Устройство для управления силовым полупроводниковым ключом

 

.1!

p"- "те* . ь4,;,. 5 лзскил н ) i но 7 ;;а Я р,п

Ф

ОПИСАНИЙ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (и> 74683 1

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 270677 (21) 2499950/24-07 с присоединением заявки N> (23) Приоритет

Опубликовано 070780 Бюллетень Мо 25

Дата опубликования описания 070780 (51) М. Кл.

Н 02 М 1/08

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (5З) УД 621. 316.

/.727(088.8) (72) Авторы изобретения

В.П. Смирнов, B.ß. Заверюха и lO.A Беленький (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СИЛОВЫМ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫМ КЛЮЧОМ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления силовыми ключами автономных инверторов .

Известно устройство для управления силовым ключом, содержащее вспомогательный источник высокочастотного напряжения и устройство формирования импульсов тока управления, состоящее из транзисторного ключа, трансформатора с выпрямителем и фильтром на выходной обмотке. Длительность импульса управления на выходе схемы определяется временем включенного состояния транзисторного ключа $1(.

Однако благодаря инерционности транзисторного ключа, выходного трансформатора и фильтра, она не обеспечивает, крутых фронтов импульса тока управления силовым ключом.

Известно также устройство -для уйравления вентилем, в частности тиристором, содержащее вспомогательный источник постоянного напряжения и .устройство формирования импульсов включения силового ключа, состоящее .из фототранэистора, включенного кол лектором и эмиттером последовательно со вспомогательным источникбм и управляющим переходом силового ключа, что позволяет формировать на потенциале силового ключа импульсы. тока уп :равления произвольной длительности

121 .

К недостаткам устройства отноfp сятся ограниченные частотные возможности оптронов светодиод-фототранзистор, что,также не позволяет сформировать крутые фронты тока управления силовым ключом и использо 5 вать предельные частотные возможности современных силовых тиристорных и транзисторных силовых ключей.

Наиболее близким по технической

2О сущности к предлагаемому является устройство для управления силовым ключом, содержащее источник постоянного напряжения, подключенный через вспомогательный ключевой элемент

25 к управляющему переходу силового ключа, и источник сигнала запуска, выхоД которого включен между управляющим электродом вспомогательного ключевого элемента и силовым

30 электродом силового ключа (3) .

746831

К недостаткам устройства относится отсутствие запирающего смещения на входе силового ключа в непроводящем состоянии, что необходимо с точKH зрения повышения его стойкости к скорости нарастания напряжения (du/dt) и тем самым надежности.

Целью изобретения является повы- шение стойкости силового ключа к воздействию 60/dt.

Поставленная цель достигается

: тем, что устройство для управления силовым полупроводниковым ключом, в частности транзистором, содержащее источник постоянного напряжения, связанный через вспомогательный ключевой элемент с управляющим перехо-. дом силового ключа, и генератор строб импульсов запуска и запирания, выход которого включен между управляющим электродом вспомогательного ключевого элемента и-силовым электродом силового ключа, снабжено дополнительным источником постоянного напряже ния и диодом, подключенным в проводящем направлении к выходу дополнительного источника и в обратном направлении к управляющему переходу силового ключа.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник 1 постоянного напряжения, подключенный через вспомогательный ключевой элемент 2, в качестве которого применен запирающий тиристор, к управляющему переходу силового ключа 3, зашунтированному в обратном направлении диодом 4. Между управляющим переходом элемента 2 и"силовым электродом ключа 3 вклйчей выход генератора 5 строб-импульсов запуска и эапирания. К диоду 4 по1 ключен. выход дополчительного источника 6 постоянного йапряжения.

Устройство работает следующим образом.

Когда ключевой элемент 2 заперт, силовой ключ 3 заперт током, протекающим от дополнителъяого источника

6 через диод 4. Генератор 5 формирует короткий мощный строб-импульс запуска, который подается одновременно на управляющие переходы ключевого элемента 2 и силового к3поча 3- выТаким зывая их одновременное включен ие. аким образом формируется форсированная часть импульса управления. После. включения ключевого элемента 2 от источника 1 формируется пологая часть

5 импульса управления. длительность пологой части импульса управления определяется источником сигнала запуска 5, который в нужный момент выдает короткий моЩный строб-импульс эапирания, выключающий элемент 2 ( пи заБ раемый тиристор) и силовой клю 3 ч олее быстрому включению ключа 3 способствует ток, протекающий от дополнительного источника 6 через ди15 од 4 и создающий обратной смещение на управляющем переходе ключ 3

О а братное смещение на управляющем переходе ключа 3 повышает его стойкость к скорости нарастания напряжения (dU/dt), а использование стробЩ импульса запирания ускоряет включение силового ключа.

Формула изобретения

Устройство для управления силовым полупроводниковым ключом, в частности транзистором, содержащее источник постоянного напряжения, связанный через вспомогательный элемент с управляющим переходом силового ключа, и генератор строб-импульсов запуска и запирания, выход которого включен между управляющим электродом вспомогательного ключевого элемента и силовым электродом силового ключа, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения стойкости силового ключа к воздействию ЙБ/Ж, оно снабжено дополни4О тельным источником постоянного напряжения и дйодом, подключенным к проводящем направлении к выходу дополнительного источника и в обратном направлении к управляющему пере45 ходу илово о ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CQiA 93480797 кл. Н 903 К 17/30, 1965.

2. Патент ФРГ Р 2360173, кл. Н 02 М 1/08, 1964.

3. Патент Англии Р 1142513, кл. Н 02 М 1/08,1966(прототип).

746831

Заказ

3971/49 Тираж 783 Подписное

IgIHHIIH Государственного комитета jCCCp. по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж35р Раушская наб ° g д ° 4/5

Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Жмуров

Редактор О. Филиппов а Техред Л. Теслюк Корректор Н. Григорук