewöhnlich als Funktion der Impulsdauer - an. Die Bemessung soll so vorgenommen
werden, dass die Durchbruchspannung deutlich oberhalb des Spitzenwertes der Betriebsspannung
zuzüglich überlagerter periodischer Spannungsspitzen liegt. Die Leistungen der
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