Способ управления параллельно включенными управляемыми вентилями и устройство для его осуществления (варианты)

 

Сущность изобретения: управляющий включающий сигнал подают на управляющий вход управляемого вентиля. При этом при увеличении (уменьшении) силового тока от нулевого (удерживающего) значения до удерживающего (нулевого) уменьшают (увеличивают) управляющий включающий сигнал. 4 с. и 19 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления параллельно включенных управляемых вентилей статического преобразователя напряжения (тока).

Известен способ распределения тока между параллельно включенными вентилями статического преобразователя (авт.св. СССР N 1467691, кл. H 02 M 1/08, 13.04.87), заключающийся в том, что формируют следующие с периодом изменения напряжения сети питающей преобразователь, импульсы управления вентилями, подают на каждый вентиль M_i (i номер вентиля) импульсов из каждых очередных N импульсов управления, при этом импульсы управления подают одновременно не менее, чем к заданному числу n параллельных вентилей, каждые M_i импульсов управления подают к вентилю сериями, разделенными паузами, в каждом из n параллельно включенных и одновременно работающих вентилей, где n₁≠n, аM_i(0): N= 1, при заданном токе преобразователя измеряют среднюю за указанный период мощность потерь P_i(0) полагая число n_i n-1, вычисляют число k по выражению k=n-n_i,при токе преобразователя, превышающем заданный в число раз, определяемое по выражению n/n-k, и при одновременной работе n вентилей измеряют в каждом вентиле среднюю за указанный период мощность потерь P_i(k) перенумеровывают вентили в порядке убывания их мощностей потерь P_i(k), вычисляют отношение чисел M_i(k) и N по выражению: где P_мин(к-1) наименьшая из мощностей P_i(k-1), вычисляют число B_(k) по выражению если число B_(k)≅1то число M_i и N выбирают из соотношения в противном случае определяют наибольшее число i_(k), при котором удовлетворяется неравенство для вентиля с номером ν, определяемым из выражения n i_(k)+1, принимают для вентилей с номерами большими ν принимают

полагают число k=k+1 и принимают число n_in-k, после чего повторяют перечисленные операции, начиная с измерения в каждом вентиле при новом токе преобразователей средний за указанный период мощности потерь P_i(ν)
Недостатком способа является сложность управления, относительно большая стоимость из-за необходимости использования вычислительных средств и др. относительно большая потребляемая мощность цепи управления, относительно большая потребляемая мощность управляющих входов управляемых вентилей и др.

Известен также cпособ распределения тока между параллельно включенными тиристорами (авт. св. СССР 1365282, кл. H 02 M 1/08, 24.03.86), заключающийся в том, что на заданном временном интервале измеряют значение контролируемого параметра, формируют сигнал рассогласования, пропорциональный отклонению измеряемого параметра, и измеряют длительность задержки моментов подачи управляющих импульсов на тиристоры пропорционально сигналу рассогласования, в качестве заданного временного интервала принимают увеличенный в n раз период следования импульсов тока, где n-1 число параллельно включенных тиристоров; определяют тиристор, у которого значение контролируемого параметра минимально, а задержку момента подачи управляющих импульсов на остальные тиристоры осуществляют поочередно в каждый период следования импульсов тока у одного тиристора.

Недостатками способа являются также сложность исполнения способа управления, ограниченность предельно допустимого диапазона минимальных токов, вызванных возможностью самовыключения одного или части, или всех тиристоров, при уменьшении тока менее удерживающего, что уменьшает длительность включенного состояния параллельной цепи, при дальнейшем увеличении тока, например при переменном (скачкообразном выходном токе), что не исключает перегрузки оставшихся тиристоров.

Известен также наиболее близкий к предлагаемому способ управления параллельно включенными управляемыми вентилями и устройство для его осуществления (А. И. Вишневский, В. С. Руденко и др.Силовые ионные и полупроводниковые приборы. М.Высшая школа,1975,рис. 9. 15а, с.286), который заключается в том, что подают на управляющий вход предыдущего управляемого вентиля включающий сигнал (ток), измеряющий суммарный ток предыдущего управляющего вентиля и при превышении некоторого порогового значения подают на очередной последующий управляющий вход управляемого вентиля. Управляющий вход первого (одного из каналов) подключен к выходу управляющего источника устройства. Устройство, осуществляющее данный способ управления, состоит из последовательно включенных цепей из управляемого вентиля и датчика (ограничителя) тока, включенных параллельно, причем управляющий вывод очередного последующего управляемого вентиля подключен к точке соединения первых выводов управляемого вентиля и датчика (ограничителя) тока предыдущей последовательной цепи через вентиль, причем управляющий вывод управляемого вентиля первой последовательной цепи дополнительно подключен к первому выводу управляющего источника через дополнительный вентиль, а общий объединенный вывод вторых выводов датчиков (ограничителей) тока подключен к второму выводу для подключения управляющего источника.

