Формирователь импульсов управления для двухоперационного тиристора

 

Формирователь импульсов управления для двухоперацирнного тиристора содержит основной транзистор, соединенный первым силовым электродом с положительным зажимом источника питания, а вторым силовым электродом - с первым выводом резистора и первым вводом дросселя, другой вывод которого подключен к аноду зарядного диода, катодом соединенного с первым выводом токоЪграничителя. второй вывод которого соединен с положительной обкладкой накопительного конденсатора и катодом шунтирующего диода, анодом соединенного с отрицательной обкладкой накопительного конденсатора 6, анодом защитного диода, управляющим электродом двухоперационного тиристора и катодом вспомогательного диода, анод которого у Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (I I) (sI)s Н 02 M 1/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4848044/07 (22) 11,06,90 (46) 28.02.93. Бал. th 8 (71) MocKQBGKNA энергетический институт (72) В.А. Будов, О.Г, Булатов, А.В, Жеглов и

С.В, Ордынь (Б6).Булатов О.Г., Одынь С.В. Вентильные преобразователи на базе полностью управляемых тиристоров. — Сб. Итоги науки и техники ВИНИТИ АН СССР, сер. Силовая преобразовательная техника. 1979,.т, 2, с.

112.

Булатов О.Г. и др. Применение мощных двухоперационных тиристоров. — Электротехника. 1988, М 5, с. 22-27. (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ДВУХОПЕРАЦИОННОГО

ТИР И СТО РА (57) Формирователь импульсов управления для двухоперационного тиристора содержит основной транзистор. соединенный первым силовым электродом с положительным зажимом источника питания, а вторым силовым электродом — с первым выводом резистора и первым вводом дросселя, другой вывод которого подключен к аноду зарядного диода, катодом соединенного с первым выводом токоограничителя, второй вывод которого соединен с положительной обкладкой накопительного конденсатора и катодом шунтирующего диода, анодом соединенного с отрицательной обкладкой накопительного конденсатора 6, анодам защйтного диода, управляющим электродом двухоперационнрго тиристора и катодом вспомогательного диода, анод которого

1798871 с катодом защитного диода 8, причем между отрицательным зажимом источника питания 2 и катодом зарядного диода 4 включен запирающий транзистор 14, а ко второму

5 силовому электроду основного транзистора

1 подключен первый вывод резистора 15. к второму выводу которого подключен положительной обкладкой форсирующий конденсатор 16, отрицатепьнОй обкладкой

10 соединенный с отрицательным зажимом источника питания 2, и первый силовой электрод дополнительного неполностью управляемого полупроводникового ключа

17, вторым силовым электродом подклю15 ченного к управляющему электроду двухоперационного тиристора 9, Формирователь импульсов управления для двухоперационного тиристора, изображенный на фиг. 3, содержит полностью уп20 равляемый полупроводниковый ключ 17", причем первый вывод резистора 15 подключен к первому выводу основного транзистора 1 и положительному зажиму источника питания 2, 25 Формирователь импульсов управления для двухоперационного тиристора работает следующим образом.

Пусть до момента времени t< двухоперационный тиристор 9 находился в проводя30 щем состоянии, а накопительный конденсатор 6 заряжен с полярностью, указанной на фиг. 1. В момент времени to подают импульс управления на запирающий транзистор 14. По контуру 6 — 5-l4-входная

35 цепь тиристора 9-6 протекает отрицательный ток управления iRG, который переводит тиристор 9 в непроводящее состояние, на интервале (to, t ).

В момент времени И снимают импульс

40 управления с запирающего транзистора 14 и подают импульсы управления на основной

1 и вспомогательный 13 транзисторы. К входной цепи двухоперационного тиристора 9 через открытый транзистор 13 прикла5

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при построении тиристорных импульсных регуляторов, стабилизаторов, автономных инверторов и других преобразовательных устройств, в которых используются двухоперационные тиристоры.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и увеличение КПД формирователя импульсов уйравления, повышение надежности работы и уменьшение времени включения двухоперационного тиристора.

