DE4020343C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE4020343C2 DE4020343C2 DE19904020343 DE4020343A DE4020343C2 DE 4020343 C2 DE4020343 C2 DE 4020343C2 DE 19904020343 DE19904020343 DE 19904020343 DE 4020343 A DE4020343 A DE 4020343A DE 4020343 C2 DE4020343 C2 DE 4020343C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- thyristor
- anode current
- current
- change
- switching
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
- H03K17/082—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
- H03K17/0824—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit in thyristor switches
Landscapes
- Protection Of Static Devices (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiges Verfahren ist durch die DE 37 27 996 A1 bekannt.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1. Such a method is described in DE 37 27 996 A1 known.
Über ihren Steueranschluß abschaltbare Thyristoren, insbesondere GTO- Thyristoren, sind zwar in der Lage hohe Überströme zu leiten, jedoch können Ströme, die über einem maximal periodisch abschaltbaren Anoden strom liegen, beim Abschalten nicht beherrscht werden, das heißt sol che Ströme führen bei einem Abschaltversuch zur Zerstörung des Thyri stors.Thyristors that can be switched off via their control connection, in particular GTO Thyristors are able to conduct high overcurrents, however can currents over a maximum periodically switchable anode current are not mastered when switching off, i.e. sol currents lead to the destruction of the thyri when attempting to switch off stors.
Bei dem Verfahren nach der oben genannten DE 37 27 996 A1 wird deshalb bei einem Abschaltbefehl der Steueranschluß des Thyristors für den Ab schaltsteuerstrom gesperrt, sobald ein nicht mehr abschaltbarer Ano denstrom fließen würde, und der Thyristor wird stattdessen durchge zündet bzw. bleibt leitend. Da dann kein Abschaltsteuerstrom über den Steueranschluß des Thyristors fließen kann, das heißt der Abschaltver such unterdrückt wird, bleibt der Thyristor im durch ihn beherrschbaren leitenden Zustand, bis eine Abschaltung gefahrlos durchgeführt werden kann oder der Strom von selbst verlischt oder eine Sicherung anspricht. In the method according to DE 37 27 996 A1 mentioned above, therefore with a shutdown command, the control terminal of the thyristor for the Ab Switching control current blocked as soon as an no the current would flow and the thyristor will instead go through ignites or remains conductive. Since then no shutdown control current over the Control connection of the thyristor can flow, that is, the shutdown ver is suppressed, the thyristor remains within its control conductive state until a shutdown can be carried out safely can or the power goes out by itself or a fuse blows.
Zur Unterdrückung von unzulässigen Abschaltversuchen bei den Thyri stor gefährdenden Überströmen wird nach dem zuvor erwähnten Stand der Technik eine sich aus dem aktuellen Anodenstrom des Halbleiters und dem Produkt aus der zeitlichen Ableitung des aktuellen Anodenstromes und der maximalen Abschaltverzugszeit zusammensetzende Meßgröße ge bildet und mit einem einstellbaren, maximal schaltbaren Anodenstrom verglichen, wobei auftretende Löschbefehle unterdrückt werden, wenn die derart gebildete Meßgröße den maximal schaltbaren Anodenstrom erreicht oder überschreitet.To suppress impermissible shutdown attempts by the Thyri Disturbing overcurrents is according to the previously mentioned status of Technology resulting from the current anode current of the semiconductor and the product of the time derivative of the current anode current and the measured variable composing the maximum switch-off delay time forms and with an adjustable, maximum switchable anode current compared, suppressing delete commands occurring if the measured variable formed in this way the maximum switchable anode current reached or exceeded.
Da beim üblichen Einsatz der Thyristoren in mehrphasigen Stromrichter- Brückenschaltungen für jeden Thyristor die Ableitung des Anodenstromes erfaßt werden muß und zusätzlich für jedes Zweigpaar von zwei Thyri storen innerhalb der Brückenschaltung auch noch der Strom zu erfassen ist, ist das bekannte Verfahren aufwendig.Since the normal use of thyristors in multiphase converter Bridge circuits for each thyristor derive the anode current must be recorded and additionally for each pair of branches of two thyri disrupt the current within the bridge circuit is, the known method is expensive.