Недостатком данного способа управления является относительно низкая надежность устройства, вызванная тем, что при включении первый управляемый вентиль параллельно включенных цепей обладает максимальной перегрузкой, особенно при относительно большой скорости нарастания тока при включении, относительно большой частоте включения, относительно малой длительности включенного состояния параллельной цепи, что не исключает невключение последних параллельных цепей, вызванное последовательным включением последовательных цепей, относительно малая крутизна управляющих включающих сигналов (токов/напряжений), вызванная относительно мощным включающим сигналом управляющего источника, а для последующих управляемых вентилей включающий сигнал уменьшается с увеличением номера канала, а для первого управляемого вентиля включающий ток ограничивается потерей мощности на датчике (ограничителе) тока первого канала; относительно узкие функциональные возможности устройства, способа управления, основанные на том, что при изменяющемся характере тока, при уменьшении силового тока менее, чем ток удержания используемого управляемого вентиля одного из каналов, не исключается самовыключение управляемого вентиля данного и последующего каналов, и при его увеличении в оставшемся или оставшихся каналах происходит последовательное включение выключенных каналов с некоторым временным сдвигом, что увеличивает коммутационные потери всего устройства, что увеличивает вероятность перегрузки всего устройства, наличие же включающих сигналов (токов) каждого из управляемых вентилей увеличивает потребляемые мощности управляющих входов управляемых вентилей, особенно тех, входное сопротивление (входная проводимость) управляющих входов которых или датчиков (ограничителей) тока отлично от остальных, что усиливает неравномерность потребляемых мощностей управляемых вентилей устройства; наличие различных параметров используемых датчиков тока или ВАХ используемых управляемых вентилей дополнительно усиливает неравномерность перегрева управляемых вентилей, вызванных неравномерностью их потребляемых мощностей.

Целью предлагаемых способов управления и устройства для их осуществления является увеличение надежности и расширение функциональных возможностей, уменьшение потребляемой мощности управляющего источника.

Поставленная цель достигнута в способе управления параллельно включенными управляемыми вентилями (первый вариант), основанном на подаче на управляющий вход управляемого вентиля управляющего включающего сигнала, измерении прямого силового тока управляемого вентиля, в результате того, что управляющий включающий сигнал подают на управляющий вход или соответствующий управляющий вход соответствующего управляемого вентиля, причем при увеличении (уменьшении) силового тока соответствующего управляемого вентиля от нулевого (удерживающего) до удерживаающего (подхватывающего) (нулевого) уменьшают (увеличивают) управляющий включающий или соответствующий включающий сигнал.

При этом при подаче на управляющий или соответствующий управляющий вход соответствующего управляемого вентиля включающего сигнала пропускают по его силовой цепи дополнительный удерживающий (подхватывающий) ток, причем при увеличении (уменьшении) силового тока соответствующего управляемого вентиля от нулевого (удерживающего) до удерживающего (подхватывающего) (нулевого) уменьшают (увеличивают) дополнительный его ток.

При этом длительность включающего источника или дополнительного источника тока, или включающего и дополнительного источника выбирают исходя из получения максимального или близкого к максимальному предельно допустимого среднего или действующего прямого силового тока для используемого типа соответствующего управляемого вентиля.

Поставленная цель достигнута в устройстве для управления параллельно включенными управляемыми вентилями (первый вариант), содержащем параллельно включенные цепи из последовательно включенных соответствующих управляемых вентилей и датчиков (ограничителей) тока, первый и второй выводы для подключения управляющего источника для соответствующего управляемого вентиля, в результате того, что дополнительно введены управляемые сопротивления по числу управляемых вентилей, причем соответствующая точка соединения первых выводов управляемого вентиля и датчиков тока соответствующей последовательной цепи подключена к соответствующему первому выводу для подключения соответствующего управляющего источника данной последовательной цепи через соответствующее управляемое сопротивление данной последовательной цепи, управляющий вывод которого подключен к второму выводу датчика (ограничителя) тока данной последовательной цепи, а управляющий вывод данного (соответствующего) управляемого вентиля подключен к второму выводу для подключения соответствующего управляющего источника данной последовательной цепи.

Так же в результате того, что соответствующее управляемое сопротивление может содержать дополнительный или соответствующий дополнительный управляющий вход, подключенный или соответственно подключенный к дополнительному или датчику, или индикатору, или управляющему источнику, или выходу, или выполнен или соответственно выполнен в виде или датчика или индикатора, или различной совокупности.

Так же в результате того, что соответствующее управляемое сопротивление может содержать дополнительный или соответствующий дополнительный выход, подключенный или соответственно подключенный к управляющему или соответствующему управляющему входу соответствующего дополнительно введенного соответствующего управляемого ключа (сопротивления), причем управляющий вывод (основной или дополнительный) управляемого вентиля данной последовательной цепи подключен дополнительно к второму выводу или датчика (ограничителя) тока или управляемого вентиля своей последовательной цепи через или дополнительно введенный (введенное) управляемый (управляемое) ключ (сопротивление), или через соответствующую дополнительно введенную последовательно включенную цепь из введенного управляемого ключа (сопротивления) или дополнительного источника питания, например предварительно заряженного конденсатора, или дополнительного выхода управляемого сопротивления, или датчика (ограничителя) тока, или датчика, или индикатора, или управляющего входа, или выхода, или дросселя, или реактора, или обмотки электромагнита, или различной их совокупности (последовательности).

