Устройство для управления запираемым тиристором

 

Сущность изобретения: при подаче импульса управления на первичную обмотку трансформатора 24 отпираются тиристор 17 и транзистор 16, подающий отпирающий ток на отпирающий транзистор 6, при отпирании которого форсирующий конденсатор 5 разряжается на управляющий переход запираемого тиристора 25, формируя передний фронт отпирающего импульса, поддерживающая часть которого образуется при протекании тока от источника 1 через резисторы 3 и 4 и транзистор 6. При поступлении импульса на первичную обмотку трансформатора 23 открываются синхронизирующие транзисторы 21 и 22, шунтируется эмиттерный переход транзистора 16 и запирается тиристор, одновременно отпираются транзисторы 7 и 14, обеспечивая запирание запираемого тиристора напряжением источника 2. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ И СТИЧ Е СКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Н 02 М 1/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4901064/07 (22) 09.01.91 (46) 07.01.93. Бюл. ЬЬ 1 (71) Научно-производственное объединение силовой электроники (72) Б.К.Бурдасов, В,А,Толстых и Г,И.Саломатин (56) 1. Ведольд К.Х. Применение выключаемых тиристоров на злектроподвижном составе. Железные дороги мира, М 7,1987,с, 17-23.

2. Булатов О.Г., Лыщак П,С„Одынь С.В. Мощные ключи на тиристорах, выключаемых по цепи управления. Электротехническая промышленность. Серия. Силовая преобразовательная техника. Обзорная информация, вып, 19. М.. Информэлектро, 1988, с. 18, рис, 13 а. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЗАПИРАЕМЫМ ТИРИСТОРОМ

„„. Ы„„1786610 А1 (57) Сущность изобретения: при подаче импульса управления на первичную обмотку трансформатора 24 отпираются тиристор 17 и транзистор 16, подающий отпирающий ток на отпирающий транзистор 6, при отпирании которого форсирующий конденсатор

5 разряжается на управляющий переход запираемого тиристора 25, формируя передний фронт отпирающего импульса, поддерживающая часть которого образуется при протекании тока от источника 1 через резисторы 3 и 4 и транзистор 6, При поступлении импульса на первичную обмотку трансформатора 23 открываются синхронизирующие транзисторы 21 и 22, шунтируется змиттерный переход транзистора 16 и запирается тиристор, одновременно отпираются транзисторы 7 и 14, обеспечивая эапирание запираемого тиристора напряжением источника 2. 1 ил.

1706610

50

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в преобразователях постоянного тока, инверторах и преобразователях частоты на запираемых тиристорах.

Известна,. схема управления запирае: мым тиристором, недостатком которой является малая скорость нарастания импульса тока. Запирание осуществляется передачей импульса через импульсные трансформаторы, Наиболее близко к предлагаемому устройство,цля управления запираемым тиристором, со,цержащее источник отпирающего напря>кения, к плюсу которого подключен ограничивающйй резистор и источник заплрающего напряжения, соединенного с первым источником согласно последовательно, минусовым выводом соединенного с катодом запира1ощего тиристора, анод которого соединен с эмиттером отпирающего транзистора, причем минусовой управляющий вывод запираемого тиристора подключен к точке соединения двух источников напряжения.

