Устройство для управления силовым тиристором

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления силовыми ключами различных устройств преобразовательной техники. Целью изобретения является упрощение устройства. В исходном состоянии вспомогательный ключ 2 закрыт. По цепи источник питания 1- резистор 4 - управляющий переход тиристора 7 - резистор 5 - источник 1 проходит ток, и управляющий переход тиристора 7 смещен в обратном направлении. При отпирании ключа 2 по цепи источник 1 - ключ 2- управляющий переход тиристора 7 - стабилитрон 3 - источник 1 проходит ток управления, и тиристор 7 отпирается. Для уменьшения динамического сопротивления стабилитрон 3 может быть зашунтирован конденсатором 6. Для ограничения тока управления последовательно с стабилитроном 3 может быть включен резистор 8. Для выключения тиристора 7 запирают вспомогательный ключ 2 и управляющий переход тиристора 7 смещается в обратном направлении током от источника 1. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. (Л С

/ /

СОГОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИЛЛИС! И! IF CKVIX

РЕСПУБЛИК (спc l I 02 М /08

ГОСУДА Р СТВ Е Н! <Ы и КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4124792/07 (22) 26.09.86 (46) 15.09.91. Бюл, М 34 (71) Производственное объединение "Ворошиловградский тепловоэостроительный завод им. Октябрьской революции" (72) В.Н, Панченко (53) 621.316.727(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hh 746831, кл. H 02 M 1/08, 1980.

Авторское свидетельство СССР

hL 1134089, кл. Н 02 М 1/08, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СИЛОВЫМ ТИРИСТОРОМ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления силовыми ключами различных устройств преобразовательной техники. Целью изобретения является упрощение устройства.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления силовыми ключами различных устройств преобразовательной техники.

Целью изобретения является упрощение устройства.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 и 3 — варианты устрОйства для формирования управляющего импульса положительной и отрицательной полярности соответственно; на фиг. 4- показано включение диода в RC-цепь и шунтирование конденсатора этой цепочки дополнительным резистором.

Устройство для управления силовым тиристором содержит источник постоянного

„„SU „„1677811 А1

В исходном состоянии вспомогательный ключ 2 закрыт. По цепи источник питания

1 — резистор 4 — управляющий переход тиристора 7 — резистор 5 - источник 1 проходит ток, и управляющий переход тиристора

7 смещен в обратном направлении. При отпирании ключа 2 по цепи источник 1 — ключ

2 — управляющий переход тиристора 7— стабилитрон 3 — источник 1 проходит ток управления, и тиристор 7 отпирается, Для уменьшения динамического сопротивления стабилитрон 3 может быть зашунтирован конденсатором 6. Для ограничения тока управления последовательно с стабилитроном 3 может быть включен резистор 8. Для выключения тиристора 7 запирают вспомогательный ключ 2 и управляющий переход тиристора 7 смещается в обратном направлении током от источника 1. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. напряжения 1, вспомогательный ключ 2, по роговый элемент 3. резисторы смещения 4, 5. Пороговый элемент 3 может быть зашунтирован конденсатором 6. К выходным зажимам устройства подключен силовой ключ

7. Последовательно с пороговым элементом

3 может быть включен резистор 8.

На фиг. 2 и 3 резистор смещения 4 и пороговый элемент 3 подключены к выводам источника постоянного напряжения 1 через диоды 9 и 10 соответственно. Вспомогательный ключ содержит транзисторы разных типов проводимости 11 и !2, резисторы

13 и 14, зашунтированные соответственно

RC-цепочками (15 — 16) и (17-18), резисторы 19 и 20.

1677811

35

50

На фиг. 4 последовательно с RC-цепочкой (15--16) включен диод 21, Конденсатор

15 зэшунтирован резистором 22.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии вспомогательный ключ 2 закрыт. По цепи 1 — 4 — управляющий переход силового тиристора 7-5 — 1 проходит ток смещения, и управляющий переход силового тиристора 7 смещен в обратном направлении. При отпирании вспомогательного ключа 2 по цепи 1 — 2— управляющий переход силового тиристора

7-3-1 проходит ток управления, и тиристор

7 отпирается, Для уменьшения динамического сопротивления пороговый элемент 3 может быть зашунтирован конденсатором

6. Для ограничения тока управления последовательно с пороговым элементом 3 может быть включен резистор 8.

Для выключения силового тиристора 7 (силового транзистора) запирают вспомогательный ключ 2 и управляющий переход силового тиристора 7 смещается в обратном направлении током смещения.

Для выключения тиристора 7 запирают вспомогательный ключ 2 одновременно с подачей обратного смещения на тиристор.

B качестве вспомогательного ключа 2 могут быть использованы, например, полностью управляемые тиристоры. Однако полностью управляемые тиристоры имеют относительно большое время включения, что приводит к уменьшению скорости нарастэния тока управления силового тиристора.

С целью повышения скорости нарастания тока управления силового тиристора 7 вспомогательный ключ 2 выполнен на транзисторах 11 и 12 различных типов проводимости (см. фиг. 2, 3). Первый вывод источника постоянного напряжения 1 через резистор 13, зашунтированный RC-цепочкой (15-16) и транзистор 11 соединен с управляющим электродом силового тиристора

7, база транзистора 11 через резистор 19 связана со вторым выводом источника постоянного напряжения 1, а через резистор

14, зашунтировэнный RC-цепочкой (17 — 18), транзистор 12 и диод 9 — с первым выводом источника питания 1. База транзистора 12 через резис1ор 20 связана с коллектором транзистора 11. Резистор смещения 4 через диод 9 подключен к первому выводу источника питания 1, к второму выводу которого через диод 10 подключены пороговый элемент 3 и дополнительный резистор смещения 5. Вчеодч управления устройством подключень к бззе и змиттеру транзистора 12.