Кроме того, соответствующее управляемое сопротивление может содержать дополнительный или соответствующий дополнительный выход, подключенный или соответственно подключенный к управляющему или соответствующему управляющему входу дополнительно введенного соответствующего управляемого ключа (сопротивления), причем соответствующая точка соединения первых выводов соответствующего управляемого вентиля и датчика (ограничителя) тока дополнительно подключена к второму выводу управляемого вентиля своей последовательной цепи через или дополнительно введенный соответствующий (соответствующее) управляемый (управляемое) ключ (сопротивление), или через соответствующую дополнительно введенную последовательную цепь из введенного управляемого ключа (сопротивления) или дополнительного источника питания, например, предварительно заряженного конденсатора, или дополнительного выхода управляемого сопротивления, или датчика (ограничителя) тока, или дополнительного или датчика, или индикатора, или обмотки электромагнита, или дросселя, или реактора, или управляющего входа, или выхода, или различной их совокупности (последовательности).

Кроме того, управляющий вывод (основной или дополнительный) соответствующего управляемого вентиля может быть дополнительно подключен к второму выводу или датчика (ограничителя) тока, или управляемого вентиля своей последовательной цепи через или дополнительно введенный (введенное) управляемый (управляемое) ключ (сопротивление), или через соответствующую дополнительно введенную цепь из введенного управляемого ключа (сопротивления) или дополнительного источника питания, например, предварительно заряженного конденсатора, или дополнительного выхода управляемого сопротивления, или датчика (ограничителя) тока, или дополнительного или датчика, или индикатора, или управляющего входа, или выхода, или дросселя, или реактора, или обмотки электромагнита,или различной их совокупности (последовательности), причем управляющий или соответствующий управляющий вход введенного управляемого ключа (сопротивления) подключен к выходу или соответствующему выходу или управляющего входа или выхода, или дросселя, или реактора, или электромагнита, или датчика (ограничителя) тока, или датчика, или индикатора, или управляемого вентиля или различной их совокупности.

При этом соответствующий датчик (ограничитель) тока может содержать дополнительный или соответствующий дополнительный выход, подключенный или соответственно подключенный к управляющему, или соответствующему управляющему или дополнительно управляющему входу, или управляемого сопротивления, или управляемого ключа (сопротивления), или управляемого вентиля или своей, или соседней, или соседних, или всех последовательных (параллельных) цепей, или различных их совокупностей.

Так же соответствующий датчик (ограничитель) тока может содержать дополнительный или соответствующий дополнительный управляющий вход, подключенный или соответственно подключенный к дополнительному или соответствующему дополнительному или выходу, или управляющему источнику, или управляющему входу (выходу), или дросселя, или реактора, или управляемого вентиля, или датчику, или индикатора, или электромагнита, или различной их совокупности.

Согласно второму варианту поставленная цель достигнута в способе управления параллельно включенными управляемыми вентилями, основанном на подаче на управляющий вход соответствующего управляемого вентиля управляющего включающего сигнала, измерении прямого силового тока соответствующего управляемого вентиля, в результате того, что управляющий включающий сигнал подают поочередно сначала на предыдущий или предыдущую группу управляемых вентилей, а при последующем включении на последующий или последующую группу управляемых вентилей последовательно по кольцу, причем при увеличении (уменьшении) прямого силового тока соответствующего управляемого вентиля, к управляющему входу которого подключен управляющий источник, от нулевого (удерживающего или подхватывающего) до подхватывающего или удерживающего (нулевого) уменьшают (увеличивают) управляющий включающий сигнал управляющего или соответствующего управляющего входа данного управляемого вентиля, а для выключения соответствующей группы или соответствующего управляемого вентиля или уменьшают включающий сигнал управляющего источника, или подают запирающий сигнал.

Кроме того, при подаче включающего сигнала на последующий или последующую группу управляемых вентилей подают запирающий сигнал на предыдущий или соответствующий предыдущий управляемый вентиль.

Кроме того, при подаче на управляющий вход соответствующего управляемого вентиля управляющего включающего сигнала, пропускают по силовой цепи данного соответствующего управляемого вентиля дополнительный удерживающий или подхватывающий ток, причем при увеличении (уменьшении) силового тока (прямого) данного управляемого вентиля от нулевого (удерживающего или подхватывающего) до удерживающего или подхватывающего (нулевого) уменьшают (увеличивают) дополнительный ток соответствующего управляемого вентиля.

При этом длительность включающего источника или соответствующего управляющего источника управляемого вентиля, или соответствующих управляемых вентилей групп выбирают исходя из получения максимального или близкой к максимальной предельно допустимого среднего или действующего прямого силового тока для используемого типа управляемого вентиля.