Недостатком этого устройства является малая крутизна импульсов тока запирания и отпирания, неустойчивая работа из-за необходимости запирания запирающего тиристора при отпирании отпирающего транзистора для исключения короткого замыкания двух источников, Цель изобретения — повышение надежности за счет повышения крутизны импульсов тока и исключения возможности короткого замыкания источников напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления запираемым тиристором, содер>кащее источник запирающего напряжения, положительный вывод которого предназначен для подключения к отрицательному управляющему выводу запираемого тиристора и соединен с отрицательным вь.водом источника отпирающего напряженля, поло>клтельный вывод которого соединен с первым выводом первого ограничивающего резистора, отпирающий транзистор и тиристор, введены первый, второй и третий резисторы, второй, третий, четвертый и пятый ограничивающие резисторы, форсирующий и фильтрующий конденсаторы, первый и второй запирающий, форсирующий и первый и второй блокирующий транзисторы, стабилитрон, блокирующий диод, первый и второй резисторы смещения, запускающий и запирающий импульсные трансформаторы и резистивный делитель напряжения, причем первый вывод форсирующего конденсатора соединен с положительным выводом источника запирающего напряжения, а второй — с вторым выводом первого ограничивающего резистора и первым выводом второго ограничивающего резистора, второй вывод которого соединен с эмиттером отпирающего транзистора, эмиттерный переход которого зашунтирован первым резистором, а коллектор предназначен для подключения к положительному управляющему выводу запираемого тиристора и соединен с коллектором первого запирающего транзистора, змиттерный переход которого зашунтирован вторым резистором, эмиттер соединен с вторым выводом источника запирающего напряжения, а база — через третий ограничивающий резистор соединена с коллектором второго запирающего транзистора, а эмиттерный переход которого зашунтирован третьим резистором, а эмиттер соединен с катодом блокирующего диода, анод которого соединен с положительным выводом источника отпирающего напряжения, база отпирающего транзистора через четвертый ограничивающий резистор соединена с коллектором блокирующего транзистора, база которого через первый резистор смещения соединена с эмиттером второго запирающего транзистора, а эмиттер соединен с анодом тиристора, управляющий электрод которого соединен с первым выводом вторичной обмотки запускающего импульсного трансформатора, а катод соединен с катодом стабилитрона и первым выводом фильтрующего конденсатора, второй вывод которого соединен с анодом стабилитрона, отрицательным BBIBopoM источника запирающего напряжения и первым выводом второго резистора смещения, второй вывод которого соединен с эмиттером второго запирающего транзистора, база которого через пять и ограничивающий резистор соединена с коллектором первого синхронизирующего транзистора, база которого соединена с базой второго синхронизирующего транзистора и первым выводом вторичной обмотки запирающего импульсного трансформатора, второй вывод которой соединен с отрицатаfIB:- ым выводом источника запирающего напряженля, втоpblM BblDopoMl BTop 1 ной 06MoTKvl:Bапускающего импульсного трансформатора, эмиттером первого синхронизирующего транзистора и эмиттером второго синхронизирующего транзистора, коллектор которого соединен с базой блокирующего транзистора, а выход резистивного pàëèòåля напряжения, подключенного параллельно источнику запирающего напряжения, 1786610

55 соединен с коллектором первого запирающего транзистора, На черте>ке приведена принципиальная схема устройства для управления запираеMblM тиристором, Устройство содержит источники отпирающего 1 и запирающего 2 напряжения, первый 3 и второй 4 ограничивающие резисторы, форсирующий 5 конденсатор, отпирающий 6 и первый запирающий 7 транзисторы с шунтирующими 8, 9 резисторами, блокирующий диод 10, третий, четвертый и пятый ограничивающие резисторы

11-13, второй запирающий транзистор 14, резистор смещения 15, блокирующий транзистор 16, запускающий тиристор 17, стабилитрон 18 с фильтрующим конденсатором

