Переключающее устройство

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ "" 4

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{61) Дополнительное к авт.свид-ву 9 373877 (22) Заявлено 19. 01. 78 (21) 2572319/18-21 (51) М

Н 03 К 17/56 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Государстаеииый комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий

Опубликовано 231280 Бюллетень 1ч947

Дата опубликования описания 231280 (53) УДК 621. .326.34 (088.8) (72) Автор изобретения

Э. Г. Слуцкий (71) Заявитель

Государственный всесоюзный центральный научноисследовательский институт комплексной автоматизации (54 ) ПЕРЕКЛЮЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

30

Изобретение относится к автоматике, электротехнике и вычислительной технике и предназначено для импульсного питания преимущественно мощных нагрузок, например магнитных элемен- 5 тов, обмоток преобразователей импульсной электрической энергии в другие виды энергии, в частности в оптическую, электродов при электро Аиэической обработке металлов, элек- 10 тронных приборов при испытании по импульсным параметрам.

По огчовному авт. св. Р 373877, известно переключающее устройство, содержащее соединенные с источником 15 питающего напряжения ячейки иэ последовательно соединенных тиристора, нагруэочного резистора и диода, цепи межкаскадной связи, включенные между анодом диода и управляющим 20 электродом тиристора следующей ячейки t1).

Недостаток известного устройства заключается в невозможности работы от источника переменного питающего напряжения, Цель изобретения — обеспечение работы устройства от источника переменного питающего напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в переключающем устройстве, со.— держащем соединенные с источником питающего напряжения ячейки иэ последовательно соединенных тиристора, нагруэочного резистора и коммутирующего диода, катод коммутирующего диода нечетной ячейки s котором подключен к первой тактовой шине, а катод коммутирующего диода четной ячейки — ко второй тактовой шине, управляющий электрод тиристора соединен с катодом диода связи, а ,анод каждого диода связи соединен с анодом коммутирующего диода предыдущей ячейки, источник питающего напряжения включен между первой и второй тактовыми шинами, и введены первый и второй дополнительные диоды, аноды которых соединены с первой и второй тактовыми шинами соответственно, а катоды — с общей анодной шиной тиристоров ячеек. ,Пля уменьшения допустимой крутизны изменения питающего напряжения дополнительно введены тиристор, управляющий электрод которого соединен с анодом через стабилитрон, два кон- денсатора и две диодные цепи, каждая из которых содержит два последова790314 тельно и согласно соединенных диода, а в каждую цепь связи между ячейками введен стабилитрон, причем катоц дополнительного тиристора соединен с общей анодной шиной тиристоров ячеек, анод дополнительного тиристора соединен с катодными выводами .дополнительных диодных цепей, а средняя .точка каждой дополнительной диодной цепи через дополнительный конденсатор соединена с анодным выводом другой дополнительной диодной цепи и соответствующей тактовой шиной.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема переключающего устройства, на фиг, 2форма трапецеидального переменного напряжения.

Переключающее устройство содержит тиристор 1 первой ячейки, резистор 2 нагрузки первой ячейки, диоды 3 и 4, шины 5 и 6 источника питающего напряжения, дополнительные диоды 7 и 8, тиристор 9 второй ячейки, резистор 10 нагрузки второй ячейки, тиристор 11 третьей ячейки, введенный н каждую, цепь связи между ячейками, стабилитрон

12, дополнительно введенные конденсаторы 13 и 14, стабилитрон 15, тиристор 16, дне диодные цепи, состоящие из диодов 17-20, цепь 21 запуска.

Переключающее устройство работает следующим образом.

При подаче питающего напря>кения (Оп) полярности, указанной на фиг. 1, через цепь 21 проходит импульсный ток, нызывакщий отпирание тиристора 1, открытое состояние которого поддерживается через диод 8.

К резистору 2 нагрузки прикладывается напряжение, близкое к U .

После смены полярности 0< тиристор

1 некоторое время ьс 0,1 8, где

t>t>o- время восстановления тйристора, остается открытым, и через управляющий электрод тиристора 9 второй ячейки протекает ток. цепь этого тока проходит через диод 7 и резисторы 2 и 10, н результате чего тиристор 9 отпирается. Его низковольтный переход анод-управляющий электрод шунтирует цепь тока через элементы первой ячейки и диод

4, что вызывает запирание тиристора

1. При смене полярности питающего напряжения О> аналогичные процес" сы приведут к отпиранию тиристора

11 третьей ячейки и запиранию тиристора 9.