На фиг.1-2 представлены функциональные схемы параллельно включенных управляемых вентилей, где в качестве управляемых вентилей использованы одно- или двухоперационные тиристоры, в качестве управляемых сопротивлений использованы полевые транзисторы, в качестве дополнительного управляющего входа управляемого сопротивления использован оптически управляющий вход (в виде фото- или опторезистора, или фото- или оптодиода и др.), включенного в цепь управления или управляющего вывода, или управляющего входа транзистора управляемого сопротивления, в качестве дополнительного выхода использован трансформатор тока, во вторичную обмотку которого включен двух- или однонаправленный оптический излучатель, фото- или опто, например, с помощью волоконно-оптической линии связи (ВОЛС), к дополнительному (оптическому) или управляемого вентиля.

Устройство содержит управляемые вентили 1-1, 1-2, 1-3, последовательно включенные с датчиками (ограничителями) тока 2-1, 2-2, 2-3, где соответствующая точка соединения первых выводов (катодов) управляемых вентилей 1-1, 1-2, 1-3 и датчиков 2-1, 2-2, 2-3 дополнительно подключена к первому (соответствующему) выводу 3-1, 3-2, 3-3 для подключения соответствующего управляющего источника через соответствующее управляемое сопротивление 4-1, 4-2, 4-3, выполненное в данном примере на транзисторе 5-1, 5-2, 5-3, управляющий вывод которого 6-1, 6-2, 6-3 подключен к второму выводу датчика (ограничителя) тока 2-1, 2-2, 2-3 своей последовательной цепи, а управляющий вывод соответствующего управляемого вентиля 1-1, 1-2, 1-3 подключен к второму выводу 7-1, 7-2, 7-3 для подключения управляющего источника своей последовательной цепи (фиг.1)( без дополнительного управляющего входа 8-1, 8-2, 8-3), подключенного к дополнительному или соответствующему дополнительному или датчику, или индикатору, или управляющему источнику 9-1, 9-2, 9-3, включенному или в цепи управляющего входа транзистора 5-1, 5-2, 5-3, или затвор-исток, или затвор-управляющий вывод 6-1, 6-2, 6-3. Причем сущность способа заключается в том, что подают управляющий включающий сигнал (ток) на управляющий вход (управляющий электрод-катод) одного или группы, или всех управляемых вентилей), при этом управляемый вентиль под воздействием прямого (включающего) тока открывается и по его силовой цепи и последовательно включенного с выходом его датчику тока 2-1, 2-2, 2-3 начинает протекать силовой ток, силовые выводы (анод-катод) управляемого вентиля 1-1, 1-2, 1-3, на управляющий вход которого подан включающий ток (сигнал), датчик (ограничитель) тока 2-1, 2-2, 2-3. При этом выход датчика (ограничителя) тока 2-1, 2-2, 2-3 включен в цепь управляющего входа (сток-затвор) управляемого сопротивления 4-1, 4-2, 4-3 ( его транзистора 5-1, 5-2, 5-3 ), причем при увеличении (уменьшении) силового тока соответствующего управляемого вентиля от нулевого (удерживающего) до подхватывающего удерживающего (нулевого) уменьшают (увеличивают) включающий (прямой) сигнал управляющего входа соответствующего управляемого вентиля 1-1, 1-2, 1-3, так как при увеличении силового тока датчика 2-1, 2-2, 2-3 увеличивается падение напряжения на нем, что обеспечивает уменьшение падения напряжения в цепи управляющего входа транзистора 5-1, 5-2, 5-3, вплоть до его полного выключения, то есть полной отсечки управляющего включающего тока управляемого вентиля 1-1, 1-2, 1-3, протекающего по цепи: "+" вывода 7-1, 7-2, 7-3, управляющий вход (управляющий электрод-катод) управляемого вентиля 1-1, 1-2, 1-3, относительно большая или малая проводимость сопротивления 4-1, 4-2, 4-3 и "-" вывода 3-1, 3-2, 3-3. При уменьшении же силового тока управляемого вентиля 1-1, 1-2, 1-3 менее тока его удержания уменьшается и падение напряжения на соответствующем датчике (ограничителе) тока 2-1, 2-2, 2-3, что увеличивает проводимость соответствующего управляемого сопротивления 4-1, 4-2, 4-3, и увеличивает включающий сигнал управляемого вентиля и, следовательно, удерживает его во включенном состоянии и при относительно малом силовом токе. Так как датчиком (ограничителем) тока используется относительно малый диапазон измерения тока управляемого вентиля, то проводимость его может быть выбрана нелинейной, то есть при токе более подхватывающего проводимость его может быть увеличена, включение же управляемого вентиля при относительно малой проводимости датчика (ограничителя) тока увеличивает скорость (уменьшает время) включения соответствующего управляемого вентиля. Так как при относительно малой скорости нарастания тока (малом токе) время включения управляемого вентиля относительно мало, данный способ позволяет уменьшить и скорость нарастания силового тока управляемого вентиля и при включении, так как при увеличении силового тока управляемого вентиля при его включении силовой ток протекает первоначально по структуре, располагаемой вблизи подключения электрически подключаемого управляющего вывода, где протекает как силовой включаемый ток, так и управляющий включающий ток, уменьшение же управляющего включающего тока управляющего входа при увеличении силового позволяет уменьшить скорость суммарного тока вблизи места подключения управляющего вывода и уменьшить вероятность прожига переходов управляемого вентиля при включении его с относительно большой скоростью нарастания тока при включении, а также уменьшить локальный перегрев структуры при включении, тем самым уменьшить суммарное время выключения соответствующего управляемого вентиля.