Das bekannte Verfahren kann aber auch in der Regel vom Ergebnis her nicht optimal sein, weil nämlich die zu bildende Meßgröße durch das Einrechnen der maximalen Abschaltverzugszeit einen hypothetischen Wert für einen zukünftigen Zustand des Thyristors darstellt. Die Ab schaltverzugszeit ist jedoch bei den einzelnen abschaltbaren Thyri storen stark parameterabhängig, wobei die Temperatur und die Leitungs längen der Thyristoranschlüsse besonders zu Buche schlagen. Insofern wird die nach dem Stand der Technik zu bildende Meßgröße selten mit der Realität übereinstimmen. Entweder die Zeit ist zu kurz bemessen, und der Thyristor wird durch den Abschaltversuch bei zu hohem Anoden strom doch zerstört oder aber - insbesondere bei entsprechend hoch zu kalkulierenden Sicherheitszuschlägen - ist das Sperren des Abschalt steuerstromes, d. h. das Belassen des Thyristors im leitenden Zustand, unnötig und für den Betriebsfall störend, weil der Thyristor in Wirk lichkeit gefahrlos abgeschaltet werden kann.However, the known method can generally also result not be optimal, because the measured variable to be formed by the Including the maximum switch-off delay time a hypothetical Represents value for a future state of the thyristor. The Ab switching delay time is, however, for the individual Thyri that can be switched off interfere strongly with parameters, whereby the temperature and the conduction length of the thyristor connections is particularly important. To that extent the measured variable to be formed according to the prior art is rarely included match reality. Either the time is too short and the thyristor is switched off if the anode is too high electricity destroyed or else - especially if it is high safety surcharges to be calculated - is blocking the shutdown control current, d. H. leaving the thyristor in the conductive state, unnecessary and disruptive to the operating case because the thyristor is in effect can be safely switched off.
Auch durch die DE 34 34 607 A1 ist es bekannt, die zeitliche Änderung des Gate-Stroms bei einem GTO-Thyristor nach dem Auftreten eines Ab schaltbefehls zu erfassen und in Form eines Hilfssignals abzugeben. Tritt ein Vorzeichenwechsel in diesem Hilfssignal ein, so wird ein Zustandssignal er zeugt. Eine Überlastung wird dann gemeldet, wenn eine aus dem erfaßten Gate-Strom abgeleitete Integrationsgröße vor dem Auftreten des Zustands signals einen vorgegebenen Wert überschreitet.DE 34 34 607 A1 also discloses the change over time of the gate current in a GTO thyristor after the occurrence of an Ab switch command to capture and emit in the form of an auxiliary signal. Occurs Sign change in this auxiliary signal, so it becomes a status signal testifies. An overload is reported if one of the detected Gate current derived integration quantity before the occurrence of the state signals exceeds a predetermined value.
In der älteren Anmeldung gemäß der nachveröffentlichten DE 39 11 464 A1 ist ein Verfahren zum Kurzschlußschutz eines eine Last schaltenden GTO- Thyristors während seines Abschaltvorgangs angegeben, bei dem ermittelt wird, ob der Anstieg des Anodenstromes des GTO-Thyristors größer ist als der größtmögliche durch die Last während des Betriebes hervorgerufene Stromanstieg. Außerdem wird dazu ermittelt, ob der Anstieg des negativen Gatestromes negativ ist. Wenn beide Kriterien gleichzeitig zutreffen, wird der Abschaltvorgang des GTO-Thyristors sofort unterbrochen und statt dessen der GTO-Thyristor unmittelbar erneut durch einen positiven Gate strom gezündet.In the older application according to the subsequently published DE 39 11 464 A1 is a method for short-circuit protection of a load switching GTO Thyristor specified during its shutdown, which determined whether the increase in the anode current of the GTO thyristor is greater than the largest possible caused by the load during operation Current rise. It also determines whether the increase in negative Gatestromes is negative. If both criteria apply at the same time, the switch-off process of the GTO thyristor is immediately interrupted and takes place whose the GTO thyristor immediately again through a positive gate electricity ignited.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs angegebene Ver fahren derart auszugestalten, daß bei geringem Aufwand der Schutz opti miert wird, insbesondere also der Thyristor wirklich nur im kritischen Fall sofort durchgezündet bzw. im voll leitenden Zustand belassen wird.The invention has for its object the Ver drive such that the protection opti with little effort is lubricated, especially the thyristor really only in the critical Case is ignited immediately or left in the fully conductive state.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 gekenn zeichneten Merkmale gelöst.This object is characterized according to the invention by the in claim 1 features resolved.
