[发明专利]控制开关晶闸管的方法和装置

说明书

本发明涉及功率电子领域。按照独立权利要求的前序部分所述涉及GTO的导通和关断的方法和装置。

所述的方法和装置从欧洲专利申请EP0 489 945 A1已经公知。与传统的控制相比，用于关断GTO的较高的和很多的电流传输到栅极。另外还含有产生导通电流的装置。此装置产生导通GTO的电流和保持导通状态的保持电流。该装置含有多个电容器，其内存储有必需的能量并且通过开关按照所需进行释放。

在没有公开的德国专利申请文件号为19708873.2中另外公开了用于所述控制装置的空间结构。为了实现硬性的控制，该装置具有很低的电感。为此在没有公开的德国专利申请中建议该器件直接设在GTO的附近。

然而一般情况下希望具有一个控制电路，其具有尽可能少的电路技术和节省的费用以能够实现结构紧凑的变流器。

因此本发明的任务在于给出控制方法和相应的电路装置，其需要较少的空间和能量，尤其是硬性控制方法的合适的费用。该任务通过从属权利要求的特征实现。

本发明的核心是，导通电流和保持电流由电压脉冲产生，其借助于电能量存储器转变为电流。电路技术是尤其有利的，因为从同一电源或同一能量存储器产生必需的电压脉冲，如同产生关断电流的脉冲。该保持电流有利的通过电压脉冲的重复来产生。该电压脉冲的重复频率能够分别根据需要升高或减少。尤其是当栅极-阴极电压为负时，该频率减少，以使在新的正电压的情况下能够再一次升高。

在本发明的控制电路中，该导通电路具有至少一个电能量存储器，其将电压脉冲转换为电流。存在一个用于导通电流和保持电流的通用能量存储器或分开的能量存储器从关断电路的能量存储器到导通电路的能量存储器的必需能量的传输能够通过感性连接或容性连接实现。尤其有利的是在控制电路的情况下，必需的逻辑电路的和其他器件的供电是基于所选择的关断电路的能量存储器。

通过本发明的方法和相应的装置，电路技术的费用可以保持极低。该电路装置的工作效率是非常高的，因此控制电路能够设在GTO的很近处，并且能够保持所希望小的电感。

其他的有利实施例在相应的从属权利要求给出。

下面本发明借助实施例结合附图进行详细解释。

图为：

图1  本发明第一实施例的电路图，

图2  本发明第二实施例的电路图，

图3  本发明第三实施例的电路图，

图4  本发明第四实施例的电路图，

图5  电压脉冲和以此所产生的电流的示意描述，

图6  本发明第五实施例的电路图。

在附图中所用的参考符号和标记在参考符号表中统一列明。附图中相同的部分使用相同的参考符号。

图1示出了用于开关晶闸管14的控制电路的电路图。用50和51标出了具有例如20V输出电压的电压源的正和负极端子。从此电压源向属于关断电路的能量存储器3供电。该存储器3尤其是以电解电容器组的形式实现。该控制电路含有关断电路和导通电路。该关断电路主要由关断逻辑电路1、能量存储器3和开关4构成。开关4被连到GTO14的栅极和能量存储器3并且其被关断逻辑电路1控制。该关断逻辑电路1优选由串联调节器2(一般应用的电压调节器)供电。该关断电路1例如通过箭头所标出的光导纤维和关断逻辑电路1的方框图的左侧的晶体管接收控制信号。通过光导纤维所发出的用于关断GTO 14的指令在逻辑电路1中放大并且构成开关4上的电压，以使其开始导通。以此从GTO14的栅极中引出一电流。因此GTO的栅极相对于负极是负的，并且GTO关断。该开关3尤其还含有一个MOSFET的并联电路。相似的，能量存储器3由许多相互并联的ELKO组成。