Способ управления тиристором

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления тиристорами в преобразователях автономных источников электропитания , к которым предъявляются высокие требования в отношении массогабаритных показателей системы управления. Целью изобретения является уменьшение мощности сигнала управления . Для этого с помощью транзистора 2 формируют эталонный сигнал тока, а с помощью источника 1 - эталонный сигнал напряжения управления, превышающие отпираккцие TcfK и напряжекма. Измеряют напряжение управления и с помощью тр анзистора 4 сравнивают его с эталонным сигналом напряжения. При превышении эталонным сигналом напряжения управления с помощью транзисторов 2, 4 и резистора 3 поддерживают постоянный ток в цепи управляющего электрода тиристора 8 равным эталонному сигналу тока, а при обратном соотношении эталонного сигнала и напряжения управления уменьшают ток управл ния тиристора 8 с помощью транзисторов 2, 4 до величины, обеспечивающей равенство напряжения управления эталонному сигналу напряжения 3 ил. S ®

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (59 j - Н 02 М 1/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4121033/24-07 (22) 10.06.86 (46) 30.09,88. Бюл. Р 36 (71) Новосибирский электротехнический институт (72) Е.А. Подъяков, В.В. Иванцов, Ю..Е. Семенов, С.А. Харитонов и В.М. Нишляев (53) 621.316. 727 (088.8) (56) Писарев А.Л., Деткин Л.П. Управление тиристорными преобразователямн, N. Энергия, 1975, с. 230.

Там же, с. 217. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРОИ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления тиристорами в преобразователях автономных источников электропитания, к которым предъявляются высокие требования в отношении массогабаритньм показателей системы управления. Целью изобретения является

„„SU„„1427516 А1 уменьшение мощности сигнала управления. Для этого с помощью транзистора 2 формируют эталонный сигнал тока, а с помощью источника 1 - эталонный сигнал напряжения управления, превышающие отпирающие ток и напряжение.

Измеряют напряжение управления и с помощью транзистора 4 сравнивают его с эталонным сигналом напряжения. При превышении эталонным сигналом напряжения управления с помощью транзисторов 2, 4 и резистора 3 поддерживают постоянный ток в цепи управляющего электрода тиристора 8 равным эталонному сигналу тока, а при обратчом соотношении эталонного сигнала и напряжения управления уменьшают ток ул- Ж равления тиристора 8 с помошью транзисторов 2, 4 до вел чины, обеспечивающей равенство напряжения управления эталонному сигналу напряжения.

3 ил.

1427516

Изобретение относится к электрос технике и может быть использовано для управления тиристорами в преобразователях автономных источников электро5

1титания, к которым предъявляются вы" окне требования в отношении массот абаритных показателей системы управления.

Целью изобретения является уменьшение мощности сигнала управления.

На фиг. 1 изображена принципиальттая схема одного из возможных устройств, реализующих данный способ; на фиг. 2 и 3 — графики, поясняющие 15 его работу.

Устройство (фиг. 1) содержит источник 1 постоянного напряжения, один полюс которого соединен с эмит-.

3 тером транзистора 2 и через резис- 20 тор 3 с эмиттером транзистора 4, его база соединена с коллектором транзистора 2 и через резистор 5 с коллектором транзистора 6, между коллектором

"ьс и эмиттером транзистора 2 включен резистор 7, эмит-ер транзистора 6 соединен с вторым полюсом источника 1 питания и с катодом тиристора 8, управляющий электрод которого соединен с коллектором транзистора 4 непосред- 30 ственно и со своим катодом через резистор 9.

Устройство работает следующим образом.

Н исходном состоянии транзистор б 35 закрыт отрицательным сигналом, подаС3 ваемым на его базу. Транзисторы 4 и 2 вследствие этого также закрыты.

Тепловой ток транзистора 4 протекает через резистор 9 и создает малое па- 40 дение напряжения в цепи уттравляющий электрод —. катод, не приводящее K открыванию тпристора 8. При подаче положительного ттерепада напряжения на базу транзистора б он открывается, обеспечивая тем самым протекание базового тока транзистора 4„ следовательно транзистор 4 тоже открывается, в его коллекторной цепи протекает ток I<„ = I<. На управляющий электрод тиристора подается сигнал управления. Транзистор 2 обеспечивает постоянство тока, протекающего через резистор 3 и эмиттер транзистора 4 за счет регулирования тока ба55 зы транзистора 4. Следовательно, в цепи управляющего электрода тиристора 8 протекает постоянный ток управления I

Для уяснения способа управления тиристором обратимся к фиг. 2, на которой приведены характеристики управления тиристором данного типа Uq

- "Й(Хц). Разброс характеристик управления тиристоров данного типа лежит в,пределах линий 10 и 12. Линия

13 ограничивает сигнал управления по допустимой мощности, рассеиваемой на переходе управляющий электродкатод. Линия х — нагрузочная прямая источника сигнала управления, характеризующая способ-прототип. Линия у представляет собой линию 11 нагрузки устройства, управления, реализующего предлагаемый способ. Заштрихованная область — область значений напряжения и тока сигналов управления, при которых включение тиристора данного типа не гарантировано, При этом значения U>r и I