19 и вторым резистором смещения 20, первый и второй синхронизирующие транзисторы соответственно 21,22,импульсные трансформаторы соответственно запирающий 23 и запускающий 24, а также запираемый тиристор 25, резистивный делитель из двух резисторов 26, 27, резистор 28, при этом источник отпирающего напряжения 1 подключен к первому выводу первого ограничивающего резистора 3, отпирающий транзистор б выводом соединен с плюсовым управляющим выводом запираемого тиристора 25, источник запирающего напряжения 2 соединен с отпирающим 1 источником согласно последовательно, причем минусовой управляющий вывод запираемого тиристора 25 подключен к точке соединения двух источников 1, 2, второй ограничивающий резистор 4 соединен последовательно с первым 3 ограничивающим резистором, точка их соединения подключена к общей точке соединения двух источников 1, 2 через форсирующий конденсатор 5, а другой конец второго ограничивающего резистора 4 соединен с эмиттером отпирающего транзистора б, коллектор которого соединен с плюсовым управляющим выводом запираемого тиристора 25 и коллектором запирающего транзистора 7, эмиттер которого соединен с минусом запирающего источника напряжения 2, базовый переход запирающего транзистора 7, зашунтированный резистором 9, через третий ограничивающий резистор 12 подключен к коллектору второго запирающего транзистора 14 зашунтированного резистором 28, змиттер которого соединен с катодом блокирующего диода 10, анодом соединенного с плюсом отпирающего источника напряжения 1 и через резистор 15 смещения с базой блокирующего транзистора 16, коллектор которого соединен через четвертый ограничивающий резистор 11 с базовым перехо5

45 дом отпирающего транзистора 6, зашунтированного резистором В, а эмиттер блокирующего транзистора 16 подключен к аноду запускающего тиристора 17, катод которого подключен к катоду стабилитрона 18, зашунтированного фильтрующим конденсатором 19, и подключенного анодом к минусу запирающего источника 2, резистору смещения 20, другим концом подключенного к катоду блокирующего диода 10, причем база второго запирающего транзистора 14 через пятый ограничивающий резистор 13 соединена с коллектором первого синхронизирующего транзистора 21, база которого, соединенная с базой второго синхронизирующего транзистора 22,подключена к выводу вторичной обмотки запирающего импульсного трансформатора 23, другой конец которой соединен с, эмиттерами синхронизирующих транзисторов 21, 22, анодом стабилитрона 18 и выводом вторичной обмотки запускающего импульсного трансформатора 24, другой конец которой соединен с управлением запускающего тиристора 17, а коллектор второго синхронизирующего транзистора 22 соединен с базой блокирующего транзистора 16, причем управляющий переход запираемого тиристора 25 и коллектор — эмиттер запирающего транзистора 7 зашунтированы резисторами 26, 27, образующими резистивный делитель напряжения.

Устройство для управления запираемым тиристором работает следующим образом.

В исходном состоянии транзисторы 7 и

8 закрыты, конденсатор 5эаряжен до напряжения источника 1, С помощью источника напряжения 2 посредством резистивного делителя, выполненного из резисторов 26, 27 на управляющем переходе запираемого тиристора 25, образуется обратное напряжение смещения величиной 5 — 7 В, рекомендуемого для запираемого тиристора на все время его закрытого состояния, При подаче импульса отпирания Uo на трансформатор 24 тиристор 17 отпирается и через открытый базовым током резистора

15 транзистор t6 подается ток базы на отпирающий транзистор 6, При отпирании которого форсирующий конденсатор 5 разряжается на управляющий переход запираемого тиристора 25, образуя форсированный запускающий короткий импульс с крутым передним фронтом, амплитуда которого ограничена резистором 4. Затем от источника 1 через резистор 3, 4, транзистор 6 и управляющий переход запираемого тиристора 25 начинает протекать ток поддержки, 178()610 рекомендуемь!й B те IQH)18 всего времен<и открытого состояния.

При поступлении импульса запирания ((3 на трансформатор 23 c()1«xpoll)13()p3 щие транзисторы 21 и 22 озкрыва)стся. О 5 открытием транзистора 22 базовый переход транзистора 16 шунтируегся и транзистор

18 закрывается напряжением стабилитрона

18. Одновременно напряжение стабилитрона 18 прикладывается B обратном направле- 10 гl ии к ти (>исто(зу 1 7. 0(зеспечивается такжР