Напряжение, достаточное для удержания тиристора в открытом состоянии, равно

103А= (ък„,йн+ 30 где U — прямое напряжение на диоде, равное остаточному напря>кению тиристора.

Напря>кение, при котором происходит отпирание тиристора следукщега каскада, равно

Ug< = 2 I<.R Rz+ ОС +40

I где RH - сопротивление нагрузки,"

3 „0 „- ток и напряжение спрямления тиристора.

Такая работа устройства обеспечивается при питающем напря>кении с высоким значением изменения крутизны К от нулевого значения, когда время k,t изменения UR от значения, ниже которого не гарантируется удержание тиристора в открытом состоянии, до значения, при котором происходит отпирание тиристора t . 0 ) t

boc.

33 При питающем напряжении, у которого низкое значение крутизны К, когда аt 1 0,1 t открытое состояние тиристора нключаемой ячейки н течение

At поддерживается следующим образом.

2О Конденсаторы 13 и 14 заряжаются до питающего напряжения Uä щ„, > стабилитрон 15 выбирается со следующим напряжением стабилизации.

01 5 «» О>>>„ц,>> 0>>A - U o>> — > 014 где ЬЮ - величина напряжения разряда конденсатора 14 через открытый каскад н течение времени t

Б результате получается, что после уменьшения U до уровня

U тиристор 16 отпирается, и разрядный ток конденсатора 14 продолжает поддерживать открытое состояние каскадного тиристора. ф момент, когда U» О, создается возможность преждевременного отпира35 ния тиристора следующего каскада под действием прямого напряжения на диоде

3. Для предотвращения отпирания введен пороговый по низкому напряжению элемент — стабилитрон 12. С учетом

40 действия напряжения на конденсаторе

14 величина 0>т составляет

Оот = О т+Осп o» н +

После отпирания очередного тиристора у заряженного конденсатора создается

45 дополнительная разрядная цепь через каскад этого тиристора, причем в согласном .включении с Ut>. Таким образом, разряд конденсатора и, как следствие, переход ранее открытого тиристора в закрытое состояние ускоряется, Для поддержания состояния вновь открыншегося тиристора в случае, если

Uo (0 *, необходимо, чтобы на всем этапе возрастания Uä от UoT до U выполнялось бы соотношение

>>р, (Un Ф 044 ) )i Омд

Соблюдение этого условия может достигаться соотнетствукщим увеличе— нием емкости конденсатора. . Технико-экономическая эффектин—

Щ ность предлагаемого изобретения выражается в упрощении по числу элементов, в исключении дорогостоящих стабилитронов и электролитических Монденсаторон высоковольтного типа (их число равняется числу каскадов), в

790314 повышении помехоустойчивости и быстродействия.

Формула изобретения

1. Переключающее устройство по авт. св. Р 373877, о т л и ч а ю- . щ е е с я тем, что, с целью обеспечения работы от источника переменного питающего напряжения, источник питающего напряжения включен между первой и второй тактовыми шинами, и введены первый и второй дополнительные диоды, аноды которых соединены с первой и второй тактовыми шинами соответственно, а катоды — с общей анодной шиной тиристоров ячеек.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е.с я тем, что, с целью уменьшения допустимой крутизны изменения питающего напряжения, дополни- щ тельно введены тиристор, управляющий электрод которого соединен с анодом через стабилитрон, два конденсатора и две диодные цепи, каждая из которых содержит два последовательно и согласно соединенных диода, а в каждую цепь связи между ячейками введен стабилитрон, причем катод дополнительного тиристора соединен с общей анодной шиной тиристоров ячеек, анод дополнительного тиристора соединен с катодными выводами дополнительных диодных цепей, а средняя точка каждой дополнительной цепи через дополнительный конденсатор соединена с анодным выводом другой дополнительной диодной цепи и соответствующей тактовой шиной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 373877, кл. Н 03 К 17/56, 1970.

790314

+Un

Соста витель В. Чижов

Редактор В. Данко Техред М.Петко Корректор Л. Иван

Заказ 9074/66 Тираж 995 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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