Устройство для управления тиристором

 

Союз Советских

Социалистических

Респубяии

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное w авт. свид-ву (22) Заявлено 14. 01.81 (21) 3235435/24-07 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)М. Кл.

Н 02 И 1/08 ооударстакииый комитат

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 07.09.82. Бюллетень М33

Дата опубликования описания 10.09.82 (53) llew 621.. 31" ° 727 (088,8) (72) Авторы изобретения

В. В. Калюжный и С. Г. Обухов

Коммунарский горно-металлургический инс (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРОМ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для управления тиристорами выпрямителей и инверторов.

Известны устройства для управления ,тиристорами, содержащее блокинг"ге.нератор, усилитель мощности, трансформатор и клеммы для подключения источника тока и тиристора t1).

Наиболее близким к предлагаемому о является устройство для управления тири стором, содержащее трансформатор, входная обмотка которого через у пра вляемый тра н зи стор ный ключ подсоединена к генератору напряжения

15 прямоугольной формы, и выходная обмотка - к мостовому выпрямителю, плюсовой вывод которого черсз пороговый элемент, например стабили трон, подсоединен к клемме для подключения го управляющего электрода тиристора, шунтирующий элемент на основе первого диода, включенный между промежуточным выводом источника переменного на"

2 пряжения и общей точкой соединения управляемого ключа и входной обмоткой трансформатора, RC-цепь иэ последовательно соединенных резистора и конденсатора и второй диод, подсоединенный катодом к аноду стабилитрона и первому выводу резистора RC-цепи, второй вывод которого соединен с минусовым выводом мостового выпрямителя и одной обкладкой конденсатора, вторая обкладка которого соединена со средней точкой выходной обмотки трансформатора, анодом второго диода и клеммой для подключения катода тиристора (2).

Недостаток известных устройствневысокая надежность.

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено фазоинвертирующим ключом с двумя последовательно включенными транзисторами, трансформатор снабжен дополнительной выходной

3 9573 обмоткой с выпрямительным мостом на выходе, к положительной и отрицательной клеммам которого подключены эмиттеры и через первый и второй резисторы коллекторы обоих транзисторов, причем база первого транзистора соединена с коллектором второго транзистора, база которого подсоединена через диод к эмиттерам обоих

20 транзисторов и к клемме для подключе- 10 ния катода тиристора и одновременно через третий регистор - к клемме для подключения анода тиристора.

На фиг ° 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие его работу .

Устройство содержит генератор 1 переменного напряжения прямоугольной формы, представляющий собой полупроводниковый модулятор на транзисторах

2, питаемый от источника 3 постоянного напряжения со средним выводом. Генератор l через управляемый ключ 4 подключен к. входной обмотке 5 трансформатора 6, а его промежуточный вывод через шунтирующий диод 7 подключен к точке соединения входной обмотки 5 и ключа 4, Выходная обмотка 8 трансформатора 5 подключена к выпрямителям 9 и 10, включенным встречнопоследовательно через пороговый weмент 11 (например стабилитрон) и резистор 12 °

К выходу выпрямителя 10 подключен фильтр 13. Клемма для подключения управляющего электрода тиристора 14 подсоединена к выходу порогового элемента 11 и катоду диода 15, анод которого соединен со средним выводом выходной обмотки 8 трансформатора 6 и с клеммой для подключения катода тиристора 14.

Третья выходная обмотка 16 трансформатора 6 подключена к мостовому выпрямителю, выполненному на диодах

17 и 18, к выходу которого подключен фазоинвертирующий ключ 19. Положительная и отрицательная выходные клеммы выпрямителя 17 и 18 соединены со вхо" дом фаэоинвертирующего ключа 19 выполненного на транзисторах 20 и 21, резисторах 22-24 и диоде 25.

Коллектор первого транзистора 21 соединен с базой второго транэистора 20 непосредственно и с положитель- >> ной клеммой выпрямителя 17 через рвзистор 22. Переход база"эмиттер транзистора 21, шунтированный обратным

72 ф диодом 25, подключен через токоограничивающий резистор 23 к клемме для подключения анода тири стора 14. Клемма для подключения катода тири стора

14 соединена с общей точкой соединения эмиттеров транзисторов 20 и 21, отрицательной клеммой выпрямителя 18 и анодом диода 25.

Устройство для управления тиристором работает следующим образом.

При отсутствии входного сигнала

U „ и прямом напряжении U „ на аноде тйристора 14 (фиг. 2), участок с -t< управляемый ключ 4 разомкнут, uf к входной обмотке 5 трансформатора 6 через диод 7 прикладывается часть напряжения генератора 1 переменного тока, при этом в обмотках 8 и 16 наводится электродвижущая сила (ЭДС) °

Под действие прямого напряжения Ос, открывается транзистор 21 фазоинвер° тирующего ключа 19, транзистор 20. закрывается и при этом выход выпрямительного моста с диодами 17 и 18 оказывается открытым.