Использование же комбинированных включений (комбинированного включения соответствующего управляемого вентиля 1-1, 1-2, 1-3 ( см. фиг. 2 ), где управляющий включает сигнал управляемого вентиля (или дополнительного управляемого или ключа сопротивления, или управляющего входа) состоит из прямого тока управляющего (электрического) входа и оптического управляющего сигнала дополнительного выхода 10-1, 10-2, 10-3, выполненного в виде трансформатора, например тока, во вторичную обмотку которого включен оптический излучатель, совпадающий с включающим током управляемого сопротивления 4-1, 4-2, 4-3, подключенного к оптически управляющему входу управляемого вентиля 1-1, 1-2, 1-3, позволяет подать одновременно с электрически управляющим включающим током управляющего входа оптический включающий сигнал. Использование же свойств оптически управляющего входа оптического облучения структуры по относительно большой площади и на значительной толщине генерирование фотоносителей, например при использовании в качестве оптического излучателя, например, лазера или светодиода, позволяет промодулировать глубокие области базы (баз) управляемого вентиля, кремниевых или арсенид-галиевых управляемых вентилей, например, тиристоров с гетеропереходом. Отсутствие задержки в образовании фототока одновременно с оптическим излучением по отношению с относительно ограниченной скорости инжекции носителя заряда характерно для электрически управляющего входа управляемого вентиля, особенно при использовании относительно толстой и широкой базы, что особенно характерно для относительно мощных управляемых вентилей. Благодаря мгновенной передаче оптических сигналов на относительно большую глубину без задержки увеличивается силовой ток (фототок) управляемого вентиля вдали от места подключения электрически подключаемого управляющего входа, а использование фототока, образованного относительно коротковолновым спектром оптического излучения, позволяет увеличить проводимость электрического управляющего входа соответствующего управляемого вентиля, что позволяет уменьшить потребляемую мощность управляющего входа управляемого вентиля, увеличить плотность включающего тока управляющего входа вдали от места подключения электрически управляющего входа.В существующих тиристорах для увеличения первоначально включаемой площади структуры, то есть для увеличения предельно допустимой скорости нарастания тока при включении увеличивают расстояние от места подключения управляющего вывода (управляющего электрода) до катода (анода при управлении по аноду) или увеличивают амплитуду включающего тока, что увеличивает мощность потерь управляющего входа управляемого вентиля. С увеличением частоты включений резко увеличивается мощность потерь управляющего входа, таким образом использование предложенного способа управления и комбинированного способа управления управляемым вентилем или управляемым ключем (сопротивлением) позволяет уменьшить время включения. Благодаря использованию свойств отсутствия задержки протекания (генерирования фототока) по отношению к относительно медленным диффузионным процессам увеличит предельно допустимую скорость нарастания силового тока при включении, уменьшит потребляемую мощность управляющего входа соответствующего управляемого вентиля, увеличит надежность каждого из управляемых вентилей всего устройства, реализующего способ управления.

Устройства могут содержать и дополнительные управляющие входы, например электрический по первой базе и трансформаторный по второй базе, например, подключенный на наиболее удаленном расстоянии (по перпендикуляру к площади структуры) от места подключения электрического управляющего входа (вывода).

Использование же в качестве управляемых вентилей запираемых по цепи управляющего входа, а в управляемых сопротивлениях двунаправленных вентилей позволяет расширить функциональные возможности использования параллельно включенных управляемых вентилей в преобразователях, регуляторах, стабилизаторах постоянного напряжения (тока), устройствах защиты от перегрузки, коротких замыканий и др.

Таким образом, предлагаемые способы управления позволяют увеличить надежность всего устройства, реализующего предложенные способы управления, так как выравнивает нагрузку всех управляемых вентилей, исключает относительно большие скорости нарастания тока первого управляемого вентиля, следовательно, его прожиг при включении и неработоспособность всего устройства, или всех последующих, при выходе из строя предыдущего управляемого вентиля исключается самовыключением управляемых вентилей при уменьшении силового их тока менее их тока удержания (повторное же их включение увеличивает их коммутационные потери и увеличение вероятности их выхода из строя). Уменьшение потребляемой мощности управляющих входов управляемых вентилей позволяет также увеличить надежность устройства, так как уменьшается предельно допустимая скорость нарастания тока в первоначально включаемой площади каждого из управляемых вентилей устройства, а так же уменьшить суммарную потребляемую мощность управляемого вентиля, особенно при увеличении частоты включений управляемых вентилей. Обеспечивается также расширение функциональных возможностей от использования данных способов и устройства, особенно использования в различных областях преобразователей, регуляторов и защитных устройств, в том числе и от перегрузки и коротких замыканий, обеспечивается уменьшение потребляемой мощности управляющего источника, так как исключается мощность потерь управляющего источника на датчике (ограничителе) тока, обеспечивается возможность включения любого числа параллельно включаемых вентилей, увеличивается также максимально предельно допустимая скорость нарастания тока при включении каждого из управляемых вентилей использованием комбинированного способа самоформирования включающего сигнала. Возможность самоограничения тока короткого замыкания при включении защиты от короткого замыкания или перегрузки позволяет также уменьшить время срабатывания защиты и самовыключения устройства и др. Использование же магнитно-управляемых элементов, коэффициент усиления которых увеличивается с увеличением протекающего тока, позволяет обеспечить значительное изменение проводимости датчика (ограничителя) тока, например, использование магнитодиодного усилителя позволяет обеспечить коэффициент усиления до 1000 раз, особенно при относительно больших токах.

