Устройство для управления последовательно соединенными тиристорами

 

О П И С А Н И Е (1984049

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АЗТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 01. 04. 81 (21) 3267904/18-21 с присоединением заявки ¹ (51)М. Кл.

H 03 К 17/56

Гасударственный комитет (23) Приоритет

Опубликовано 23. 12. 82. Бюллетень № 47 по делам изобретений и открытий (53) УДK 621.374. .2(088.8) Дата опубликования описания23, 12.82 (72) Авторы изобретения

О.Я.Яковлев и Б.А. Будилов

Научно-исследовательский институт постоянн (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО

СОЕДИНЕННЫМИ ТИРИСТОРАМИ

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использо- вано в мощных импульсных модуляторах.

Известно устройство для управления последовательно соединенными тиристорами, в котором для их включения от внешнего источника требуется мощность, необходимая для включения только одного коммутирующего элемента, например тиристора Pl ).

Недостаток устройства — снижение амплитуды импульса управления с увеличением количества управляемых устройством тиристоров.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство формирования импульсов, содержащее емкостной делитель напряжения, подключенный параллельно последовательно соединенным тиристорам, трансформаторы, первичные обмотки которых включены в цепь делителя. напряжения, а выводы вторичных об2 моток соединены с катодами и управляющими электродами соответствующих тиристоров, при этом первый вывод первичной обмотки каждого трансформатора соединен с управляющим

5 электродом соответствующего тиристора через диод. В нем сигнал от внеш" него источника подается на один из последовательно соединенных тиристоров, а включение остальных осуществляется за счет перезаряда соответствующих конденсаторов делителя напряжения (2).

Недостаток известного устройства заключается в том, что количество одновременно включенных последовательно соединенных тиристоров ограничено снижением амплитуды тока управления в цепи запуска с увеличени, ем количества управляемых устрой20 ством тиристоров. Кроме того, функции, выполняемые известным устройством, ограничены только последова" тельным соединением тиристоров. Од3 984 нако в импульсной технике, например при построении модуляторов, непрерывно повышаются требования к увеличению мощности тиристорных ключей, что достигается не только за счет увеличения рабочего напряжения (последовательное соединение тиристоров ), но и за счет. увеличения коммутируемого тока (параллельное соединение тиристоров ).

Цель изобретения - повышение надежности управления тиристорами и расширение области применения за счет постоянной мощности сигнала управления независимо от числа управляемых тиристоров.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для управления последовательно соединенными тиристорами, содержащем емкостной делитель напряжения, подключенный параллельно тиристорам, трансформаторы, первичные обмотки которых включены в цепь емкостного делителя на" пряжения, а выводы вторичных обмоток соединены с катодами и управляющими электродами соответствующих тиристоров, каждый из остальных управляемых тиристоров шунтирован первым резистором и первой последовательной RC-цепочкой, а его управляющий электрод через второй резистор подключен к точке соединения первых выводов конденсатора и дросселя, вторые выводы которых соединены соответствен" но с анодом и катодом тиристора, причем параллельно одной из частей делителя напряжения, в которой .вторая последовательная RC-цепочка шунтирована третьим резистором,подключен дополнительный тиристор,уп= ра вляющий электрод и катод которого соединены соответственно с шиной управления и общей шиной„ а анод подключен к точке соединения третьего резистора и конденсатора последовательной RC-цепочки части емкостного делителя напряжения.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства, иллюстрирующая управление двумя параллельными ветвями 1 последовательно соединенных тиристоров 2.

Аноды тиристоров 2 соединены co . своими управляющими электродами через конденсаторы 3 с ограничивающими резисторами 4. Тиристоры 2 шунтированы резистором 5 и RC,"öåïüþ 6.

049 4

Параллельно участку управляющий электрод-катод тиристоров 2-с резистором 4 подключен дроссель 7.

Конденсаторы 8 образуют делитель 9 напряжения. Последовательно с конденсаторами 8 в цепь делителя 9 напряжения включены ограничительные резисторы l0 и датчики 11 тока. В качестве датчика 11 тока может быть о использован трансформатор со вторичной обмоткой l2 Выход датчика (вторичная обмотка 12 трансформатора ) соединен с управляющим электродом одного или нескольких тиристоров 2.

1з Часть 13 емкостного делителя 9 зашунтирована тиристором 14, управляющий электрод которого подключен к шине управления. Параллельно конденсаторам 8 подключены резисторы 15.

Устройство работает следующим образом.