В исходном состоянии транзисторы 11 и 12 закрыты. По цепи 1-9-4 — управляющий переход тиристора 7-5-10 проходит ток (см, фиг. 2). Управляющий переход силового тиристора 7 смещен в обратном направлении. Падение напряжения на диодах

9 и 10 смещает в обратном направлении транзисторы 12 и 11 соответственно. Вместо диодов 9 и 10 при необходимости могут быть включены стабилитроны.

При подаче управляющего сигнала открывается транзистор 12. По цепи 1 — 9 — 12 — 14 (17 — 18) — база транзистора 11 начинает протекать ток, что приводит к появлению тока по цепи 1 — 13 (15 — 16) — 11 — 7 — 3 — 10 — 1, а также к дополнительному току базы транзистора

12 через резистор 20. Происходит лавинообразное отпирание транзисторов 11 и 12. Последовательно соединенные пороговый элемент 3 и диод 10 могут быть зашунтированы конденсатором 6.

Входной сигнал противоположной полярности запирает транзистор 12. запирается транзистор 11, управляющий переход силового тиристора 7. смещается в обратном направлении.

RC-цепочки (15 — 16) и (17 — 18) обеспечивают формирование форсированной части импульса управления ключом 7. Параметры форсированной и установившейся частей управляющего импульса могут устанавливаться независимо.

Длительность запирающего импульса дол)кна быть не меньше четырех постоянных времени разряда конденсатора 15. При управлении силовыми тиристорами минимальная длительность запирающего импульса равна примерно 100 мкс.

Минимальная длительность отпирающего импульса равна нескольким микросекундам.

Для уменьшения минимальной длительности запирающего импульса последовательно с RC-цепочкой (15-16) включен диод 21, а конденсатор 15 зашунтирован резистор 22 (см, фиг. 4).

Устройство работает следующим образом. При отпирании транзистора 11 форсированная часть импульса управления тиристором 7 формируется RC-цепочкой (15 — 16). После заряда конденсатора 15 ток через диод 21 определяется последовательно соединенными резисторами 22 и 16 и значительно меньше амплитудного значе; ния.тока. Полярность напряжения на конденсаторе 15 при этом указана на чертеже.

При эапирании транзистора 11 диод 21 исключает разряд конденсатора 15 через резисторы 13 и 20. Конденсатор разряжается через резистор 22. В этом случае длитель1677811 ность запирающего сигнала должна быть больше времени обратного восстановления диода 21 и может измеряться микросекун, дами.

Скорость нарастания и спада тока управления силового тиристора 7 определяется параметрами транзисторов 11 и 12 благодаря положительной обратной связи и не зависит от параметров сигнала управления.

Малая длительность управляющих импульсов устройства, низкие требования к фронтам позволяют включить на входе помехоподавляющие цепочки из пороговых элементов, конденсаторов, резисторов и исключить ложное срабатывание устройства.

Помехи по цепи источника питания могут быть легко отфильтрованы конденсатором фильтра, Источник постоянного напряжения 1 может быть удален от силового ключа.

Импульсы управления устройством могут подаваться через развязывающий трансформатор.

Формула изобретения

1. Устройство для управления силовым тиристором, содержащее источник питания, первый конденсатор, один вывод которого соединен с положительным выводом источника питания, другой — с отрицательным, первый транзистор, база которого соединена с одним выводом первого резистора и одним выводом источника сигнала управления, эмиттер первого транзистора соединен сдругим выводом источника сигнала управления, катодом первого диода, анод которого соединен с положительным выводом источника питания и катодом второго диода, анод которого соединен с базой первого транзистора, коллектор которого через первую RC-цепь, эашунтированную вторым резистором, соединен с базой второго транзистора, обратной Ilo отношению к первому транзистору проводимости, кол5 лектор которого соединен с одним выводом второй RC-цепи и одним выводом 1ретьего резистора, эмиттер второго транзистора предназначен для подключения к управляющему электроду силового тиристора, чет10 вертый резистор, один вывод которого соединен с базой второго транзистора, другой — с одним выводом второго конденсатора, другой вывод которого соединен с одним выводом пятого резистора, третий диод, ка15 тод которого соединен с отрицательным выводом источника питания и другим выводом четвертого резистора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены стабилитрон и шестой рези20 стор, причем катод стабилитрона предназначен для подключения к катоду силового тиристора, анод соединен с анодом третьего диода, один вывод шестого резистора предназначен для подключения к управля25 ющему электроду силового тиристора, другой соединен с анодом стабилитрона, катод которого соединен с также с другим выводом второго конденсатора, другой вывод пятого резистора соединен с эмиттером

30 первого транзистора, другой вывод первого резистора соединен с коллектором второго транзистора, другой вывод третьего резистора связан с другим выводом второй RCцепи и соединен с положительным выводом

35 источника питания, 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что другой вывод второй RC-цепи соединен с другим выводом третьего резистора через дополнительный диод, а кон40 денсатор второй RC-цепи эашунтирован дополнительным резистором, 1677811

1677811

Составитель А. Меркулова

Редактор В. Фельдман Техред М.Моргентал Корректор М, Максимишинец

Заказ 3120 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, уп.Гагарина, 101