Halbleiterschutz

Allgemeine Informationen

Sicherungen sind die ältesten Schutzgeräte in der Elektrotechnischen Industrie. Aufgrund ihrer vorteilhaften Eigenschaften wurden und werden Sicherungen in vielen Anwendungen eingesetzt - eine von diesen Anwendungen ist der Schutz von Halbleitern (Dioden, Thyristoren, Leistungstransistoren, GTO) in Strom- und Frequenkonvertern. Halbleiterbauelemete werden mit hohem maximalen Dauerstrom und Spitzensperrspannungen hergestellt. Leider haben die Geräte immer noch schlechte Überlastkapazitäten und benötigen weiterhin schnellen und sensiblen Schutz.

ETI Sicherungen für den Schutz von Halbleiterbauelementen der Serie ULTRA QUICK sind die optimale Lösung für den Schutz von Leistungshalbleitern.

Allgemeine Informationen über die Sicherungs-Kennzeichnung

Die Kennzeichnung der Sicherung besteht aus zwei Buchstaben, von denen der Erste den Abschaltbereich beschreibt.

a - Teilbereich
Arbeitet bei allen Stromstärken, von der niedrigsten auf der Zeit-Strom-Kennlinie angegebenen bis zur maximalen Abschaltleistung.

g - Ganzbereich
Arbeitet mit allen Strömen, die das Schmelzen des Sicherungselementes verursachen bis zur Bemessungsabschaltleistung.

Der zweite Buchstabe beschreibt die Anwendung (Charakteristik oder Nutzungskategorie)
L – Hauptsächlich für den Leitungsschutz
B – Bergwerksausrüstung
M – Schutz von Motorkreisen und Schaltgeräten
R – Halbleiterschutz
Tr – Transformatorschutz

Die Verbindung von Abschaltbereich und Anwendungen bietet viele Kombinationen, die in den Normen und dem technischen Bericht IEC TR 61818 "Anwendungsleitfaden für Niederspannungssicherungen" beschrieben werden.
gL: Ganzbereich - Allgemeine Anwendungen, hauptsächlich für den Leitungsschutz
aM: Teilbereich - Kurzschlussschutz von Motorkreisen
gR, gS: Ganzbereich - Halbleiterschutz
aR: Teilbereich - Halbleiterschutz
gB: Ganzbereich - Schutz von Bergwerksausrüstungen
gTr: Ganzbereich - Transformatorenschutz

 

Standard

Die ETI Sicherungen für den Halbleiterschutz der Serie "ULTRA-QUICK" entsprechen IEC 60269 und dem VDE 0636 Serien-Standard. Untenstehend finden Sie eine Liste der Standards von Charakteristiken und Abmessungen:
• IEC 60269-4: Zusätzliche Anforderungen an Sicherungseinsätze zum Schutz von Halbleiterbauelementen
• IEC 60269-4-1: Beispiele für standardisierte Sicherungen
• IEC 60269-3-1: Zusätzliche Anforderungen an Sicherungen für den Gebrauch durch Laien (Sicherungen, die hauptsächlich in Haushalten und ähnlichen Anwendungsgebieten eingesetzt werden)
• IEC 60269-2-1: Zusätzliche Anforderungen an Sicherungen für den Gebrauch durch authorisierte Personen (Sicherungen, die hauptsächlich in industriellen Anwendungen genutzt werden) zum Schutz von Halbleiter Geräten
• DIN 43 620, DIN 43 653
• VDE 0636-201 Niederspannungssicherungen (NH-System)
• DIN EN 60269-4, VDE 0636 Teil 40 Niederspannungssicherungen
Teil 4: Zusätliche Anforderung an
• BS 88 Part 4
Sicherungen zum Schutz von Halbleiterbauelementen
Sicherungseinsätze als Schutzeinrichtung für Halbleiter sollten folgende Bedingungen erfüllen:
- Abschaltungen müssen schnell genug erfolgen, um Schäden an anderen Geräten zu vermeiden.
- Abschaltungen müssen sehr schnell erfolgen, bevor Schäden an Halbleiterbauelementen entstehen können
- Hohe Bemessungsabschaltleistung
- Hohes Gleichspannunbgschaltvermögen
- Hohe Strombegrenzung
- Die Auslösung der Schutzgeräte darf nicht unakzeptable hohe Überspannungen verursachen, die Auswirkungen auf die Halbleiterbauelemente haben - niedrige Lichtbogenspannung

Auswahl der Sicherungen für den Halbleiterschutz (FSP)

Was sollte der Anwender über FSP wissen, um das beste FSP für seine spezielle Anwendung auswählen zu können?
In der Praxis gibt es ausgenommen der IEC 60146-6 "Anwendungsregeln für den Schutz von Halbleiterwandlern gegen Überstrom durch Sicherungen" keine allgemeinen Regelungen, die FSPs beinhalten. Der Gegenstand dieses Berichtes ist es auf die speziellen einzuhaltenden Sicherungs- und Umrichtereigenschaften hinzuweisen um die richtige Verwendung von FSP in Umrichtern zu garantieren, und spezielle Empfehlungen zu geben, um einen störungsfreien Betrieb der Umrichter, geschützt durch Sicherungen, zu gewährleisten.

Vor der Auswahl der Sicherung muss der Anwender über die Bedingungen, unter denen FSP funktionieren soll, informiert sein. Dieses betrifft sowohl normale Betriebs- als auch Fehlerbedingungen. Hier sind einige grundlegende Vorschläge für die Auswahl von FSP:

A: Der Laststrom durch den Halbleiter (Isem) soll kleiner oder gleich dem Nennstrom des ausgewählten  Sicherungseinsatzes (Inv) sein. Bei Dauerbetrieb kann der FSP diesen Strom unbegrenzt weiterleiten. Im Falle von Impulsströmen sollte der Anwender ETI ansprechen.
Isem ≤ Inv

B: Die Betriebsspannung des Halbleiters (Usem) soll kleiner oder gleich der Bemessungsspannung des Sicherungseinsatzes sein. Bei AC und DC Spannungen, Zeitkonstanten oder Leistungsfaktoren wenden Si sich bitte an ETI.
Usem ≤ Unv

C: Die Betriebs I²t Werte des ausgewählten Sicherungseinsatzes (I²topv) müssen niedriger als die I²t Werte des Halbleiters (I2tsem) sein. Hinsichtlich Parallelbetrieb, Trennschärfe und Verlust der Harmonisierung bei höheren Fehlerebenen, wenden Sie sich bitte an ETI.
I2topv < I2tsem

D: Für weitere Stromwerte, die nicht in diesem Katalog enthalten sind, wenden Sie sich bhitte an die ETI R&D Abteilung.