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Anlaufwiderstand in Hochvolt-MOS als Feldplatte integriert

IP.com Disclosure Number: IPCOM000018456D
Original Publication Date: 2002-Sep-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-23
Document File: 1 page(s) / 495K

Publishing Venue

Siemens

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Martin Feldtkeller: AUTHOR

Abstract

Bei Schaltnetzteilen mit einer Steuerschaltung und mindestens einem Hochvolt-MOSFET (Hochvolt- Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) oder IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) be- steht die Steuerschaltung aus Niedervolt- Bauelementen und kann nicht direkt aus der Ein- gangsspannung des Schaltnetzteils betrieben werden. Deshalb muss die Steuerschaltung aus einer Sekun- därwicklung des Schaltnetzteil-Transformators ver- sorgt werden, wobei jedoch ein Anlaufwiderstand bzw. eine Anlaufstromquelle erforderlich ist, um direkt nach dem Einschalten des Netzteils einen Kondensator aufzuladen, der die Steuerschaltung mit Energie versorgt, bis die Sekundärwicklung die Versorgung übernehmen kann. Bisher wird der Anlaufwiderstand als diskretes Bau- teil zwischen der Eingangsspannung und der Versor- gung der Steuerschaltung realisiert. Zur Einsparung von Verlustleistung wird der Strom durch den An- laufwiderstand durch einen als Sourcefolger ge- schalteten Hochvolt-MOSFET verstärkt, so dass Widerstandswerte zwischen 2MΩ und 10MΩ nötig sind. Der anfangs hohe Drainstrom des Sourcefolgers wird nach erfolgreichem Anlauf abgeschaltet.

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Bauelemente

Anlaufwiderstand in Hochvolt-MOS als Feldplatte integriert

Idee: Martin Feldtkeller, München

Bei� Schaltnetzteilen� mit� einer� Steuerschaltung undmindestens einem� Hochvolt-MOSFET� (Hochvolt-Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)oder IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) be-steht die Steuerschaltung aus Niedervolt-Bauelementen� und� kann� nicht� direkt� aus der Ein-gangsspannung des Schaltnetzteils betrieben werden.Deshalb muss die Steuerschaltung aus einer Sekun-därwicklung� des� Schaltnetzteil-Transformators ver-sorgt� werden,� wobei� jedoch ein Anlaufwiderstandbzw. eine� Anlaufstromquelle� erforderlich� ist,� umdirekt� nach� dem� Einschalten� des� Netzteils einenKondensator aufzuladen, der die Steuerschaltung mitEnergie� versorgt,� bis� die� Sekundärwicklung dieVersorgung übernehmen kann.

Bisher wird der Anlaufwiderstand als diskretes Bau-teil zwischen der Eingangsspannung und der Versor-gung der Steuerschaltung realisiert. Zur Einsparungvon Verlustleistung wird der Strom durch den An-laufwiderstand durch� einen� als� Sourcefolger� ge-schalteten Hochvolt-MOSFET verstärkt, so dassWiderstandswerte zwischen 2MΩ und 10MΩ nötigsind. Der anfangs hohe Drainstrom des Sourcefolgerswird nach erfolgreichem Anlauf abgeschaltet.

Es wird vorgeschlagen, die als Randabschluss vorge-sehenen� konzentrischen� Feldplatten des Hochvolt-Bauelementes spiralförmig als schmale Polysilizium-bahnen auszuführen und so gleichzeitig als Anlauf-widerstand zu nutzen. Abbildung 1 zeigt das Schalt-bild eines Schaltnetzteils mit dem LeistungsschalterT1, dem Sourcefolger T2 und dem AnlaufwiderstandRA. Das äußere Ende der Leiterbahn wird mit demDrain� des� Leistungsschalters� verbunden� und� dasinnere Ende wird an das Gate eines Sourcefolgersangeschlossen, der in das Zellenfeld des Leistungs-schalters integriert ist und mit diesem ein gemeinsa-mes Drain hat. Das Source des Sourcefolgers w...