Статический ключ постоянного тока

 

ОП И С АНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51}М. Кл. (22) Заявлено 160677 (21) 2495923/18-21 с присоединением заявки ¹

Н 03 К 17/56

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30,05,80. Бюллетень № 20

Дата опубликования опис а ийя 30.05.80 (53} УДК 621,316 (088. 8) (72) Авторы изобретения

3 .В . Французович и С .П . Кальвенас а

Ордена Трудового Красного Знамени институт физики полупроводников AH Литовской CCP (71) Заявитель (54) СТАТИЧЕСКИЙ КЛЮЧ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к областиэлектротехники и может быть использовано для коммутации сильных токов и формирования мощных длительных импульс ов тока .

Известен ключ постоянного тока, содержащий силовой и коммутирующий тиристоры, катоды которых подключены к отрицательной шине источника питания, конденсатор, включенный между анодами тиристоров, зарядный резистор, подключенный между анодом коммутирующего тиристора и положительной шиной источника питания, причем нагрузка включена между анодом силового15 тиристора и положительной шиной источника питания (1) .

Недостаток ключа — потеря управляемости при случайном одновременном отпирании обоих тиристоров. 20

Изв естен 6еск онтактный выключа тель, содержащий силовой и коммутирующий тиристоры с блоком управления ими, конденсатор, включенный между: катодами тиристоров, цепь заряда кон-25 денсатора и n-p-п-транзистор, эмиттер которого подключен к аноду коммутирующего тиристора, коллектор— к аноду силового тиристора, а база.- к катоду силового тиристора. gQ 2 . Такой выключатель при одновременнолм включении обоих тиристоров становйтс-я неуправляемым, кроме того, КПД его сравЪйтельнлб невысок и мощность коммутируемого сигнала ограничена, допустим током транзистора, чт т исключает возможность применения выключателя в сильноточных цепях (2).

" Цель изобретения — повышение надежности, КПД и коммутируемой мощности °

Для достижения поставленной цели в статическом ключе постоянного тока, иоелеоиайем оилоаой тирйо Кий; -нагруеку, коммутирующий тиристор, коммутирующий конденсатор и блок управления, выходы которого подключены к управляющйм электродам силового и коммутирую щего тиристоров, одна обкладка коммутирующего конденсатора подключена к точке соединения первого токового вывода силового тиристора и первого вывода нагрузки, второй вывод которой подключен к первой клемме источника питания, к второй клемме которого подключены второй токовый вывод силового тиристора и второй токовый вывод. коммутирутощего тиристора, к первому токовому выводу которого подключена вторая обкладка, коммутирующего кон.738165 циального сопротивления на вольтемперной характеристике N-типа). В результате нагрева током, протекаЫщим через элемент 8 и открытый комму тирующий тиристор 3, элемент 8 скачком переходит из состояния высокой проводимости s состояние низкой проводимости, что приводит к уменьшению тока через открытый коммутирующий тиристор 3 до величины, меньшей тока удержания, при этом коммутирующий тиристор 3 запирается. По окончании описанного процесса тиристоры 1 и 3 находятся s запертом состоянии, и ключ не -потребляет энергии от источника питания.

Применение в статическом ключе постояннбго тока зарядного элемента в виде элемента с N-образной вольтамперной характеРистикой позволяет обеспечить восстановление упранляе20 мости ключа при случайном одновременном отпирании обоих тиристоров,увеличить коммутируемую мощность, которая ограничивалась тразистором, и повысить КПД, так как после запираиия

25 силового тиристора ключ не потребляет энергии от источника питания, Формула изобретения денсатора, между первым токоным выводом коммутирующего тиристора и первой клеммой источника питания включен элемент с N-образной вольт-амперной. характеристикой, например позистор.

На фиг. 1 и 2 представлен ключ, два варианта.В статическом ключе постоянного тока, содержащем силовой тиристор 1, нагрузку 2, коммутирующий тиристор 3, коммутирующий конденсатор 4 и блок 5 упранления, ныходы которого подключены к управляющим электродам силоного и коммутирующего тиристоров, одна обкладка коммутирующего конденсатора 4 подключена к точке соединения первого токового вывода силовorо тиристора 1 и первого вывода нагрузки 2, Второй вывод нагрузки подключен к первой клемме источника 6 питания, к второй клемме 7 которого подключены, второй токовый вывод силового тиристора 1 и .второй токовый вывод коммутирующего тиристора 3, к первому токовому выводу которого подключена вто. рая обкладка коммутирующего конденсатора 4. Между токовым (первым) выводом коммутирующего тиристора 3 и первой клеммой источника 6 питания включен элемент 8 с И-образной вольт-амперной характеристикой, например позистор. 30

Статический ключ постоянного тока работает следующим образом.

В исходный момент тиристоры 1 и 3 заперты. С приходом с блока 5 управления сигнала, отпирающего силовой тиристор 1, начинает протекать ток через нагрузку 2. Одновременно протекает ток заряда конденсатора 4 через открытый тиристор 1 и элемент 8.

Заряд конденсатора полярностью, указанной на чертеже, заканчивается через время, определяемое величиной емкости конденсатора 4 и сопротивлением элемента 8.

В дальнейшем открытый тиристор 1 пропускает ток через нагрузку 2, а цепь коммутации энергии не потребляет. Для запирания ключа с блока 5 ,управления поступает сигнал, отпираю.

:щий коммутирующий тиристор 3. Напряжение заряженного конденсатора 4 через открытый коммутирующий тиристор 3 прикладывается к открытому силовому тиристору 1 полярностью, противоположной направлению его проводимости.

Силовой тиристор 1 запирается этим напряжением.

Одновременно нагрузкой коммутирующего тиристора 3 является элемент 8, режим работы которого выбран таким, чтобы напряжение, приложенное к нему в момент включения коммутирующего ти- 40 ристора 3, было равным или большим напряжения переключения сопротивления (участок отрицательного дифферен

Статический ключ постоянного тока, содержащий силовой тиристор, нагрузку, коммутирующий тиристор, коммутирующий конденсатор и блок управления, выходы которого подключены к управляющим электродам силового и коммутирующего тиристоров, одна обкладка коммутирующего конденсатора подключена к точке соединения первого токового вывода силового тиристора и первого вывода нагрузки, второй вывод которой подключен к первой клемме источника питания, к второй клемме которого подключены второй токовый вывод силового тиристора и нторой токовый вывод коммутирующего тиристора, к первому токовому выводу которого подключена вторая обкладка коммутирующего конденсатора, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности, КПД и коммутируемой мощности, между первым токовым выводом коммутирующего тиристора н первой клеммой источника питания включен элемент с N-образной вольт-амперной характеристикой, например позистор, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Тиристоры. Технический справочник. Перевод с английского под ред.

Лабунова B.A ° и др., 1971, с . 189, рис. 8-13.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 538489, кл. Н 03 К 17/56, 24.07.72.

738165 Тирак 995 . Подписное

ЦНИИПИ Государствейного кбмитета .СССР по делам изобретений и открытий,, 113035, Москва, Ж-35 Раушская наб., д. 4/5

Эаказ 2831/38

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Г. Пешков

Редактор Т. Рыбалова ТехрЕд Н.Бабурка КорректорС. Щомак