Тиристорный ключ

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскиз

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт.-свид-ву (22) За влеио 14.04.81 (2 .) 3273431i18-21 1И) М.Ка.

Н 03 К 17/56 с присоединением заявки Мо

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 07.03.83.Бюллетень М 9

1И) УДК 621.314. 5 (088. 8) Дата опубликования описания 07.03. 83 (72) Автор изобретения

В.К. Рехлов с I. (71) Заявитель (54 ) тиРисторныЯ ключ

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для бесконтактной коммутации в устройствах автоматики.

Известен тиристорний ключ, содержащий основной тиристор, в цепь которого включена индуктивная нагрузка и цепь гашения основного тиристора, содержащая коммутирующий конденсатор, подключенный к катоду основного ти-.. ристора через коммутирующий тиристор Г1).

Данное устройство имеет низкую надежность и быстродействие. Низкая надежность обусловлена наличием схемы управления, в которой могут возникнуть сбои фазы следования управляющих импульсов, низкое быстродействие — ограниченной скоростью переключения реактивных элементов нагрузки и цепи коммутации.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является тиристорнь1й ключ, содержащий основной тиристор, включенный на выходе шины . 25

"Плюс" выпрямительного моста последовательно с нагрузкой, и цепь искусственной. конденсаторной коммутации, состоящей из последовательно соединенных коммутирующего тиристора ЗО и онденсатора. Для управления тиристорами к управляющим электродам подключены выходы блока управления (2 3.

Недостатком данного технического решения является также низкая надежность и быстродействие по указанным выше причинам.

Цель изобретения — повышение надежности и быстродействия тиристорного ключа.

Поставленная цель достигается тем, что в тиристорном ключе, содержащем основной тиристор, подключенный к шине "Плюс" выпрямительного моста последовательно с нагрузкой, и цепь искусственной, коммутации, состоящую из последовательно .соединенных коммутирующих тиристора и конденсатора, между шиной "Минус" выпрямительного моста и нагрузкой включен первый диод, катод коммутирующего тиристора включен между точкой соединения нагрузки с катодом основного тиристора, свободный вывод коммутирующего конденсатора соединен с шиной "Минус" выпрямитель- . ного моста, коммутирующий конденсатор шунтирован первым резистором, коммутирующий тиристор шунтирован

1003343

Формула изобретения цепью иэ второго резистора и второго диода, которые соединены последовательно между собой, катод второго диода соединен с анодом коммутирующего тиристора, а между управляющим электродом и анодом данного 5 тиристора включены в последовательную цепь стабилитрон, третий резистор и третий диод, при этом анод третьего диода соединен с анодом. коммутирующего тиристора, а анод 10 стабилитрона — с управляющим электродом данного тиристора.

На чертеже изображена электрическая принципиальная схема устройства.

Устройство содержит выпрямительный мост 1, основной тиристор 2 с нагрузкой 3 в цепи. катода, соединенной последовательно с диодом 4, цепь заряда коммутирующего конденсатора 5, состоящую из резистора 6 и диода 7, коммутирующий тиристор 8, между анодом и управляющим электродом которого включена последовательная цепочка из стабилитрона 9, резистора 10 и диода 11. I:oììóòèpóþLtèé конденсатор

5 шунтирован резистором 12.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении основной тиристор 2 заперт и ток через нагруэ ку 3 не протекает. При подаче управляющего напряжения на управляющий электрод основного тиристора 2 он включается и напряжение выпрямительного моста 1 прикладывается к нагрузке 3 через открытый диод 4. Че» рез нагрузку 3 начинает протекать ток. Одновременно через открытый основной тиристор 2, резистор б и диод