Es wird also stets der tatsächlich vorliegende Anodenstrom (potential frei) berücksichtigt, so daß im Fehlerfall (und nur dann) der jeweilig abzuschaltende Thyristor umgehend geschützt werden kann. Da auf die Integration während des Aus-Zustands des Thyristors verzichtet werden kann, ist der eingesetzte Integrierer dann auf 0 Volt gesetzt, d. h. ein Offset-Abgleich ist nicht nötig. Der Aufwand für den Schutz ist minimal.The actual anode current (potential free) is taken into account so that in the event of an error (and only then) the respective The thyristor to be switched off can be protected immediately. Because on the Integration can be dispensed with while the thyristor is in the off state the integrator used is then set to 0 volts, i. H. an offset adjustment is not necessary. The effort for protection is minimal.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens nach der Erfindung ist im Anspruch 2 gekennzeichnet. Da nämlich ohnehin die zeitliche Ab leitung des Anodenstromes erfaßt wird, kann sie auch für zusätzliche Sicherheit bei stark veränderlichen Überströmen, insbesondere Kurz schlußströmen, verwendet werden.An advantageous development of the method according to the invention is characterized in claim 2. Because the time Ab anyway Line of the anode current is detected, it can also for additional Safety in the case of highly variable overcurrents, especially short ones final currents can be used.
Die Erfindung soll im folgenden anhand eines im Prinzip in der Zeich
nungsfigur dargestellten Anwendungsbeispiels erläutert werden:
Die Zeichnungsfigur zeigt einen GTO-Thyristor T als einen über seinen
Steueranschluß G an- und abschaltbaren Thyristor, durch den ein Ano
denstrom i von der Anode A zur Kathode K fließt. An den Steueran
schluß G ist ein einen Impulsverstärker V aufweisender Zündverstär
ker Z angeschlossen, der von einem Steuergerät S Signale als Befeh
le "Ein/Aus" zum An- bzw. Abschalten des Thyristors T erhält. Dem
Steuergerät S sind zur sinnvollen Steuerung des Thyristors T unter
anderem Informatoren über die zeitliche Änderung des Anodenstromes i
von einem di/dt-Sensor E zugeführt, der in Form einer potentialtrennenden
Toroidspule mit nicht magnetischem Kern (µr = 1) um einen Leiter im
Anodenkreis des Thyristors T gelegt ist.
The invention will be explained below with reference to an application example shown in principle in the drawing figure:
The drawing shows a GTO thyristor T as a thyristor on and off via its control connection G, through which an anode current i flows from anode A to cathode K. At the Steueran circuit G is a pulse amplifier V having Zünd amplifier ker Z is connected, which receives signals from a control unit S as commands "on / off" for switching the thyristor T on and off. To control the thyristor T, the control unit S is supplied, among other things, with information about the temporal change in the anode current i from a di / dt sensor E, which is in the form of a potential-separating toroidal coil with a non-magnetic core (μ r = 1) around a conductor in the Anode circuit of the thyristor T is placed.
Der di/dt-Sensor E liefert Signale, die der zeitlichen Änderung des Anodenstromes i entsprechen, auch an den Zündverstärker Z zum Schutz des Thyristors T vor Abschaltversuchen bei einem Überstrom, nämlich einem Strom, der größer ist als ein zulässiger Grenzstrom iGrenz, bei dem der Thyristor T noch sicher abgeschaltet werden kann.The di / dt sensor E also supplies signals which correspond to the change in the anode current i over time to the ignition amplifier Z to protect the thyristor T against attempts to switch off in the event of an overcurrent, namely a current which is greater than a permissible limit current i limit which the thyristor T can still be safely switched off.
