Устройство для фазового управления тиристором

 

пп 44О75О

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 31.03.72 (21) 1766249/24-7 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 25.08.74. Бюллетень № 31

Дата опубликования описания 15.04.75 (51) М. Кл. Н 02m 1/08

Н 031< 17)ОО

Государственный комитет

Совета Министров СССР ао лелам изобретений и открытий (53) УДК 621.373.5 (088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

В. П. Дьяконов и С. И. Зиенко

Смоленский филиал Московского ордена Ленина энергетического института (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ

ТИРИСТОРОМ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может использоваться в схемах управления выпрямителями на тиристорах, в устройствах фазового регулирования переменного напряжения и т. д.

Известны устройства для фазового управления тиристором, имеющим нагрузку в цепи анода, содержащие релаксационный генератор на лавинном транзисторе с зарядным резистором. Однако их схема фазового управления принципиально не обеспечивает изменение угла регулирования от «О» до «180» эл. град.

Амплитуда импульса управления зависит от угла, регулирования: максимальна при угле регулирования 90 и уменьшается при других углах. Изменение амплитуды импульсов может повлечь за собой сбой в работе тиристорного блока. Трансформатор имеет сложную конструкцию, большой вес, габариты и стоимость, практически не возможен в интегральном исполнении. Управление фазовым сдвигом в известной схеме осуществляется большим током, намагничивающим сердечник трансформатора,. поэтому усложняется и остальная часть схемы управления.

Предлагаемое устройство отличается тем, что в цепь эмиттера лавинного транзистора включены последовательно диод в непроводящем направлении и конденсатор, общая точка которых подключена через резистор к источнику управляющего напряжения и через другой резистор и дополнительный диод в проводящем направлении — к источнику переменного напряжения, причем к аноду этого дополнительного диода подключен зарядный резистор релаксационного генератора.

Это позволяет расширить пределы регулирования, уменьшить мощность управления, увсличить амплитуду и крутизну фронтов уп10 равляющих импульсов.

На фиг. 1 дана электрическая схема, предлагаемого устройства; па фиг, 2 — кривые, характеризующие состояние лавинного транзистора; rra фиг. За, б, в, г — временные диа15 граммы работы устройства.

Коллектор транзистора 1 с резистором 2 в базе через зарядный резистор 3 и диод 4 подключен к источнику переменного напряжения

5. Накопительный конденсатор 6 одним кон20 цом подключен к коллектору транзистора 1, а другим — к управляющему электроду тиристора 7, параллельно управляющему электро. ду последнего подключен шунтирующий резистор 8, В цепь эмиттера транзистора через ди25 од 9, предохраняющий эмиттерный переход ог пробоя, включен конденсатор 10. К общей точке диода 9 и конденсатора 10 подсоединены через зарядный резистор 11 и диод 4 источник 5 питания и через другой зарядный

30 резистор 12 источник 13 управляющего напря448750

3 жения. Нагрузочное сопротивление 14 включено в цепь анода тиристора 7.

Когда напряжение источника 5 питания становится отрицательным, а транзистор 1 закрыт, накопительный конденсатор 6 заряжается от источника 5 питания iso цепи: диод 4 — зарядный резистор 3 — шунтирующий резистор 8 (см. фиг. Зв). Заряжается также и конденсатор 10 по цепи: источник 5 питания— диод 4 — зарядный, резистор 11, и от источника положительного управляющего напряжения

13 через резистор 12 (см. фиг. Зб). Заряд конденсатора 6 прекращается в момент времени et=cot«так как диод 4 оказывается закрытым, поскольку напряжение на конденсаторе 6 становится больше напряжения источника

5 питания. Запертое состояние лавинного транзистора 1 обеспечивается соответствующим выбором исходной рабочей точки транзистора на участке вольтамперной характеристики с большим положительным сопротивлением (см. фиг. 2, точка в положении I), При этом на лавинном транзисторе падает напряжение равное величине U<, близкой к напряжению

Ф включения Up . Запирающее напряжение на базе лавинного транзистора создается отрицательным .. напряжением, конденсатор а 10 (см. фиг. Зб). Это напряжение возникает при соответствующем выборе резисторов 11 и 12 и напряжений истачников 5 и 13 питания. Диод

9 при этом предохраняет эмиттерный переход от пробоя.

