Устройство для управления электронно-лучевым вентилем

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соаетскик

Соцнапнстнческик

Республик (и)884069 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22)Заявлено 07.03.80 (21) 2892574/24-07 с присоединением заявки М— (23) Приоритет (56)М. Кл.

Н 02 P 13/16

1веударстаанньй квинтет

СССР ае делан иаебретений и етернткй

{53) УДК 621.316. .727 (088.8) Опубликовано 23.11.81. Бюллетень М 43

Дата опубликования описании 23.11,81 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВЫМ ВЕНТИЛЕМ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к быстродействующим выключателям постоянного тока, модуляторам и высокочастотным инверторам напряжения.

Известно устройство для управления электронным вентилем, содержащее источник питания, основной ламповый ключ и источник отрицательного смещения, включенный последовательно с шунтирующим ламповым ключом flj .

Недостатком данного устройства является .низкая скорость переключения электронного вентиля, из-за влияния сравнительно больших проходных емко15 стей и внутренних сопротивлений ламповых ключей, а также из-за отсутствия возможности форсирования переходных процессов., Наличие ламповых ключей снижает также надежность устрой20 ства.

Известен тиристорный выключатель постоянного тока, состоящий из главного тиристора, включенного последовательно с источником, отключающеготиристора, соединенного последовательно с дросселем и гасящим конденсатором, а параллельно конденсатору подключцны последовательно соединенные вспомогательный тиристор и дополнительный дроссель (2).

Недостатком устройства является большое время отключения нагрузки из-за наличия дросселя в шунтирующей цепи и большое время подготовки к повторному включению.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату, к изобретению является устройство для управления электронно-лучевым вентилем, содержащее источник питания, подключенный к катоду вентиля и ко входу токоограничивающего блока, тиристор, зашунтированный встречно включенным диодом и подключенный катодом к управляющему электроду вентиля, шунтирующую цепь, состоящую из последовательно соединенных коммутирующего тиристора и га:сящего конденсатора, источник отрицатель. ного смещения зашунтированный конденсатором, подключенный через резистор к управляющему электроду вентиля, вспомогательную цепь, состоящую из последовательно соединенного дросселя и вспомогательного тиристора и подключенную однйм выводом к общей точке коммутирующего тиристора и гасящего конденсатора (31, Недостатком устройства при работе его на омическо-емкостную нагрузку является большое время отключения нагрузки из-за отсутствия форсированного перезаряда входной паразиткой емкости вентиля в переходных режимах.

Целью изобретения является повышение быстродействия.

Указанная цель достигается тем, что устройство для управления электронно-лучевым вентилем, снабжено дополнительными диодам и конденсатором, выпрямителем и. вторичной обмоткой дросселя, причем вспомогательная цепь другим выводом подключена .к минусов9й шиъ не источника смещения, а вторичная обмотка дросселя подключена к выпрямителю, выход которого зашунтирован дополнительным конденсатором и подкюпочен ,плюсом к аноду тиристора, а минусом через вспомогательный тиристор — к катоду вентиля и к плюсу источника отрицательного смещения, а между анодом тиристора и другим входом токоограничивающего блока включен дополнительный диод согласно проводимости ти ристора.

На чертеже приведена принципиаль-. ная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит электронно-лучевой вентиль 1, управляющий электрод

2 которого через тиристор 3, зашунтированный встречно включенным диодам

4, дополнительный диод 5 и токоограничивающий блок 6 подключен к источнику питания 7. Между анодом тиристора 3 и минусовой шиной источника 7 включена шунтирующая цепь из последовательно соединенных коммутирующего тиристора 8 и гасящего конденсатора

9, к общей точке которых через вспо" могательный тиристор 10 и дроссель ll .подключен источник отрицательного смещения 12 и накопительный конденсатор

13. Источник 12 через резистор 14 соединен также с управляющим электродом

2 вентиля 1. Ко вторичной обмотке дросселя 11 подключен выпрямитель 15, выход которого зашунтирован конден8 4069

4 сатором 16 и соединен плюсом с анодом тиристора 3, а минусом через дополнительный тиристор 17 — с катодом вентиля 1.

Устройство. работает следующим образом.

В исходном состоянии тиристоры 3, 8, 10 и 17 закрыты. К управляющему электроду 2 вентиля через высокоомный резистор 14 прикладывается запирающее отрицательное напряжение 2-4 кВ источника 12, до которого заряжена и входная паразитная емкость вентиля.