Das Signal der zeitlichen Änderung di/dt des Anodenstromes i wird einem Integrierer I zugeführt, der im wesentlichen aus hier nicht näher bezeichneten Bausteinen, nämlich einem Verstärker mit vorge schaltetem Eingangswiderstand sowie einem durch einen Schalter über brückbaren Kondensator in der Rückkopplung aufgebaut ist. Der den Kondensator kurzschließende Schalter im Integrierer I wird von einem Logikbaustein L stets während der Zeit geschlossen gehalten, während der der Thyristor T abgeschaltet ist. Damit wird der Integrierer während des Aus-Zustands des Thyristors auf 0 V gelegt und benötigt keinen Offset-Abgleich bei den üblichen Schaltfrequenzen.The signal of the temporal change di / dt of the anode current i becomes an integrator I supplied, which essentially does not come from here specified modules, namely an amplifier with pre switched input resistance and one through a switch bridgeable capacitor is built up in the feedback. The the Capacitor short-circuiting switch in integrator I is made by a Logic module L always kept closed during the time, while the thyristor T is switched off. This will make the integrator set to 0 V during the off state of the thyristor and required no offset adjustment at the usual switching frequencies.
Am Ausgang des Integrierers I steht stets eine dem aktuellen Anoden strom i proportionale Spannung an. Diese Spannung wird einem ersten Komparator K1 zugeführt, der das dem Anodenstrom i proportionale Si gnal mit einer vorgegebenen, dem maximal vom Thyristor noch abschalt baren Grenzstrom iGrenz entsprechenden Referenzspannung vergleicht.A voltage proportional to the current anode current i is always present at the output of the integrator I. This voltage is fed to a first comparator K 1 , which compares the signal proportional to the anode current i with a predetermined reference voltage corresponding to the maximum limit current i limit that can still be switched off by the thyristor.
Das Ausgangssignal des Komparators K1 bewirkt, sofern der Anoden strom i den Grenzstrom iGrenz überschreitet, im Logikbaustein L, daß beim gleichzeitigen Vorliegen eines Abschaltbefehls "Aus" dieser Abschaltbefehl nicht ausgeführt wird. Vielmehr wird in diesem Falle zum Schutze des Thyristors T von dem Logikbaustein L veranlaßt, daß der Thyristor T weiter voll im leitenden Zustand gehalten wird. D.h. der Abschaltvorgang des Thyristors T wird verhindert bzw. bei gleich zeitiger Durchzündung des Thyristors T abgebrochen. Der Schutz wird also sofort im Fehlerfall, d. h. sobald der Überstrom tatsächlich auftritt, wirksam. The output signal of the comparator K 1 causes, if the anode current I exceeds the current limit I LIMIT, in the logic block L in that the simultaneous presence of a power down command "off" is not performed this shutdown. Rather, in this case, to protect the thyristor T, the logic module L causes the thyristor T to be kept fully in the conductive state. That is, the shutdown process of the thyristor T is prevented or terminated when the thyristor T is simultaneously ignited. The protection takes effect immediately in the event of a fault, ie as soon as the overcurrent actually occurs.
Zur Vervollkommung des beschriebenen Schutzes bei plötzlichem, sehr starken Anstieg des Anodenstromes i wird das Signal di/dt vom di/dt- Sensor E auch einem zweiten Komparator K2 zugeführt. Ist die Strom änderung di/dt größer als eine zulässige Stromanstiegsgeschwindigkeit (di/dt)zul, d. h. liegt ein Stromanstieg im Kurzschlußfall vor, bewirkt das Ausgangssignal des zweiten Komparators K2 ebenfalls beim Logik baustein L, sofern dieser (gleichzeitig) einen vom Steuergerät S ab gegebenen Abschaltbefehl "Aus" für den Thyristor T vorliegen hat, den Schutz des Thyristors T.To perfect the protection described in the event of a sudden, very strong increase in the anode current i, the signal di / dt from the di / dt sensor E is also fed to a second comparator K 2 . If the current change di / dt is greater than a permissible current rise rate (di / dt) perm , ie if there is a current rise in the event of a short circuit, the output signal of the second comparator K 2 also causes the logic module L, provided that this (at the same time) causes one of the control unit S from the given shutdown command "Off" for the thyristor T, protection of the thyristor T.