Формула изобретения

1. Способ управления параллельно включенными управляемыми вентилями, основанный на подаче на управляющий вход управляемого вентиля управляющего включающего сигнала, измерении прямого силового тока управляемого вентиля, отличающийся тем, что, с целью увеличения надежности, уменьшения потребляемой мощности и расширения функциональных возможностей, управляющий включающий сигнал подают на управляющий вход или соответствующий управляющий вход соответствующего управляемого вентиля, причем при увеличении (уменьшении) силового тока у соответствующего управляемого вентиля от нулевого (удерживающего) до удерживающего (подхватывающего) (нулевого) уменьшают (увеличивают) управляющий, включающий соответствующий включающий сигнал.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при подаче на управляющий или соответствующий управляющий вход соответствующего управляемого вентиля включающего сигнала пропускают по его силовой цепи дополнительный удерживающий (подхватывающий) ток, причем при увеличении (уменьшении) силового тока соответствующего управляемого вентиля от нулевого (удерживающего) до удерживающего (подхватывающего) (нулевого) уменьшают (увеличивают) дополнительный его ток.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что длительность включающего источника или дополнительного источника тока, или включающего и дополнительного источника выбирают исходя из получения максимального или близкого к максимальному предельно допустимого среднего или действующего прямого силового тока для используемого типа соответствующего управляемого вентиля.

4. Устройство для управления параллельно включенными управляемыми вентилями, содержащее параллельно включенные цепи из последовательно включенных соответствующих управляемых вентилей и датчиков (ограничителей) тока, первый и второй выводы для подключения управляющего источника для соответствующего управляемого вентиля, отличающееся тем, что дополнительно введены управляемые сопротивления по числу управляемых вентилей, причем соответствующая точка соединения первых выводов управляемого вентиля и датчика тока соответствующей последовательной цепи подключена к соответствующему первому выводу для подключения соответствующего управляющего источника данной последовательной цепи через соответствующее управляемое сопротивление данной последовательной цепи, управляющий вывод которого подключен к второму выводу датчика (ограничителя) тока данной последовательной цепи, а управляющий вывод данного (соответствующего) управляемого вентиля подключен к второму выводу для подключения соответствующего управляющего источника данной последовательной цепи.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что соответствующее управляемое сопротивление содержит дополнительный или соответствующий дополнительный управляющий вход, подключенный или соответственно подключенный к дополнительному или датчику, или индикатору, или управляющему источнику, или выходу, или выполнен, или соответственно выполнен в виде или датчика, или индикатора, или различной их совокупности.

6. Устройство по п.4 или 5, отличающееся тем, что соответствующее управляемое сопротивление содержит дополнительный или соответствующий дополнительный выход, подключенный или соответственно подключенный к управляющему или соответствующему дополнительному управляющему входу управляемого вентиля своей последовательной цепи.

7. Устройство по п.4, или 5, или 6, отличающееся тем, что соответствующее управляемое сопротивление содержит дополнительный или соответствующий дополнительный выход, подключенный или соответственно подключенный к управляющему или соответствующему управляющему входу соответствующего дополнительно введенного соответствующего управляемого ключа (сопротивления), причем управляющий вывод (основной или дополнительный) управляемого вентиля данной последовательной цепи подключен дополнительно к второму выводу или датчика (ограничителя) тока, или управляемого вентиля своей последовательной цепи через или дополнительно введенный (введенное) управляемый (управляемое) ключ (сопротивление), или через соответствующую дополнительно введенную последовательно включенную цепь из введенного управляемого ключа (сопротивления) и/или дополнительного источника питания, например предварительно заряженного конденсатора, или дополнительного выхода управляемого сопротивления, или датчика (ограничителя) тока, или датчика, или индикатора, или управляющего входа, или выхода, или дросселя, или реактора, или обмотки электромагнита, или различной их совокупности (последовательности).