Конденсаторы 3, 8 также как и конденсаторы RC-цепей 6 заряжаются при подаче анодного напряжения. Распределяется напряжение на "них пропорционально сопротивлениям соответствующих цепей деления, т.е. резисторов

5,15 ° RC-цепи 6 делят переменное напряжение по тиристорам 2. На тиристор 14 подается сигнал от внешнего источника сигналов управления. Тиристор 14 открывается и через него разряжается конденсатор 8 части 13 де. лителя 9. Это вызывает перераспределение напряжения между остальными конденсаторами 8 делителя 9. При этом через эти конденсаторы 8, а значит и через датчики тока 11 проходит заряд ный ток конденсаторов 8, вызванный перераспределением напряжения. Величина этого тока определяется величи ной напряжения на тиристоре 14 перед его включением и полным сопротивлением незашунтированной части делителя 9. В результате маломощный сигнал на управляющем электроде тиристора

14 преобразуется в более мощный импульс тока через датчики тока 11, 50 выходной ток которых используется для запуска одного или нескольких тирис" торов 2. Причем датчики 1l тока могут быть включены в цепь делителя 9 в зависимости от расположения управ-. ляемых ими тиристоров 2 на любом, практически, потенциале.

Через тиристоры 2, включенные сигналом управления с выхода датчиков

984049

11 тока, разряжаются конденсаторы подключенных к ним RC-цепей б. Происходит перераспределение напряжения между остальными тиристорами 2, вследствие которого увеличивается 3 напряжение на конденсаторах 3 в цепях управления этими тиристорами. Протекающий при этом ток через включенные от датчика тока 11 тиристоры 2 и цепи управления остальных тиристоров

2 включает последние.

Величина и крутизна этого тока зависит от напряжения на одном тиристоре 2, от количества тиристоров в последовательной цепи и от количества тиристоров 2, включаемых сигналом управления от датчиков 11 тока. Очевидно, что предлагаемое уст ройства позволяет изменением количества включаемых от датчиков 11 М тока тиристоров 2 влиять на величину и крутизну тока управления мощными тиристорными ключами на базе последовательного соединения тиристоров, повышая тем самым их надеж- 2S ность.

Резисторы 4 и 10 являются ограничительными. Дроссель 2 шунтирует низкочастотные сигналы на участках управляющий электрод-катод тиристо- 36 ров 2.

Таким образом, устройство для управления последовательно соеди. ненными тиристорами позволяет аналогично управлять параллельными вет-; вями 1 тиристоров 2 без увеличения . мощности от источника сигналов упра вления.

В качестве датчиков 11 тока может быть использован импульсный трансформатор; переход управления тиристора 2, резистор и т.д.

Тиристор 14 может быть заменен фототиристором, электронной лампой, трансформатором и т.п.. 4$

Предлагаемое устройство управления последовательно соединенными т иристорами по сравнению с известным обладает следующими преимуществами: повышается надежность управления тирис" © торами при большом их количестве в последовательном соединении; обеспечивается управление несколькими ветвями последовательно соединенных тиристоров без увеличения мощности „ ,требуемой от внешнего источника сигналов управления.

Вследствие этого в предлагаемом устройстве появляется возможность повышения мощности тиристорных ключей одновременно за счет повышения их рабочего напряжения и коммутируе.мого тока, при этом не утрачиваются такие преимущества известного перед другими подобного назначения устройствами, как возможность подачи сигнала из нее в одну точку и малая мощность этого сигнала.

Формула изобретения устройство для управления последовательно соединенными тиристорами, содержащее емкостной делитель напряжения, подключенный параллельно тиристорам, трансформаторы, первичные обмотки которых включены в цепь ем" . костного делителя напряжения,, а выводы вторичных обмоток соединены с катодами и управляющими электродами соответствующих тиристоров,о т л ич а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения надежности управления тиристорами и расширения области применения, каждый из остальных управляемых тиристоров шунтирован первым резистором и первой последовательной

RC-цепочкой, а его управляющий электрод через второй резистор подключен к точке соединения первых выводов конденсатора и дросселя, вторые выводы которых соединены с анодом и катодом тиристора, причем параллельно одной из частей емкостного делителя напряжения, в котором вторая последовательная RC-цепочка шунтирована третьим резистором, подключен дополнительный тиристор, управляющий электрод и катод которого соединены соответственно с шиной управления и с общей шиной, а анод подклю чен к точке соединения третьего резистора и конденсатора последовательйой RC-цепочки части емкостного де" лителя напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 413621, кл. Н 03 K 17/10, 1971 °

2. Авторское свидетельство СССР 532175, кл. H 03 К 17/72, 1973

984049

Составитель А.Егорычев

Редактор В.Лазаренко Техред О.Неце

Корректор С. Шекмар

Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 9957/76 Тираж 959

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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