С момента времени cot=>et< конденсатор 10 начинает перезаряжаться, стремясь к величине положительного управляющего источника

13. Разряжается также конденсатор 6. Но постоянная времени разряда конденсатора, примерно равная (Я«+Аз) С6, выбирается намного больше постоянной конденсатора 10, равной примерно 3» С», поэтому спад напряжения на конденсаторе 6 будет незначительным до самого момента включения транзистора в момент времени 0)t (см. фиг. Зв).

При cot) диод 4 препятствует прохождению положительной полуволны напряжения источника 5 питания, поэтому процессы в схеме происходят независимо от цепи источника

5 питания. В момент времени о4 напряжение на конденсаторе 10 становится равным напряжению отпирания U„, транзистора 1, вольтамперная характеристика лавинного транзистора 1 «сворачивается» и рабочая точка перемещается из положения 1 в положение II (см. фиг. 2), характеризующееся отрицательным со противлением. Лавинный транзистор включается, его сопротивление резко падает и накопительный конденсатор 6 разряжается через открытый транзистор на конденсатор 10 и параллельно включенные шунтирующий резистор 8 и управляющий электрод тиристора 7.

Зо

Тиристор включается и к сопротивлению 14 нагрузки прикладывается напряжение источника 5 питания (см. фиг. Зг). Разряд конденсагора 6 происходит до тех пор, пока напряжение на нем не станет, равным остаточному падению напряжения U> на лавинном транзисторе 1, после чего транзистор 1 выключается.

При разряде конденсатора 6 напряжение на конденсаторе 10 становится отрицательным и конденсатор 10 под действием источника 13 управляющего на пряжения снова начинает перезаряжаться, стремясь к величине напряжения этого источника U„, При этом транзистор может включаться вновь и конденсатор 6 разряжается на управляющий электрод тиристора и шунтирующий резистор 8. Но тиристор 7 уже включился, поэтому наличие последующего импульса не имеет значения.

С момента cot)2n начинается заряд конденсатора 6 и конденсатора 10. Ввиду того, что напряжение на конденсаторе 10 становится от. рицательным, это напряжение запирает эмиттерный переход, тем самым обеспечивая запертое состояние транзистора 1 и расположение исходной рабочей точки в положении 1 (фиг. 2) вольтамперной характеристики транзистора.

Конденсатор 6 заряжается до величины напряжения Uz.

Далее процессы в схеме происходят аналогично.

Таким образом, включение тиристора 7 возможно во всем диапазоне о>1=я — 2л, для этого необходимо изменять величину управляющего напряжения 13 (У,,). С увеличением

U„,, точка перейдет из положения А в положение Б (см. фиг. Зб), т. е. изменится угол включения от значения а до а>.

Предмет изобретения

Устройство для фазового управления тиристором, имеющим нагрузку в цепи анода, содержащее релаксационный генератор на лавинном транзисторе с зарядным резистором, отличающееся тем, что, с целью расширения пределов регулирования, уменьшения мощности управления и увеличения амплитуды и крутизны фронтов управляющих импульсов, в цепь эмиттера лавинного транзистора включены последовательно диод в непроводящем направлении и конденсатор, общая точка которых подключена через резистор к источнику управляющего напряжения и через другой резистор и дополнительный диод в проводящем направлении — к источнику переменного напряжения, причем к аноду этого дополнительного диода подключен зарядный резистор релаксационного генератора, 446750

Составитель Ю. Баева

Техред Т. Курилко

Корректор О. Тюрина

Редактор Н. Данилович

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 933j18 Изд. № 199 Тираж 740 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5