Qго форсированнг>8 запирание, В результате всего прекращается базовый ток транзистора 6. Одновременно при отпирании транзистора 21 огкрыва.отся транзисторы 7. 15 и 11, Н()Г)рях<е!(Иа (1(з(о (((()ка 2 прикладь!ЯаЕ I C,Я "1! Ре.) 0 ilcijii! ILlii т(J(ii!Bj;I«TO() г K У((РВВ/ я Г>; ! 1" (1 у В „, I (:1 1 г у::) (I (3 (- i .), (" ) ) и ()! ) г I <1 > J 2 5 в Обрап)ом ((31г(его запиp3!!i!Q, Поcf)(".. Окончан(гя 1;I . 1()1<3! 03 UB TpBH- 20 зисторы 2 (, 22, j l, з--крывакзтся, через диод 10 обеспе «ивается пита:.II,Q узла блоК 1 I (J C В К 1. Д Л И Т О Л Ь I o C T L И (гl ! у l) Ь С а ((3 Е! Ы б И расiñB с учетом требований к зап(1, зае()ому тиристору 25, ((,10>к (о видеть., Г)о здесь иск- 25 л(очено i<Îjjoткое зам! !!

2 lio цепи ((за)! 3 icTopo8 0 и, 3 кру) изна

И(л) Пуг! ЬСО В ) (I p =, Вл6(1 ил 3 В ПИ(З381 )ÎГО т! 1р!)стора Оп (>еде ляется тол ьк<з б!.-.(<,т(зодейств!1ем.гра((з,«=. оров G и 7. 30

Это обеспечивает наде:iKHoñòB рабгп ы запираемо. о тиристо(за 25 и Bñе! o jj«T(>c I;c i

Ва, ОД! |0(з(земснно QGQc(18 (ива) 6 I cß (! епбхоДИ!"! )я По!,)QKО<гс (-01>11,:ИВL)(г, (1(З уп (За В;)8)«.;!()

UQ за сет «за(>ил))т;зО)((! 18 KBK по(>ОГО()ОГО 35

Э)(8МОН Га.

Г(з 0 1„ ) M у л 3 11 О б p c T e H и я

> C1jJ0!1CTR0 ДЛЯ )jfiPE)IJЛСНИЯ мым тиристором, содержа;цее исто ник запир;,ощего напряж(,, (ИЯ, поло..к!«Те)(ьный 10

Eil.I 80Ä КОТОРО О ПРЕДH3:3!!3 !г, !«ДЛЯ f)ОДK(ri)0

«ения к о(р(iL!3(ельн(>Mó управля)ощему BыВОДУ 33ПИ036МО! 0 Т(!(З()() И СООДИН8Н С

ОТ(ЗИЦЗТРЛ! НЫМ ВЫ ВОДО!(1 1!С I О 1НИК3 ОТГ(! iP3

)ощ8! О !«апряжениЯ, пОложит6ль!«ь!Й ВывОД 45

К 0 ГO р О ГО С О 8ДИ г«C Н С П ", p В i=1 () ()!.I B 0ä Î 1! П 8 )3

ВОГО ОГраничива(О(цеГО (зеэ))с Гора, ОтГ<и!>3 0 щий транзисl op и тиристор, о т л и ч 3 юЩ Е Q С 51 TQM. ЧТО, С Ц8ЛЬIO ПОВЬ((0 81(Ил Н3де>кlfÎcT! за счРт повыц(еыия крутиз)(ы им- . .0

ПУТ(ЬСОВ ТОК3 И ИС(<ЛIОЧЕНИЯ ВОЗ()ОЖ()ОСТИ короткого замыкания источников II3ri pn>KQния, B и -ro Введены первый, второй и трез ий резисторы, Второй, третий, «QTBQp) 4111 и пяты Й ОГ!>а ни<«ива (оlди8 p83исто(зы, < ;. 0 (i и(з ) 55 !