7 заряжается коммутирующий.конденсатор 5. 40

В первую половину полупериода питающего напряжения коммутирующий конденсатор 5 заряжается до амплитудной величины падения напряжения на нагрузке 3 и диоде 4. Во второй поло- 45 вине полупериода напряжение на нагрузке уменьшается и, когда разница напряжения, до которого заряжается конденсатор 5, и напряжения на последовательной цепи нагрузки 3 и диода 4 станет больше напряжения пробоя стабилитрона. 9, коммутирующий конденсатор 5 начинает разряжаться через диод 11, резистор 10, стабилитрон 9, промежуток управляющий электрод-катод коммутирующего тиристора 8, нагрузку 3 и диод 4. Под действием этого тока коммутирующий тиристор 8 открывается и напряжение коммутирующего конденсатора 5 через открытый коммутирующий тиристор 8 прикладыва-. 60 ется к нагрузке 3 и диоду 4. Так как в этот момент напряжение на выходе выпрямительного моста 1 меньше, чем напряжение заряженного коммутирующего конденсатора 5, к диодам источника65

1 и к основному тиристору 2 оказывается приложенным запирающее напряжение, равное разности напряжений коммутирующего конденсатора 5 и выпрямительного моста 1, в результате чего. ток через основной тиристор 2 прекратится и он запрется.

Если управляющее напряжение на управляющий электрод основного тиристора 2 продолжает подаваться, то по окончании; разряда коммутирующего конденсатора 5 напряжение выпрямительного моста 1 вновь окажется приложено к промежутку анод-катод тиристора 2 и он вновь откроется. В последующем описании процессы повторяются каждый полупериод питающего напряжения источника 1.

Если же к моменту прекращения тока через основной тиристор 2 управляющее напряжение с его управляющего электрода будет снято, то он остается выключенным. Начинаетсь переходный процесс спадания тока нагрузки, причем ток нагрузки замыкается по цепи диод 4, коммутирующий конденсатор 5, резистор 12, промежуток анод-катод открытого коммутирующего тиристора 8. Этот ток перезаряжает коммутирующий конденсатор 5, который своим встречно направленным напряжением гасит ток нагрузки 3.

После прекращения протекания тока нагрузки 3 коммутирующий конденсатор 5 разряжается через резистор 12.

Диод 4 препятствует возникновению колебательного процесса в контуре, образованном коммутирующим конденсатором 5 и нагрузкой З,при запирании основного тиристора 2. Диод 11 защищает управляющий переход коммутирующего тиристора 8 от пробоя при обратной полярности напряжения на промежутке анод-катод. Резистор 10 ограничивает ток в цепи управляющего электрода коммутирующего тиристора 8, а резистор 6 ограничивает ток через основной тиристор 2 при заряде ком-. мутирующего конденсатора 5.

Благодаря тому, что нагрузка 3 не шунтируется встречным диодом, ток нагрузки 3 после запирания основного тиристора 2 перезаряжает коммутирующий конденсатор 5 и гасится его встречным напряжением, что ускоряет процесс отключения тока нагрузки, а отсутствие схемы управления тиристорами повышает надежность предлагаемого устройства.

Тиристорный ключ, содержащий основнои тиристор, подключенный к шине "Плюс" выпрямительного моста последовательно с нагрузкой, и цепь искусственной:коммутации, состоящую

003343

Составитель A. Бомко

Редактор В. Петраш Техред О.Неце Корректор М. Демчик

Заказ 1589/45 Тираж 934 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1 из последовательно соединенных коммутирующего тиристора и коммутирующего конденсатора, о т л и ч а ю щ и— и с я тем, что, с целью повышения

его надежности и быстродействия, между шиной "Минус". выпрямительного моста и нагрузкой включен первый диод, катод коммутирующего тиристора включен между точкой соединения нагрузки с катодом основного тиристора, свободный вывод коммутирующего конденсатора соединен с шиной "Минус" выпрямительного моста, коммутирующий конденсатор шунтирован первым резистором, коммутирующий тиристор шунтирован цепью из второго резистора и второго диода, которые соединены последовательно между собой, катод второго диода соединен с анодом коммутирующего тиристора, а между управляющим электродом и анодом данного тиристора включены в последовательную цепь стабилитрон, третий резистор и третий диод, анод третьего диода соединен с анодом коммутирующего тиристора, а анод стабилнтрона с управляющим электродом данного тиристора.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1..3абродин Ю.С., Узлы принудительной коммутации тиристоров. N., "Энергия", 1974, с. 8.

l5 2. Волков И. B.. и др. Источники электропитания лазеров. Киев, "Тех.ника", 1976, с. 158, рис. 88.