Тиристорный управляемый ключ

 

Сущность изобретения: катод силового тиристора 1 соединен с катодом диода 7 и первым выводом накопительного конденсатора 3, второй вывод которого через коммутирующий управляемый ключ соединен с анодом силового тиристора, соединенным с первым выводом конденсатора 5, второй вывод которого соединен с анодом диода, соединенным через резистор 6 с вторым выводом накопительного конденсатора. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s Н 02 М 1/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) г ™

В Г1 Яй®Ц

t 6Я Ы) ® Т .(ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4886113/07 (22) 29.11.90 (46) 07.05.93. Бюл. М 17 (71) Харьковский институт инженеров железнодорожного транспорта им.С,М.Кирова (72) Н,ВЛанасенко и А.И.Скоробогатов (56) Чебовский О.Г. и др. Справочник "Силовые полупроводниковые приборы". М,:

Энергоатомиздат, 1985, с.81, рис.4.17.

К.Драйман, К-Х.Бецольд. Запираемый тиристор — новый конструктивный элемент. тяговых преобразователей. Железные дороги мира, 1988, Ря 3, 19-24, рис.4.

° .. Ж«, 1814168 А1 (54) ТИР И СТО РН ЫЙ УПРАВЛЯЕМЫЙ

КЛЮЧ (57) Сущность изобретения: катод силового тиристора 1 соединен с катодом диода 7 и первым выводом накопительного конденсатора 3, второй вывод которс о через коммутирующий управляемый ключ соединен с анодом силового тиристора, соединенным с первым выводом конденсатора 5, второй вывод которого соединен с анодом диода, соединенным через резистор 6 с вторым выводом накопительного конденсатора. I ил, 1814168 стора 1, с катодом которого соединен катод диода 7 цепи защиты 4, второй вывод резистора 6 которой соединен со вторым выводом накопительного конденсатора 3, причем s качестве второго вывода тиристорного управляемого ключа использован катод силового тиристора 1.

Тиристорный управляемый ключ работает следующим образом.

В момент времени t1 в соответствии с алгоритмом функционирования схемы открывается силовой тиристор 1. Конденсатор

5 цепи защиты 4 разряжается в контуре: 5 —

1 — 3 — 6 — 5, Так как в контуре содержится ® резистор 6, процесс разряда конденсатора имеет апериодический характер с постоянной времени

С5 СЗ

1 6 С5+Сз

В момент времени t2. когда в соответствии с алгоритмом работы тиристорного управляемого ключа необходимо выключить тиристор 1, открывается управляемый кл1оч

2. К тиристору 1 прикладывается напряже- 5О

we накопительного конденсатора 3, а ток, протекавший по тиристору 1,переходит на цепь коммутации. Длительность замкнутого состояния управляемого ключа 2 должна быть достаточна для восстановления запи- 58 рающих свойств тиристора 1. Вследствие разряда конденсатора 3 током нагрузки напряжение на нем несколько снижается. В момент времени 1з управляемый ключ 2 выИзобретение относится к электротехнике и может найти применение в преобразовательной технике, в автономных инверторах, преобразователях частоты, бесконтактных коммутаторах электриче- 5 ских цепей и т.п.

Цель изобретения — повышение экономичности и расширение функциональных возможностей.

На чертеже представлена принципи- 1î альная электрическая схема тиристорного управляемого ключа.

Тиристорный управляемый ключ содержит силовой тиристор 1, анод которого использован в качестве первого, силового вывода тиристорного управляемого ключа, а катод соединен с первым выводом накопительного конденсатора 3, второй вывод которого через коммутирующий управляемый ключ 2 соединен с анодом силового тиристо- 20 ра 1, и цепь защиты 4, выполненную в виде конденсатора 5, резистора 6, первые выводы которых объединены, и диода 7, анод которого соединен с первым выводом конденсатора 5 цепи защиты 4, второй вывод 25 которого соединен с анодом силового тириключается. В течение интервала коммутации тз — t2 происходит разряд конденсатора

5 цепи защиты 4 по апериодическому закону с постоянной времени юг=06 С5.

Так как интервал коммутации существенно больше постоянной времени разряда, то энергия, запасенная в конденсаторе 5 к моменту времени тз за интервал коммутации полностью рассеется, т.е. выделится в резисторе 6 в виде тепла. Таким образом, коэффициент передачи энергии может быть вычислен по формуле

1 IIOIËI ×., 1 о

Э

Э полн. г

Сэ((0с5С5+0сЗС С + С вЂ” 0сз)

С + з .,1ОО . С5 0с5

В момент времени тз, когда процесс коммутации завершен, управляемый ключ 2 выключается. Тогда ток переходит на цепь защиты 4, конденсатор 5 цепи защиты заряжается с темпом нарастания напряжения

O0/01 = наср/С5, .

Так как конденсатор 5 одним выводом соединен с выводами тиристора 1 и управляемого ключа 2, и вторым — с катодом тиристора 1 через диод 7; и с катодом управляемого ключа 2 через диод 7 и конденсатор

4, то темп нарастания напряжения на анодах полупроводниковых приборов определяется темпом нарастания его на конденсаторе 5, что обеспечивает выполнение защитных функций цепью защиты относительно обоих полупроводниковых приборов.

В момент времени t4 конденсатор 5 цепи защиты 4 заряжен до напряжения питания, В межкоммутационном интервале конденсатор Здозаряжается от специального зарядного устройства (на схеме не показано), В момент времени t5 в соответствии с алгоритмом функционирования тиристорного управляемого ключа включается тиристор 1 и далее все процессы в схеме повторяются.

Доля энергии, передаваемой из конденсатора 5 цепи защиты в накопительный конденсатор 3,зависит от уровней питающего и запирающего напряжений, а также от емкостей конденсаторов 3 и 5. Так, в конкретном преобразователе коэффициент передачи энергии достигает 18, Формула изобретения

Тиристорный управляемый ключ, содержащий силовой тиристор. анод которого ис1814168

Составитель А.Скоробогатов

Техред М,Моргентал Корректор А. Коэориз

Редактор Н.Пигина

Заказ 1831 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 пользован в качестве первого силового вывода тиристорного управляемого ключа, а катод соединен с первым выводом накопительного конденсатора, второй вывод которого через коммутирующий управляемый 5 ключ соединен с анодом силового тиристора, и цепь защиты, выполненную в виде конденсатора, резистора, первые выводы которых объединены, и диода, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения 10 экономичности и расширения функциональных возможностей, анод диода цепи защиты соединен с первым выводом конденсатора цепи защиты, второй вывод которого соединен с анодом силового тиристсра, с катодом которого соединен катод диода цепи защиты, второй вывод резистора котОрОЙ; соединен с вторым выводом накопительного конденсатора, причем в качестве второго вывода тиристорного управляемого ключа использован катод силового тиристора.