ОЬ«1!)й И фИЛЬтРУЮЩИй КОНДЕ СатОРЫг

Г)ВРВЫИ и ВТОРОЙ Запиоа)0)З())г!8, ф<ЗРС(,)С)<Ющий и первый и второй блокирующий транзистОpы, стабилит(зон, (блокиp)(100«иЙ ДНОД, 1)QPB1lA и В(ОРОЙ (зезис)OPi: сл18)Цен!)", 33пускающий и запирающий импульсные трансформаторы и резистивный делитель напряжения, при «ем первь(й вывод форсирующего конденсатора соединен с положительным выводом исTÎ÷ «ика запираioùåãî напряжения, а второй — с BToph(M выводом первого ограничива!Ощего резистора и первым выводом второго ограничива(ощего резистора, второй вывод которого соединен с амиттером отпирающего транзистора, змиттерный переход которого "-a()fóíTI)ðoBBH первым резистором, а коллектор предназначен для подкл!Очения к поло>кительному управля!ощему выводу запираемого тиристора и соединен с ксллектором первого

ЗЭПИ<ЗВ <)(!!8ÃÎ Т(33!НЗИС<оj>3 3!1)ИГТеp(!Ый ПР ре «зд кгпорого за(вунз ирован вторь(м рези«то;.)0(l,;3(ииттер «Oеди((8!«с Вто(зым

f)(=!Qof)of ис(очника запирающего напря>кения, 3 база че(зез TpQTI nrp3II()Hè33)QÙèi<)

РРЗИСТОP ".ОРД«1пе на C I О!)ЛР<<ения, база отпираю-! цего транзистора через четве(зтый огра)!ичива!ощий резистор соединена с коллектîООМ блокирую(дего транзистора, база которого через первый резистор сме, цеl H я со(.,!,и н 6 на с э Iи Г с рОM Вз ОрОГО запи ракнцего ранзистора, а з)()1)гтер соединен с анодом T )(BI)c! Ора, управля(ощи(л электрод которого соецинеHс,(пер. Ым Выводом втори<ной о)з )отки запуска(о(цего импульсного трансформатора, а катод сс=,f) ëI-«8!«с катоДОМ С аб!)Л)л) i (ЗОН 3 и П.": p3 ÛÌ БЫ:ioj,<)0(1) фИЛ Ьтру(ощего конденсатора, Второй вывод которого соеди((ен с анодом сгаб-литрона, ОТРИ ЦВТЕЛ Ь -. ЫМ ВЫВОДОМ ИСТО Oil)i<3 33ПИ(З3

10IЦQ(C! I(г«Г(рЯ>кенИЯ и ()еpBЫMi BЫВОДОМ BTQ

Рого Реэ. стоР с I îòîðîã0 18

Рез пятыj 0 Рани,иваюЩий РезистоР соединена:; коллектором I"åðâîão си ><ронизи ру ю(це(0 тра;.:3! IQTO p3, база которого г оедь;,-«Она C r);,:.-Ои второго Clc)I!Xr 01(изи(З<ма тора, В Ге:;)(! Й ггы ВОД : ото(зоЙ со едине)! с отр .цательньв.; зь<водо(.". исто)никэ г) Г i 1(:31)0 Щ(., ГО r 3 () 1) ci>KG! Ii .Я, ВТО(З . (М ВЫ ВОД<)М втор! «1 ой обл;Р; K, "! запус 3(0 Ц810 импульс(- (ОГО Т(>3!«Сфо(0 :«TO(33, ЭМИ<Теоом f)QPBorO

С1л Н К 1) О; И «1л 01У 3 и ЭМ1 И ТТЕром B) 0pîãc синх)зз((изирую цего транзиrтора, к() -лек Гор:<о Горого соеди!(ен с базой !30K))jJ (О!ЦЕГО Г<ЗВНЗИСТО(i, 3 ВЫ."(ОД РBЗИ10

1786610

Составитель Б.Бурдасов

Техред M,Ìaðãåíòàë Корректор Q.Юрковецкая

Редактор Л.Пигина

Заказ 254 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 стивного делителя напряжения, подключенного параллельно источнику запирающего напряжения, соединен с коллектором первого запирающего транзистора.