Устройство для выключения одного или группы низковольтных тиристоров

 

277017

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублин

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 21ат, 36/18

Заявлено 24.Х.1968 (№ 1278090/18-24) с присоединением заявки №вЂ”

МПК Н 03k 17/00

Н 031< 17,20

Н 03!< 17„56

УДК (62.52(088.8) Приоритет комитет ло делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 22 т/11.1970. Бюллетень ¹ 24

Дата опубликования описания 2.ХI.1970

Авторы изобретения

Qjj$+1 т.» g11fp) $$

С. С. Титов, H. 3. Семенюк и Л. А. Файнберг

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЪ|КЛ1ОЧЕНИЯ ОДНОГО ИЛИ ГРУППЫ

НИЗКОВОЛЬТНЫХ ТИРИСТОРОВ

Устройство может 0k.,ü использовано в различных, радиоэлектронных схемах автоматики и вычислительной техники. В последнее время широкое распространение получили устройства управления на тиристорах, работающих в режиме ключей при низком анодном напряжении (4 — 10 в) с рабочим током от нескольких миллиампер до нескольких десятков ампер.

Известны устройства для выключения одного или группы низковольтных тиристоров, содержащие транзистор, тиристоры и трансформаторы.

Недостаток таких схем заключается в том, что предельно допустимый коллекторный ток транзистора ограничивает величину рабочего тока тиристоров, и в случае больших анодных токов тиристоров необходимо для каждого тиристора создавать отдельную схему выключения. В результате значительно повышается стоимость устройства и увеличиваются его габариты. Кроме того, прохождение анодного тока тиристоров через коллекторную цепь транзистора уменьшает к.п.д. схемы. Последний недостаток особенно существенен в случае применения тиристоров при низких анодных напряжениях (4 — 10 в) и в широком диапазоне температур окружающей среды (минус 60 С вЂ” минус I IO Ñ). Широкий температурный диапазон окружающей среды вынуждает применять в качестве коммутирующих элеме ыов мощные кр.мнпевые транзисторы, у которых падение напряжения на внутреннем сопротивлении перехода коллектор — эмиттер представляет значи тельную величину (бо5:лее Зв). Прн такой схеме выключения к.п.д. ключевого устройства на тпрпсторах понижается Ia 40 — 50о4.

Цель изобретения — разработка простой схемы выключения тиристоров с малым внут$Q ренним сопротивлением коммутирующего элемента и повышенным к.п.д., обеспечивающей перевод (выключение) одного нлп группы тиристоров, работаюшп., с разлпчнымп рабочими токами (от нескольких lIQ до нескольких

15 десятков ампер), пз рабочего состояния в исходное.

Предлагаемое устройство отличается тем, что в анодную цепь транзистора включена вторичная обмотка трансформатора. Первпч20 ная обмотка подключена одним выводом к коллектору транзистора, а друтим через резистор — к источнику питания. K общей точке соединения резистора и первичной обмотки трансформатора подключен конденсатор, вто25 рой вывод которого соединен с «земляной» шиной.

Для выключения тиристоров во вторичной обмотке трансформатора формируется импульс, равный по амплитуде источнику пита30 ния, а по мощности — мощности, потребляе277017 мой всеми включенными тиристорами в рабочем ре;киме. Полярность вырабатываемого импульса такова, что ток тиристора (тиристоров) Kîììóòèðóåòñÿ (прерывается) током этого импульса. Тиристоры обесточиваются во время действия во вторичной обмотке трансформатора импульса выключения. Длительность вершины импульса выбирают из условия максимально необходимого времени для выключения тиристоров. Вторичную обмотку импульсного трансформатора можно выполнить с малым омическим сопротивлением (порядка 0,001 ола). Отсюда мощность рассеиван ия на этой обмотке тоже мала.

Для одного и того же коммутирующего тока на обмотке трансформатора теряется в 40—

100 раз меньше мощности, чем иа полупроводниковом коммутаторе. Кроме того, предложенное устройство позволяет получить большие токи в импульсе даже от слаботочных источников питания (используя эффект понимающего импульсного трансформатора и эффект накопления заряда на емкости).

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит управляющий триод 1, диод 2 запирания транзистора, согласующий резистор 8, импульсный понижающий трансформатор 4, диод 5 для снятия э.д.с. самоиндукций, конденсатор б, резистор 7 заряда конденсатора, тиристоры 8 и схему управления 9.

В коллекторную цепь управляющего триода

1 включена первичная обмотка импульсного понижающего трансформатора 4, который является основным исполнительным элементом устройства.

В начальный момент управляющий триод 1 закрыт. Конденсатор б заряжен до напряжения источника питания. В момент прихода на базу триода импульса выключения открываетсВ переход эмнттер — коллектор триода 1, и через первичную обмотку трансформатора протекает ток разряда конденсатора. Емкость конденсатора выбрана таким образом, чтобы за время действия импульса напряжение на нем уменьшилось только на 5%. Это равносильно величине скола вершины импульса в первичной. обмотке. Возникающий во вторичной обмотке гасящий импульс приложен минусом к анодам тиристоров, а его ток направлен навстречу току всех тиристоров.

При равенстве амплитуд импульса и источника питания, а также мощностей, отдаваемой импульсом и потребляемой тиристором (тиристорами), ток в цепи отсутствует. При этом длительность гасящего импульса равна времени выключения тиристоров или превышает его. Для ускорения выключения тиристоров

1р эта схема позволяет получить импульс напряжения отрицательной полярности, превышающий напряжение источника анодного питания тиристоров, т. е. приложить необходимое отрицательное напряжение к анодам тиристоров.

15 Диод 5 служит для снятия э.д.с. самоиндукции, возникающей во время выключения управляющего триода 1.

За время отсутствия сигнала выключения (управляющий триод 1 закрыт) конденсатор б

2О заряжается до величины напряжения от источника питания и находится в этом состоянии до прихода следующего импульса выключения. Ток, потребляемый от выпрямителя, питающего управляющий триод 1, в Q раз мень25 ше импульсного тока (Q — скважность) .

Поскольку импульсный трансформатор понижающий, через управляющий триод протекает ток в п раз меньший . (и — коэффициент трансформации), чем во вторичной обмотке. чо Это позволяет применять маломощные управляющие транзисторы и повысить напряжение источника питания транзистора, что в свою очередь увеличивает к.п.д. схемы.

Предмет изобретения

Устройство для выключения одного или группы низковольтных тиристоров, содержащее транзистор, тиристоры и трансформатор, 4р отличающееся тем, что, с целью повышения к.п.д., в анодную цепь тиристоров включена вторичная обмотка трансформатора, а первичная обмотка подключена одним выводом к коллектору транзистора, а другим через ре45 зистор — к источнику питания, причем к оощей точке соединения резистора и первичной обмотки трансформатора подключен конденсатор, второй вывод которого соединен с «земляной» шиной.

277017

Dxo

Составитель В. Гордонова

Техред А, А. Камышникова Корректор О. И. Усова

Редактор Б. Б. Федотов

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3082/4 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4!5