8. Устройство по п. 4, или 5, или 6, или 7, отличающееся тем, что соответствующее управляемое сопротивление содержит дополнительный или соответствующий дополнительный выход, подключенный или соответственно подключенный к управляющему или соответствующему управляющему входу дополнительно введенного соответствующего управляемого ключа (сопротивления), причем соответствующая точка соединения первых выводов соответствующего управляемого вентиля и датчика (ограничителя) тока дополнительно подключена к второму выводу управляемого вентиля своей последовательной цепи через или дополнительно введенный соответствующий (соответствующее) управляемый (управляемое) ключ (сопротивление), или через соответствующую дополнительно введенную последовательную цепь из введенного управляемого ключа (сопротивления) и/или дополнительного источника питания, например предварительно заряженного конденсатора, или дополнительного выхода управляемого сопротивления, или датчика (ограничителя) тока, или дополнительного или датчика, или индикатора, или обмотки электромагнита, или дросселя, или реактора, или управляющего входа, или выхода, или различной их совокупности (последовательности).

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что управляющий вывод (основной или дополнительный) соответствующего управляемого вентиля дополнительно подключен к второму выводу или датчика (ограничителя) тока, или управляемого вентиля своей последовательной цепи через или дополнительно введенный (введенное) управляемый ключ (сопротивление), или через соответствующую дополнительно введенную цепь из введенного управляемого ключа (сопротивления) и/или дополнительного источника питания, например предварительно заряженного конденсатора, или дополнительного выхода управляемого сопротивления, или датчика (ограничителя) тока, или дополнительного или датчика, или индикатора, или управляющего входа, или выхода, или дросселя, или реактора, или обмотки электромагнита, или др. или различной их совокупности (последовательности), причем управляющий или соответствующий управляющий вход введенного управляемого ключа (сопротивления) подключен к выходу или соответствующему выходу или управляющего входа, или выхода, или дросселя, или реактора, или электромагнита, или датчика (ограничителя) тока, или датчика, или индикатора, или управляемого вентиля или различной их совокупности.

10. Устройство по п.4, или 5, или 6, или 7, или 8, или 9, отличающееся тем, что соответствующий датчик (ограничитель) тока содержит дополнительный или соответствующий дополнительный выход, подключенный или соответственно подключенный к управляющему, или соответствующему управляющему или дополнительно управляющему входу или управляемого сопротивления, или управляемого ключа (сопротивления), или управляемого вентиля или своей, или соседней, или соседних, или всех последовательных (параллельных) цепей, или различных их совокупностей.

11. Устройство по п.4, или 5, или 6, или 7, или 8, или 9, или 10, отличающееся тем, что соответствующий датчик (ограничитель) тока содержит дополнительный или соответствующий дополнительный управляющий вход, подключенный или соответственно подключенный к дополнительному или соответствующему дополнительному или выходу, или управляющему источнику, или управляющему входу (выходу) или дросселя, или реактора, или управляемого вентиля, или датчика, или индикатора, или электромагнита, или различной их совокупности.

12. Способ управления параллельно включенными управляемыми вентилями, основанный на подаче на управляющий вход соответствующего управляемого вентиля управляющего включающего сигнала, измерении прямого силового тока соответствующего управляемого вентиля, отличающийся тем, что, с целью увеличения надежности, уменьшения потребляемой мощности и расширения функциональных возможностей, управляющий включающий сигнал подают поочередно сначала на предыдущий или предыдущую группу управляемых вентилей, а при последующем включении на последующий или последующую группу управляемых вентилей последовательно по кольцу, причем при увеличении (уменьшении) прямого силового тока соответствующего управляемого вентиля, к управляющему входу которого подключен управляющий источник, от нулевого (удерживающего или подхватывающего) до подхватывающего или удерживающего (нулевого) уменьшают (увеличивают) управляющий включающий сигнал управляющего или соответствующего управляющего входа данного управляемого вентиля, а для выключения соответствующей группы или соответствующего управляемого вентиля или уменьшают включающий сигнал управляющего источника, или подают запирающий сигнал.

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что при подаче включающего сигнала на последующий или последующую группу управляемых вентилей подают запирающий сигнал на предыдущий или соответствующий предыдущий управляемый вентиль.

14. Способ по п.12 или 13, отличающийся тем, что при подаче на управляющий вход соответствующего управляемого вентиля управляющего включающего сигнала пропускают по силовой цепи данного соответствующего управляемого вентиля дополнительный удерживающий или подхватывающий ток, причем при увеличении (уменьшении) силового тока (прямого) данного управляемого вентиля от нулевого (удерживающего или подхватывающего) до удерживающего или подхватывающего (нулевого) уменьшают (увеличивают) дополнительный ток соответствующего управляемого вентиля.

15. Способ по п.12, или 13, или 14, отличающийся тем, что длительность включающего источника, или соответствующего управляющего источника управляемого вентиля, или соответствующих управляемых вентилей групп выбирают исходя из получения максимального или близкого к максимальному предельно допустимого среднего или действующего прямого силового тока для используемого типа управляемого вентиля.

16. Устройство для управления параллельно включенными управляемыми вентилями, содержащее параллельно включенные цепи из последовательно включенных соответствующих управляемых вентилей и датчиков (ограничителей) тока, первый и второй выводы для подключения управляющего источника для соответствующего управляемого вентиля, отличающееся тем, что дополнительно введены управляемые сопротивления по числу управляемых вентилей, причем соответствующая точка соединения первых выводов управляемого вентиля и датчика тока соответствующей последовательной цепи подключена к соответствующему первому выводу для подключения соответствующего управляющего источника данной последовательной цепи через соответствующее управляемое сопротивление данной последовательной цепи, управляющий вывод которого подключен к второму выводу датчика (ограничителя) тока данной последовательной цепи, а управляющий вывод данного (соответствующего) управляемого вентиля подключен к второму выводу для подключения соответствующего управляющего источника данной последовательной цепи.