Der Logikbaustein L wird also auch in diesem Fall den Abschaltbefehl nicht ausführen und den Thyristor im leitenden Zustand halten. Steigt der Anodenstrom i erst nach dem Beginn des Abschaltvorgangs (d. h. zu einem Zeitpunkt, zu dem der GTO-Thyristor noch nicht sicher gesperrt ist) unzulässig an, wird vom Logikbaustein L der Abschaltvorgang be endet und der Thyristor erneut gezündet.The logic module L is also the shutdown command in this case do not run and keep the thyristor in the conductive state. Increases the anode current i only after the start of the shutdown process (i.e. to a time when the GTO thyristor is not yet safely locked is) inadmissible, the logic module L will switch it off ends and the thyristor is fired again.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904020343 DE4020343A1 (en) | 1990-06-23 | 1990-06-23 | Protecting GTO thyristor from overcurrent - measuring magnitude obtained by progressive integration of anode current change |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904020343 DE4020343A1 (en) | 1990-06-23 | 1990-06-23 | Protecting GTO thyristor from overcurrent - measuring magnitude obtained by progressive integration of anode current change |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4020343A1 DE4020343A1 (en) | 1992-01-09 |
DE4020343C2 true DE4020343C2 (en) | 1992-09-10 |
Family
ID=6409105
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19904020343 Granted DE4020343A1 (en) | 1990-06-23 | 1990-06-23 | Protecting GTO thyristor from overcurrent - measuring magnitude obtained by progressive integration of anode current change |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4020343A1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007058740B4 (en) * | 2007-12-06 | 2011-03-03 | Infineon Technologies Ag | Circuit arrangement with an overcurrent protection |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3434607A1 (en) * | 1984-09-18 | 1986-03-27 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | METHOD AND DEVICE FOR OPERATING A SWITCH-OFF HYRISTOR |
DE3727996A1 (en) * | 1987-08-22 | 1989-03-02 | Asea Brown Boveri | Method and device for suppressing unacceptable attempts to turn off power semiconductors which can be switched off |
DE3911464A1 (en) * | 1989-04-06 | 1990-10-11 | Licentia Gmbh | Method for protecting a gate turn-off thyristor against short circuit |
-
1990
- 1990-06-23 DE DE19904020343 patent/DE4020343A1/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4020343A1 (en) | 1992-01-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19513910B4 (en) | Intrinsically safe power source | |
DE69124740T2 (en) | MONOLITHIC CURRENT INTERRUPTING SYSTEM | |
DE102005031833B4 (en) | Method and electronic power supply device for supplying power to a low-voltage load protected by a protective device | |
DE19600547A1 (en) | Inverter protection circuit for industrial electrical power mains network | |
EP0571644A1 (en) | Method and device for unloading a series capacitor of a controlled series compensator according to the load of its protection shunt | |
CH645760A5 (en) | HIGH VOLTAGE SWITCHING DEVICE FOR DC. | |
EP0152579B1 (en) | Device for the short circuit protection of a converter with gto thyristors | |
DE3040577C2 (en) | ||
WO2008122339A1 (en) | Circuit arrangement for limiting voltage | |
EP3516701A1 (en) | Solar module, phovoltaic system, and voltage limitation method | |
EP0419727A1 (en) | Circuit arrangement for a regulated flyback switching power supply | |
DE4020343C2 (en) | ||
EP1044502B1 (en) | Method and device for short-circuit and overload circuit breaking using a semiconductor component | |
DE2856268A1 (en) | DC POWER SUPPLY | |
EP1110797B1 (en) | Installation and procedure for overload protection of power converters | |
DE3215009C2 (en) | ||
EP3449571B1 (en) | Method for protecting a semiconductor switch, protective device for a semiconductor switch, and control circuit for a semiconductor switch | |
DE2906556C2 (en) | Overcurrent protection arrangement in the event of incorrect summing of a thyristor inverter of a crossover converter | |
EP1116312A1 (en) | Power supply device for protective devices for switchgear | |
BE1028230B1 (en) | Energy supply device with safety-related disconnection and method for disconnecting an energy supply device | |
DE2216377A1 (en) | DIFFERENTIAL PROTECTION | |
EP0987806A2 (en) | Excess voltage switch-off circuit | |
DE4136240A1 (en) | Overcurrent protection circuit for DC supply network - uses electromagnetically-operated overcurrent switch for galvanic separation of current consumer circuit, actuated w.r.t. monitored parameters | |
DE3727996C2 (en) | ||
DE3911464C2 (en) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: CEGELEC AEG ANLAGEN UND ANTRIEBSSYSTEME GMBH, 1227 |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |