Hochspannungsgleichrichterstapel · 1 kV bis 600 kV
HOCHSPANNUNGSGLEICHRICHTERSTÄBE UND -BAUGRUPPEN.
771 veraltete Gleichrichterbaugruppen – HVCA-, VMI- und EDI-Teilenummern von 1 kV bis 600 kV – jeweils dem entsprechenden HVC-/HVD-Äquivalent zugeordnet. Glaspassivierter Chipstrang, vakuumgelötet, Vollepoxidharz, keine Ölimmersion.
Technische Antwort
771 Legacy-Teilenummern, acht Familien, eine Werkzeugtechnologie.
Ein Hochspannungsgleichrichterstapel besteht aus einer Reihenschaltung von glaspassivierten Chips in einem Gehäuse: Die Sperrspannungen addieren sich entlang der Kette, während die Strombelastbarkeit der eines einzelnen Chips entspricht. HVC fertigt den gesamten Satz.Gleichrichterblöcke, Vollbrücken, Röntgenbild-Gleichrichter, Hi-Bel-Modulbaugruppen, Modulgleichrichter, axiale Anschlusstypen und Slim-Pack-/Fat-Pack-Säulen - von 1 kV bis 600 kV, mit10 mA bis 200 A. Die folgenden Tabellen listen 771 nicht mehr erhältliche HVCA-, VMI- und EDI-Teilenummern auf – mit Stromstärken von 3 mA bis 25 A – zusammen mit ihren HVC-Äquivalenten.
- Sperrspannung VRRM
- 1 kV – 500 kV Standard; 600 kV im Bereich der Röntgenbildverstärker.
- Durchschnittlicher Vorwärtsstrom IO
- 3 mA – 25 A an den hier aufgeführten Teilenummern; 10 mA – 200 A an der HVC-Leitung
- Reverse Recovery Trr
- 35 ns – 2000 ns
- Betriebsfrequenz
- 50 Hz - 200 kHz
- Stellentemperatur
- bis 175 °C
- Stoßstrom IFSM
- bis 800 A
- Bauwesen
- Glasfaserpassivierter Matrizenstrang, vakuumgelötet, festes Epoxidharz
- Isolierung
- Kein Eintauchen in Öl erforderlich
Die Familien
ACHT FAMILIEN, UNTERSCHEIDET DURCH DIE MONTAGE DER TEILE.
Die elektrischen Nennwerte überschneiden sich zwischen den Produktfamilien – was sie unterscheidet, ist die mechanische Anordnung, denn diese entscheidet darüber, ob ein Ersatzteil wieder in die Baugruppe passt.
HVCA
Hochspannungsgleichrichterblöcke — 1HV / 3HV / 6HV
327 Teilenummern
1.2–75 kV · 400 mA–25 A
HVCA
Axial-Leitungsgleichrichtermodule
102 Teilenummern
1.2–150 kV · 15 mA–1.5 A
HVCA
Röntgen- und Hochspannungs-Gleichrichter
64 Teilenummern
75–600 kV · 110 mA–1.05 A
HVCA
Vollwellenbrückengleichrichter
60 Teilenummern
2–20 kV · 3 mA–5 A
HVCA
Modulare Hi-Bel-Gleichrichter
42 Teilenummern
1–20 kV · 600 mA–15 A
HVCA
Hochspannungsmodul-Gleichrichter — HV458 / 459 / 471
18 Teilenummern
8–15 kV · 480 mA–2 A
VMI
Spalten zu Slim Pack und Fat Pack — VMI
24 Teilenummern
5–40 kV · 50 mA–2.2 A
EDI
EDI-Gleichrichterbaugruppen — KHP / RHP / KVP / RVP
134 Teilenummern
5–60 kV · 25 mA–3 A
Warum die Zahlen gelten
VIER PROZESSSCHRITTE, VIER BEWERTUNGEN.
Eine Bewertung ist nur so viel wert wie die zugrundeliegende Konstruktion. Dies sind die vier Prozessabläufe, die die vier Kennzahlen festlegen, auf denen die Ingenieure tatsächlich basieren.
Schritt 1:
Die Passivierung legt die Leckagegrenze fest.
Jeder Chip im Strang ist glaspassiviert, sodass die Kontaktfläche versiegelt und nicht geätzt und freigelegt ist. Es gibt keinen Oberflächenpfad, über den Leckströme fließen könnten. Daher bleibt der Rückstrom dieser Baugruppen bei 25 °C bei oder unter 1 µA – und bleibt auch nach Temperaturzyklen konstant, anstatt anzusteigen.
Schritt 2:
Die Lötverbindung bestimmt die Stoßstromfestigkeit
Die Lötstellen sind vakuumgelötet: keine Flussmittelrückstände, keine Lufteinschlüsse. Dadurch entsteht ein durchgehender Wärmepfad vom Sperrschichtübergang zum Gehäuse – der Wärmewiderstand liegt bei etwa 0.8 °C/W –, wodurch dasselbe Bauteil nicht-repetitive Stoßströme von mehreren zehn bis mehreren hundert Ampere aufnehmen kann, ohne dass es vorher zu einem lokalen Hotspot kommt.
Schritt 3:
Die Stapelung bestimmt die Spannung
Jeder Chip trägt mit seiner eigenen Passivierungsschicht einen Anteil der Sperrspannung. Mehrlagige Stapelung mit Spannungsarmglühen sorgt für eine ausgeglichene Strangspannung und ein gleichmäßiges internes Feld. Dadurch erreicht ein einzelnes 2CL-Bauelement 80 kV, ein Platinengleichrichter 600 kV, und dieselbe Konstruktion behält ihre Nennspannung auch ohne Ölkontakt bei.
Schritt 4:
Die Verkapselung bestimmt die Lebensdauer
Ein massiver Epoxidharzkörper ohne innere Hohlräume weist keine Stellen für Teilentladungen und keinen Feuchtigkeitspfad auf. Das Bauteil behält seine Nennleistung auch in einem feuchten, schmutzigen Industrieschrank bei, anstatt einen geschlossenen Öltank zu benötigen, und es nimmt im Laufe der Jahre weder Öl auf noch verliert es an Isolierung.
Auswahlpfad
VIER ENTSCHEIDUNGEN, IN DIESER REIHENFOLGE.
1
Spannungsklasse
Die umgekehrte Nennweite bestimmt als erstes die physische Länge des Bauteils und damit dessen Grundfläche. Beginnen Sie hier.
2
Aktuelle Klasse
Der mittlere Vorwärtsstrom bestimmt die Familie innerhalb dieser Spannung: Blöcke und Spalten mit niedrigem Strom oder die Klassen HGE/HGF/HGU mit höherem Strom, die an einem Kühlkörper befestigt werden.
3
Förderkurs
Standard, schnell oder ultraschnell, ausgewählt nach der Schaltfrequenz des Schaltkreises und nicht nach dem Suffix der alten Teilenummer.
4
Montage
Einsatz, Revolver, Bolzen, Flansch, axiale Zuleitung oder Platinenmontage. Das ist die Abmessung, die darüber entscheidet, ob das Bauteil direkt wieder eingesetzt werden kann.
Gleichrichter und Kondensator zusammen
DIE ANDERE HÄLFTE DES MULTIPLIKATORS.
In einem Röntgengenerator, einer Multiplikator- oder Glättungsstufe arbeitet die Gleichrichterstufe mit Hochspannungs-Türknaufkondensatoren – bolzen- oder flanschmontierten Bauteilen, die im selben Gehäuse sitzen und die gleiche thermische Belastung tragen. Ein Generator, dessen Gleichrichter defekt sind, weist in der Regel auch gealterte Kondensatoren auf. Der Austausch eines Bauteils ohne den anderen führt zu einer inkompatiblen Stufe. HVC fertigt beide Linien selbst, sodass die gesamte Stufe in einem Schritt neu qualifiziert wird, anstatt sie von zwei Lieferanten zu beziehen.
Häufig gestellte Fragen
HOCHSPANNUNGSGLEICHRICHTERSTAPLEN, ERKLÄRT.
Frage 1: Was ist ein Hochspannungsgleichrichterstapel?
Ein Gleichrichterstapel ist eine Reihenschaltung von Siliziumchips in einem einzigen Gehäuse. Da ein einzelner Siliziumübergang nur wenige Kilovolt in Sperrrichtung aushält, erfolgt die Hochspannungsgleichrichtung durch die Reihenschaltung vieler Übergänge in einem Gehäuse – die Sperrspannungen addieren sich, während die Strombelastbarkeit der eines einzelnen Chips entspricht. HVC fertigt diese als Blöcke, Brücken, Platinengleichrichter, Flanschbaugruppen und Epoxidsäulen.
Frage 2: Welchen Spannungs- und Strombereich können Sie liefern?
Die Gleichrichter-Produktlinie deckt einen Spannungsbereich von 1 kV bis 500 kV bei Strömen von 10 mA bis 200 A ab; die unten aufgeführten, nicht mehr erhältlichen Bauteile decken einen Spannungsbereich von 1 kV bis 600 kV bei Strömen von 3 mA bis 25 A ab. Die Sperrverzögerungszeit reicht von 35 ns (schnelle Verzögerung) bis hin zu Standardverzögerungszeiten, und der Betriebsfrequenzbereich liegt zwischen 50 Hz und 200 kHz. Bestückte Bauteile – Röntgenplatten und -säulen – sind für Spannungen über 500 kV ausgelegt. Die Sperrschichttemperatur ist bis 175 °C zulässig.
Frage 3: Kann ein HVC-Stack eine HVCA-, VMI- oder EDI-Baugruppe direkt ersetzen?
Die Bauteile sind baugleich und für dieselben Nennleistungen ausgelegt. Der Austausch erfolgt daher form- und funktionsgleich: gleiche Spannungsstufe, gleiche Stromklasse, gleiches Montagebild. Bitte überprüfen Sie die Montageabmessungen anhand Ihrer Zeichnung, bevor Sie das Bauteil freigeben, da dies nicht durch eine Vergleichstabelle abgedeckt werden kann.
Frage 4: Benötigen Hochspannungsgleichrichter eine Ölkühlung?
Nicht die HVC-Teile. Der Die-Strang ist vakuumgelötet in einen massiven Epoxidkörper ohne innere Hohlräume, sodass keine Stellen für Teilentladungen und kein Feuchtigkeitseintritt möglich sind. Dies ermöglicht einen Trockenbetrieb, wo einige ältere Baugruppen in Öl gelagert werden mussten – und eliminiert den Öltank, die Wartung der Flüssigkeiten und die potenzielle Leckagequelle.
Frage 5: Wie wähle ich zwischen einem Block, einer Säule und einer Brücke?
Die Art der Bauteilmontage und die Anforderungen der Schaltung bestimmen die Bauform. Blöcke werden mittels Einsätzen oder Bolzen an einem Chassis oder Kühlkörper befestigt; Säulen sind axial bedrahtete Bauteile, die von ihren Anschlüssen gehalten werden; eine Brücke ist eine vollständige Vierarmbaugruppe, die dort eingesetzt wird, wo die Schaltung beide Halbwellen in einem Gehäuse gleichrichtet. Da sich die elektrischen Nennwerte überschneiden, ist in der Regel die mechanische Anordnung ausschlaggebend.
Frage 6: Können Sie eine Teilenummer finden, die nicht auf dieser Liste steht?
Ja. Die untenstehende Tabelle umfasst die gängigen älteren Leistungsbereiche, aber die gleiche Konstruktion eignet sich auch für kundenspezifische Ausführungen. Senden Sie uns die Original-Teilenummer, die Kennzeichnung am Gehäuse und die Anwendung, und die HVC-Entwicklungsabteilung liefert Ihnen das entsprechende Bauteil – auch für nicht standardmäßige Spannungs- und Stromkombinationen.
Weiterführende Literatur
TECHNISCHE LEITFADEN.
Warum Ihr Hochspannungsgleichrichter nach dem Austausch heiß läuft
Die häufigste Ursache ist eine Diskrepanz in der Wiederherstellungszeit – und das Abgleichen des Suffixes der alten Teilenummer ist die falsche Methode.
Warum zuerst ein Würfel in einem Stapel ausfällt
Ungleiche Spannungsverteilung löst den Ausfall aus, und innerhalb von Mikrosekunden kommt es zu einer Kettenreaktion. Was die RC-kompensierten Varianten dagegen tun.
Wie die Sperrschichttemperatur die Lebensdauer bestimmt
Warum die Montageart die Strombelastbarkeit bestimmt und worauf beim Austausch einer Baugruppe im Hinblick auf den Wärmepfad zu achten ist.
Warum Hochspannungsgleichrichter als Stapel aufgebaut sind
Eine einzelne pn-Übergangsstelle hält einigen Kilovolt stand. Woher diese Grenze kommt und welche Auswirkungen sie auf das Bauteil hat.
Ölimmersion ist nicht mehr erforderlich
Was hat sich bei der Glaspassivierung, dem Vakuumlöten und der porenfreien Verkapselung geändert – und was sollte bei einem Trockenaustausch erneut überprüft werden?
Wie man eine Gleichrichter-Teilenummer liest
Stromklasse, Spannungs- und Erholungsklasse sowie die vier verschiedenen Notationen, die die Familien für dieselben drei Konzepte verwenden.
Globale industrielle Referenzen und Fähigkeiten
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