На фиг. 1 и 2 представлены схемы предлагаемых устройств; на фиг. 3 — временные диаграммй, поясняющие принцип их работы, Формирователь импульсов управления для двухоперационного тиристора, изображенный на фиг. 2, содержит основной транзистор 1, соединенный первым силовым электродом с положительным зажимом источника питания 2, а вторым силовым электродом — с первым выводом дросселя 3, второй вывод которого подключен к аноду зарядного диода 4, катодом соединенного с первым выводом токоограничителя 5, второй вывод которого соединен с положитель.ной обкладкой накопительного конденсатора 6 и катодом шунтирующего диода 7, анодом соединенного с отрицательной обкладкой накопительного конденсатора 6; анодом защитного диода 8, управляющим электродом двухоперационного тиристора 9 и катодом вспомогательного диода 10, анод которого соединен с анодом стабилитрона 11, катодом подключенного к катоду двухоперационного тиристора 9. отрицательному зажиму источника питания 2 и положительному зажиму источника смещения 12, отрицательный зажим . которого соединен с одним силовым электродом вспомогательного транзистора 13, другим силовым электродом соединенного

4 соединен с анодом стабилитрона, катодом подключенного к катоду двухоперационного тиристора, отрицательному зажиму источника питания и положительному зажиму источника смешения, отрицательный зажим которого соединен с одним силовым электродом вспомогательного транзистора, другим силовым электродом соединенного с катодом защитного диода, форсирующий

t конденсатор, подключенный отрицательной обкладкой к отрицательному зажиму источника питания, а положительной обкладкой к второму выводу резистора и первому силовому электроду неполностью управляемого полупроводникового ключа, вторым силовым электродом подключенного к управляющему электроду двухоперационного тиристора 9. 4 ил.

1798871 дывается напряжение источника смещения

12, которое увеличивает dU/dt — стойкость тиристора 9. В то же время по контуру 2-13-4-5-6-8-13-12-2 проходит. колебательный заряд накопительного конденсатора 6 до величины,приблизительно равной удвоенной сумме йапряжений источников питания 2 и смещения 12, а по контуру 2-1-15 — 16=2 заряжается форсирующий конденсатор 16 до напряжения источника питания 2.

В момент времени tz, когда необходимо отпереть двухоперационный тиристор 9 снимают импульсы управления с транзистора 13 и подают импульс управления на однооперационный тиристор 17 . По контуру

16 — 17 -входная цепь двухоперационного тиристора 9-16 протекает форсирующий ток включения тиристора 9, который переводит тиристор 9 в проводящее состояние, а по контуру 2-1-15-17 — входная цепь тиристора 9 — 2 протекает ток oo o K " ICG..

В момент времени тз, опережающий момент подачи запирающего импульса М на интервал Ьт, достаточный для надежного выключения тиристора 17, на тиристор.9; снимают импульс управления с основного транзистора 1, При этом тиристор 17 на интервале ht = t4- тэ восстанавливает свои непроводящие свойства.

В момент времени tp подают импульс управления на запирающий транзистор 14. . После этого описанные выше процессы в формирователе импульсов управления для двухоперационного тиристора повторяются, Токоограничитель 5служитдля orðàíè÷åния скорости нарастания .отрицательного тока управления б®6/Ch, шунтирующий диод 7 препятствует перезаряду накопительного, конденсатора 6 по контуру 6-5 — 14-входная цепь тиристора 9-6, а вспомогательный диод

10 и стабилитрон 11 предохраняют входную цепь двухоперационного тиристора 9 от перенапряжений.

Работа формирователя импульсов управления для двухоперационного тиристора 9, изображенного на фиг. 2 отличается от. приведенного выше тем, что в момент времени tz снимают, импульс управления с основного транзистора 1 и подают импульс управления на транзистор 17", а в момент

<3 снимают импульс уйравления с тиристора

17". Причем заряд форсирующего конденсатора 16 протекает по контуру 2 — 15-16-2, а ток "полочки".iCQ - по контуру 2-15 — 17"

-входная цепь тиристора 9-2.

Расширение функциональных возможностей предлагаемых формирователей им20

45 ячеек структуры. Это позволяет увеличить

55

40 пульсов управления осуществляется за счет подготовки накопительного конденсатора к очередному запиранию двухоперационного тиристора на этапе его закрытого состояния (см. интервал (тз, ц) на фиг. 3), а не на этапе проводящего состояния (как в прототипе).

Поэтому длительность проводящего состояния (длительность импульса анодного тока ти) может быть выбрана малой вплоть до интервала, равного сумме времени включения двухоперационного тиристора и его времени вЫключения ти ь = tgt + tgq. что в несколько раз меньше чем в прототипе.

Возможность формирования коротких импульсов анодного тока позволяет применять предлагаемый. формирователи импульсов для управления двухоперационными тиристорами, которые используются в узлах принудительной коммутации, в генераторах узких импульсов тока и других устройствах

Как следует из описания предлагаемых устройств накопительный конденсатор заряжается до величины приблизительно равной удвоенной сумме напряжений источника питания и источника смещения, в отличие от прототипа, где он заряжается до величины напряжения источника питания, Это позволяет снизить напряжение источ ника питания и, соответственно уменьшить величину резистора. Следовательно, уменьшатся потери мощности, выделяемой на этом резисторе при протекании тока "полочки" CG, что приведет к повышению КПД формирователей импульсов управления двухоперационными тиристорами,. изображенными на фиг, 1, 2.

В йредлагаемых устройствах используется форсирующий конденсатор, который предназначен для создания форсирующего импульса включения двухоперационного тиристора. Наличие форсирующего импульса приводит к уменьшению времени включения тиристора, за счет одновременного .включения большого числа элементарных скорость нарастания анодного тока через прибор и, соответственно, уменьшить потери мощности при включении двухоперацио нного тиристора.

Кроме того, в формирователях управления для двухоперационного тиристора, иэображенных на фиг. 1, 2, иэ контура заряда накопительного конденсатора исключена входная цепь двухоперационного тиристора, что позволяет уменьшить мощность, выделяющуюся в его полупроводниковой пластине. Это позволяет увеличить частотный диапазон предлагаемых формирователей импульсов управления для двухоперационного тиристора.

1798871

Применение форсирующего конденсатора и исключение входной цепи двухоперационного тиристора из контура заряда йакопительного конденсатора позволяет повысить надежность работы двухоперационного тиристора.

Предложенные формирователи импульñîâ.управления для двухоперационного тиристора выгодно отличаются не только от выбранного прототипа, но и от известных устройств управления двухоперационным тиристором.

Формула изобретения

Формирователь импульсов управления для двухоперационного тиристора, содержащий основной транзистор, соединенный первым силовым электродом с положительным зажимом источника питания, а вторым силовым электродом — с первым .выводом резистора и первым выводом дросселя, другой вывод которого подключен к аноду зарядного диода, катодом соединенного с первым выводом токоограничителя, второй вывод которого соединен с положительной обкладкой накопительного конденсатора и катодом шунтирующего диода, анодом соединенного с отрицательной обкладкой на копительного койденсатора, анодом защитного диода, управляющим электродом двухоперационного тиристора и катодом вспомогательного диода. анод которого соединен с анодом стабилитрона, катодом подключенного к катоду двухоперационно5 го тиристора, отрицательному зажиму источника питания и положительному зажиму источника смещения, отрицательный зажим которого соединен с одним силовым электродом. вспомогательного транзистора, дру10 гим силовым алек родом соединенного с катодом защитного диода. причем между отрицательным зажимом источника пита. ния и катодом зарядного диода включен запираащий трайзистор.: о т л и ч à ю щ и й15 с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и увеличения КПД формировагеля импульсов управления, по вышения надежности работы и уменьшения времени включения двухоперационного ти20 ристора, введен форсирующий конденса тор., подключенный отрицательной обкладкой к отрицательному зажиму источнйка питания; Ь положительной обкладкой к второму выводу резистора и первому сило25 вому электроду неполностью управляемого полупроводникового ключа, вторым силовым электродом подключенного к. управляющему электроду двухоперационного тиристора.

1798871

Редактор Н.Коляда

Заказ 777 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобрегениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101

4р<

ip

Составитель В.Будов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С. Патрушева