В обмотке 8 наводится ЭДС, величина коТорой выбирается такой, чтобы напряжение на выходе выпрямителя 9 было меньше порога срабатывания стабилитрона 11. Напряжение на выходе выпрямителя 10 фильтруется фильтром

13 и прикладывается к цепи, содержаей резистор 12 и диод 15, что приводит к протеканию тока и падению напряжения на диоде 15 и смещению управляющего перехода тиристора в обратном направлении.

При поступлении входного сигнала (в момент времени t<, фиг. 2) включается ключ 4 и к обмотке 5 прикладывается полное напряжение источника переменного тока 1 и ЭДС, наводимая в обмотке 8, увеличивается. При этом напряжение на выходе выпрямителя 9 становится больше порогового значения стабилитрона 11, он открывается и к управляющему переходу тиристора

14 прикладывается прямое напряжение, равное разности напряжений на выходе выпрямителя 9 и стабилитрона 11.

Диод 15 запирается, и по цепи управляющий электрод - катод тиристора

14 протекает ток управления.

Тиристор 14 открывается в течение времени й, -t< (фиг. 2),в момент времени t процесс открывания тиристора завершается и потенциал его анода уменьшается до нескольких десятых долей вольта, соответствующих паде957

Формула изобретения

5 нию напряжения на тиристоре. При этом транзистор 21 закрывается, а транзистор 20 открывается, подключая резистор 23 к выходу выпрямительного моста, образованного из диодов 17 и 18. В результате, по обмотке 16 начинает протекать ток, уменьшающий результирующий магнитный поток в сердечнике трансформатора 6, а следовательно, и ЭДС в обмотке 8. 1Е

Ампер-витки обмотки 16 рассчитываются таким образом, чтобы при открытом транзисторе 20 выпрямленное напряжение на выходе выпрямителя 9 было меньше порогового напряжения t5 стабилитрона 11. При этом напряжение управления U> с тиристора снимается и отсутствует до момента времени t (фиг, 2), когда потенциал анода тиристора снова станет положитель- 20 ным.

При поступлении управляющего входного сигнала Ug в момент времени (фиг. 2), когда к аноду тиристора 14 приложен отрицательный потенциал, 25 происходит задержка выработки сигнала управления U до момента вре" мени и (фиг. 2), когда происходит смена полярности напряжения на аноде.

Применение предлагаемого устройст- щ ва позволяет повысить помехозащищенность цепи управления управляемого тиристора, так как полностью исключается возможность подачи напряжения управления на тиристор при наличии обратного напряжения на нем.

Предлагаемое изобретение позволяет минимизировать мощность управления, выделяющуюся на управляющем переходе тиристора, повысить надежность и поме-щ хоустойчивость устройства, 45

Устройство для управления тиристором, содержащее трансформатор, входная обмотка ко торо го через управляемый транзисторный ключ подсоединена

372 6 к генератору напряжения прямоугольной формы и выходная обмотка — к мостовому выпрямителю, плюсовой вывод которого через пороговый элемент подсоединен к клемме для подключения управляющего электрода тиристора, шунтирующий элемент на основе первого диода, включенный между промежуточным выводом источника переменного напряжения и общей точкой соединения управляемого ключа и входной обмоткой трансформатора, RC-цепь из последовательно соединенных резистора и конден- сатора и второй диод, подсоединенный катодом к аноду стабилитрона и первому выводу резистора RC-цепи, второй вывод которого соединен с минусовым выводом мостового выпрямителя и одной обкладкой конденсатора, вторая обкладка которого соединена со средней точкой выходной обмотки трансформатора, анодом второго диода и клеммой для подключения катода тиристора, о т л и чающее с я тем, что, с целью повышения его надежности, оно снабжено фазоинвертирующим ключом с двумя последовательно включенными транзисторами, трансформатор снабжен дополнительной выходной обмоткой с выпрямительным мостом на выходе, к положительной и отрицательной клеммам которого подключены эмиттеры и через первый и второй резис торы коллекторы обоих транзисторов, причем база первого транзистора соединена с коллектором второго транзистора, база которого подсоединена через диод к эмиттерам обоих транзисторов и к клемме для подключения катода тиристора и одновременно через третий резистор - к клемме для подключения анода тиристора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Чиженко И.И. и др. Основы преобразовательной техники. М. „ 1974, с. 308.

2. Авторское свидетельство СССР и 613458, кл. Н 02 М 1/08, 1978, 957372

Тираж 721. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Заказ 6619/46

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

Составитель В. Костюхин

Редактор Н. Кешеля Техред E.Õàðèòîí÷èê Корректор М. шароши