17. Устройство по п.16, отличающееся тем, что соответствующее управляемое сопротивление содержит дополнительный или соответствующий дополнительный управляющий вход, подключенный или соответственно подключенный к дополнительному или датчику, или индикатору, или управляющему источнику, или выходу, или выполнен или соответственно выполнен в виде или датчика, или индикатора, или различной их совокупности.

18. Устройство по п.16 или 17, отличающееся тем, что соответствующее управляемое сопротивление содержит дополнительный или соответствующий дополнительный выход, подключенный или соответственно подключенный к управляющему или соответствующему дополнительному управляющему входу управляемого вентиля своей последовательной цепи.

19. Устройство по п.16, или 17, или 18, отличающееся тем, что соответствующее управляемое сопротивление содержит дополнительный или соответствующий дополнительный выход, подключенный или соответственно подключенный к управляющему или соответствующему управляющему входу соответствующего дополнительно введенного соответствующего управляемого ключа (сопротивления), причем управляющий вывод (основной или дополнительный) управляемого вентиля данной последовательной цепи подключен дополнительно к второму выводу или датчика (ограничителя) тока, или управляемого вентиля своей последовательной цепи через или дополнительно введенный (введенное) управляемый (управляемое) ключ (сопротивление), или через соответствующую дополнительно введенную последовательно включенную цепь из введенного управляемого ключа (сопротивления) и/или дополнительного источника питания, например предварительно заряженного конденсатора, или дополнительного выхода управляемого сопротивления, или датчика (ограничителя) тока, или датчика, или индикатора, или управляющего входа, или выхода, или дросселя, или реактора, или обмотки электромагнита, или различной их совокупности (последовательности).

20. Устройство по п.16, или 17, или 18, или 19, отличающееся тем, что соответствующее управляемое сопротивление содержит дополнительный или соответствующий дополнительный выход, подключенный или соответственно подключенный к управляющему или соответствующему управляющему входу дополнительно введенного соответствующего управляемого ключа (сопротивления), причем соответствующая точка соединения первых выводов соответствующего управляемого вентиля и датчика (ограничителя) тока дополнительно подключена к второму выводу управляемого вентиля своей последовательной цепи через или дополнительно введенный соответствующий (соответствующее) управляемый (управляемое) ключ (сопротивление), или через соответствующую дополнительно введенную последовательную цепь из введенного управляемого ключа (сопротивления) и/или дополнительного источника питания, например предварительно заряженного конденсатора, или дополнительного выхода управляемого сопротивления, или датчика (ограничителя) тока, или дополнительного или датчика, или индикатора, или обмотки электромагнита, или дросселя, или реактора, или управляющего входа, или выхода, или различной их совокупности (последовательности).

21. Устройство по п. 20, отличающееся тем, что управляющий вывод (основной или дополнительный) соответствующего управляемого вентиля дополнительно подключен к второму выводу или датчика (ограничителя) тока, или управляемого вентиля своей последовательной цепи через или дополнительно введенный (введенное) управляемый ключ (сопротивление), или через соответствующую дополнительно введенную цепь из введенного управляемого ключа (сопротивления) и/или дополнительного источника питания, например предварительно заряженного конденсатора, или дополнительного выхода управляемого сопротивления, или датчика (ограничителя) тока, или дополнительного или датчика, или индикатора, или управляющего входа, или выхода, или дросселя, или реактора, или обмотки электромагнита, или др. или различной их совокупности (последовательности), причем управляющий или соответствующий управляющий вход введенного управляемого ключа (сопротивления) подключен к выходу или соответствующему выходу или управляющего входа, или выхода, или дросселя, или реактора, или электромагнита, или датчика (ограничителя) тока, или датчика, или индикатора, или управляемого вентиля или различной их совокупности.

22. Устройство по п.16, или 17, или 18, или 19, или 20, или 21, отличающееся тем, что соответствующий датчик (ограничитель) тока содержит дополнительный или соответствующий дополнительный выход, подключенный или соответственно подключенный к управляющему, или соответствующему управляющему, или дополнительно управляющему входу или управляемого сопротивления, или управляемого ключа (сопротивления), или управляемого вентиля или своей, или соседней, или соседних, или всех последовательных (параллельных) цепей, или различных их совокупностей.

23. Устройство по п.16, или 17, или 18, или 19, или 20, или 21, или 22, отличающееся тем, что соответствующий датчик (ограничитель) тока содержит дополнительный или соответствующий дополнительный управляющий вход, подключенный или соответственно подключенный к дополнительному или соответствующему дополнительному или выходу, или управляющему источнику, или управляющему входу (выходу) или дросселя, или реактора, или управляемого вентиля, или датчика, или индикатора, или электромагнита, или различной их совокупности.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2