На фиг. 3 изображены выходные характеристики транзистора 4, необходимые для уяснения принципа работы устройства управлечия на фиг. 1. По предельным характеристикам управления тири;тором (фиг. 2) определяют отпирающий ток и напряжение управления, соответствующие нижней границе зоны гарантированного включения тиристора — Usr, I r, определяют предельно допустимые ток и напряжение управления, соответствующие верхней границе зоны гарантированного включения, которые ограничены линией 13 (фиг.2) по допустимой мощности, рассеиваемой на переходе управляющий электрод - катод тиристора 8, формируют эталонные сигналы тока и напряжения управления, формирование эталонного сигнала напряжения осуществляют выбором напряжения источника питания Ед. Напряжение источника питания должно быть таким, чтобы при — Iqr Еп Пчг + Ua; + U

U падение напряжения на резисторе. 3 при стабилизации тока управления;

U„ „„ — напряжение между коллектором и эмиттером транзистора 4, необходимые для его работы в активном режиме.

1427516

При подаче па базу транзистора 6 положительного напряжения транзисторы 6, 4, 2 открываются, на управляющий электрод тиристора 8 поступает напряжение управления Uq, в случае, если Бз < U r при 1ч = Isr транзистор 4 работает в активном режиме и .рабочая точка находится правее точки А на фиг.3., при этом стабилизируется ток через резистор 3, так как Ug транзистора 2 постоянно и

U<7, = UR если ток через резистор 3 изменится, то изменится и Х коллекторный ток транзистора 2, при этом изменится базовый ток транзистора 4 Ig так, чтобы Ug const.

Таким образом если транзистор 4 работает в активном режиме, то стабилизируется его ток в коллекторной 20 цепи и в цепи управляющего электрода тиристора 8. Соответствующим выбором величины резистора 3 обеспечивается стабилизация тока в цепи управляющег о электр ода на ур овне Хз > ? г °

Дпя этого необходимо, чтобы

П з о

Rç

Тчг

Таким образом, при включении тран- ЗО зистора 4 на управляющий электрод подается сигнал управления, при этом осуществляется сравнение напряжения управляющий электрод — катод с напряжением источника питания Ец, Если на- З5 пряжение управления меньше или равно Q Еп ?з а К Ugg qg 1 То транзистор 4 работает в активном режиме за счет транзистора 2 и осуществляется стабилизация тока в цепи уп- 4р равляющего электрода тиристора 8 °

В случае если Ug o Uvr при Хч = ?чг, то нарушается условие работы транзистора 4 в активном режиме, падение напряжения между коллектором и эмиттером транзистора 4 Uq> уменьшается.

При этом рабочая точка на характеристиках транзистора 4 (фиг. 3) переме,щается левее точки А, ток через резистор 3 и транзистор 4 не остается бб ,постоянным и уменьшается, а напряжение управления Бз = Š— Бр, — Uq, превышает напряжение Б„, на небольшую величину. Ток в цепи управляющего электрода уменьшается до величины, определяемой пересечением вольт-амперной характеристики управляющего электрода и линии по уравнению: Uq

= Еп — Uq — Uq . Напряжение управления при этом остается приблизительно равным эталонному сигналу напряжения.

Таким образом, устройство, реализующее предлагаемый способ упранления, работает так, что линия нагрузки охватывает зону гарантированного вкл:очения. 3а счет этого уменьшаюся ток и напряжение управления тиристором I> U а значит и мощность сигнала управления по сравнению со способом прототипом. Кроме того, за счет этого может быть также уменьшена установленная мощность и улучшены массогабаритные показатели устройства, реализующего способ.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет уменьшить и мощность сигнала управления.

Формула изобретения

Способ управления тиристором, заключающийся в том, что по предельным характеристикам управления тиристоров определяют отпирающие значения тока и напряжения управления, соответствующие нижней границе зоны гарантированного включени - тиристора„ а также предельно допустимые значения тока и напряжения управления, формируют сигнал управления тиристором, значения тока и напряжения которого не превышают предельно допустимых, причем значение тока или напряжения превышает значение, соответствующее отпирающему, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью уменьшения мощности сигнала управления, задают эталонные значения тока и напряжения управления с величиной не меньше отпирающего значения, измеряют напряжение управления, срав*ивают его значение с эталонным и в случае, если эталонное значение превышает величину напряжения управления, величину тока управления поддерживают равной его эталонному значению, а в случае, если величина напряжения управления превышает эталонное значение, величину тока управления уменьшают до значения, обеспечивающего равенство значений напряжения управления и эталонного.

1427516

Хднцн фУ6. 3

Составитель А. Меркулова

Техред Л. Олийнык

Корректор Г. Решетник

Редактор М. Бандура

Тираж 666 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1)3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4861/52

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4