Гасящий конденсатор 9 заряжен до

1 .отрицательного напряжения, конденсатор 16 — до положительного напряжения.,Причем значения этих напряжений превышают напряжения соответствующих источников 12 и 7. Для отпирания элеко тронно-лучевого вентиля 1 подаются импульсы на управляющие электроды тиристоров 3 и 17. Напряжение конденсатора 16 ускоренно перезаряжает паразитную входную емкость вентиля и он

25 форсированно отпирается. Так как величина тока через вентиль определяется величиной напряжения на управляющем электроде, то всплеск управляющего напряжения обеспечивает в свою очередь всплеск айодного тока вентиля, что приводит к обострению переднего фронта напряжения на нагрузке в случае ее емкостного характера. После разряда конденсатора 16 до напряжения источника 7 тиристор 17 запирается, 35 диод 5 отпирается и управление вентилем осуществляется от номинального положительного напряжения (4-8 кВ) источника 7. Наличие в первоначальный момент на конденсаторе 16 напряжения

40 выше номинального значения источника

7 наряду с уменьшением времени включения вентиля исключает влияние на переходной процесс токоограничиваюmего блока 6.

Запирание вентиля 1 осуществляется путем включения коммутирующего тиристора 8. В этот момент к аноду тиристора 3 прикладывается отрицательное напряжение конденсатора 9, что о возможно благодаря наличию токоограничивающего блока 6, и он запирается.

В качестве блока 6 может быть использован резистор или безынерционная цепочка со смещенным диодом. ЗакрыМ тый тиристор 17 препятствует перезаряду конденсатора 16 от напряжения конденсатора 9 через тиристор 8, что также способствует обострению заднего

884069

4О

45 фронта импульса. Паразитная входная емкость вентиля, заряженная до положительного напряжения, быстро перезаряжается до отрицательного напряжения конденсатора 9 по цепи: управляющий электрод 2, диод 4, тиристор 8, конденсатор 9 и катод вентиля l. В дальнейшем закрытое состояние вентиля подцерживается через резистор 14 источником смещения 12, который имеет малую мощность, определяемую током утечки входной цепи вентиля. После отпирания тиристора 8 конденсатор 9 начинает перезаряжаться от источника

7. При достижении на конденсаторе 9 положительного напряжения источника

7 тиристор 8 запирается. Через интервал времени, определяемый временем восстановления запирающей способности тиристора 8, подается импульс на отпирание вспомогательного тиристора .10. Конденсатор 9 по цепи: тиристор

10, дроссель 11, конденсатор 13 начинает перезаряжаться полуволной тока до отрицательного напряжения, величина которого превышает напря- жение источника 12. Напряжение на вторичной обмотке дросселя 11, равное производной от тока колебательного контура поступает на вход выпрямителя

15. Выпрямленное пиковое напряжение заряжает конденсатор 16 ° Число витков вторичной обмотки дросселя выбирается таким образом, чтобы напряжение на кон. денсаторе 16 превышало бы напряжение источника 7 (обычно. в полтора-два ра35 за). Диод 5 отсекает конденсатор 16 от источника 7. Перезаряд конденсатора 9 с помощью .тиристора 10 ускоряет подготовку устройства к следующему циклу работы. Превышение напряжения на конденсаторах 16 и 9 по отношению к напряжениям соответствующих источников 7 и 12 способствует обострению переднего и заднего фронтов импульса на входе вентиля.

Предлагаемое устройство управления увеличивает быстродействие коммутирующих блоков, выполненных на базе электронно-лучевых вентилеи, это позволя50 ет повысить эффективность их использования в высоковольтных импульсных

6 модуляторах и высокочастотных инверторах напряжения.

Формула изобретения

Устройство для управления электронно-лучевым вентилем, содержащее источник питания, подсоединенный к катоду вентиля и к входу токограничивающего блока, тиристор, зашунтированный встречно включенным диодом,и подключенный катодом к управляющему электрофу вентиля,- шунтирующую цепь,. состоящую из последовательно соединенных коммутирующего тиристора и гасящего конденсатора, источник. отрицательного смещения, зашунтированный конденсатором;, подключенный через резистор к управляющему электроду вентиля, вспомогатеЛьиую цепь, состоящую из последовательно соединенного дросселя и вспомогательного тиристора и подключенную одним выводом к общей точке коммутирующего тиристора и гасящего конденсатора, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, оно снабжено дополнительными-диодом и конденсатором, выпрямителем и вторичной обмоткой дросселя, причем вспомогательная цепь другим выводом подключена к минусовой шине источника отрицательного смещения, вторичная обмотка дросселя подключена к выпрямителю, выход которого эашунтирован дополнительным конденсатором, и подключен плюсом к аноду тиристора, а минусом через вспомогательный тиристор — к катоду вентиля и к плюсу источника отрица-. тельного смещения, а между анодом тиристора и другим входом токоограничивающего блока включен дополнительный диод согласно проводимости тирис= тора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Швеции В 117120, кл. Н 03 К 17/74, 1943.

2. Патент ЧССР Ф 148114, кл. H 03 К 17/74, 1973.

3. Тиристорный выключатель постоянного тока. 1973, А 94, Р 9 539542, 35, 36.

884069

Тираж 233 Подлисиое.

ВНИИПИ Государственного коиитета СССР ло делам изобретений и открмтий

113035, Иосква, Ж-35, Рауискав наб., д. 4/5

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

Редактор Н. Гунько

ЮЮЮ

Заказ !025}/82

Составитель Е. Жданов

Техред О.Далай Корректор О. Билак