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Bauelement mit verbessertem HV-Randabschluss

IP.com Disclosure Number: IPCOM000028655D
Original Publication Date: 2004-Jun-25
Included in the Prior Art Database: 2004-Jun-25

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Bei Hochvolt-Bauelementen, speziell oberhalb von 1200 V Nennsperrspannung, ist nicht nur die nominale Sperrspannung fuer die Applikation relevant, sondern auch die sogenannte Gleichsperrspannungsstabilitaet. Durch den Einfluss von energiereicher ionisierender Strahlung wie Hoehenstrahlung kommt es statistisch zu spontanem Bauteilversagen. Die Wahrscheinlichkeit solcher spontaner Ausfaelle steigt exponentiell mit der lokal im Bauelement auftretenden elektrischen Feldstaerke, also mit der anliegenden Gleichspannung, an. Die Ausfaelle haeufen sich speziell bei nicht angepassten Designs insbesondere am Rand. Entsprechend der avisierten Applikationen und der tolerierten Ausfallwahrscheinlichkeit muss die Zwischenkreisspannung begrenzt bleiben. Damit bleibt auch die verfuegbare Leistung des Umrichters begrenzt. Alternativ oder zusaetzlich muss die tatsaechliche Sperrfaehigkeit des Bauelements entsprechend erhoeht werden, was wiederum zu Nachteilen beim Schaltverhalten und den Verlusten fuehrt. Durch die Beseitigung einer Schwachstelle im Randdesign kann das Problem geloest werden. Dadurch verbessert sich die Gleichspannungsstabilitaet des Bauelements derart, dass weitere Massnahmen zur Erhoehung der Sperrfaehigkeit nicht oder nur in reduziertem Ausmass ergriffen werden muessen.