Устройство для измерения времени выключения тиристоров

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

<о708266

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 230476 (21) 2352739/18-25 (51)М. Кл. с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

G 01 R 31/26

Государственный комитет

СССР

llo делам изобретений и открытий (53) УДК 621.382.2 (088.8) Опубликовано 0501-80 Бюллетень ¹ 1

Дата опубликования описания 080180 (72) Авторы Е.A. Грицевский, С.И. Кострицкнй, В.И ° Мартынов, ИЗО рЕтЕИИя В.С, Смирнов, В.В. Тогатов и ОГ. Чебовский (771) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО . ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ

ВЫКЛЮЧЕНИЯ THPHCTOPOB

Изобретение касается электронной техники и может быть использовано для контроля параметров тиристоров при, их массовом изготовлении.

Иэве" о устройство для измерения 5 времени выключения тиристоров (l).

Известно также устройство для из.мерения времени выключения тиристоpos содержащее. управляемый блок, источник импульсов прямого тока и источник обратного напряжения, в цепь нагрузки которого включены вспомогательный тиристор развязки и контролируемый тиристор, контролирующий блок, состоящий из,встречно-последо- .15 вательно соединенных ограничителя об. ратного напряжения и ограничителя прямого напряжения, которые подключены параллельно контролируемому тиристору, и датчика тока, соединенно- .2О го последовательно с источником прямого повторного напряжения. При этом источники прямого тока и обратного тока и напряжения соединены встречно- . параллельно между собой и параллель- но цепи, состоящей иэ последовательно соединенных контролируемого тирис тора и вспомогательного тиристора . развязки, который зашунтирован сопротивлением, Параллельно контролируемо-ЗО му тиристору подключены источник прямого повторного напряжения, цепь, состоящая из последовательно соединен-. ных дополнительного источника напряжения и диода развязки, и измерительный прибор. Управляющее устройство программирует работу источников прямого тока и обратного тока и напряжения, контролируемого и вспомогательного. тиристоров и источника пря- мого повторного напряжения (2) .

В этом устройстве к резистору, шунтирукю ему вспсиогательный тиристор, предъявляются противоречивые требования. С одной стороны его величина должна быть не очень большой, чтобы все обратное напряжение было приложено к контролируемому тиристору. С другой стороны не очень большая величина его приводит к неоправданному увеличению мощности источника прямого повторного напряжения.

Введенный в схему диод развязки также требует.специального выбора. Он должен быть высоковольтным и иметь малое время обратного восстановления.

Однак о, как изв ест но, выс ок ов ольт ные приборы получают, в конечном счете, за счет увеличения толщины кремниевой структуры (для увеличения .поверх708266 ности фаски), что приводит к увеличению емкости базовой области, к увеличению накопленного заряда в базе или к увеличению времени жизни неосновных носителей в базе, т.е, к увеличению времени обратного восстановления. Следует также отметить, что уве.чичение площади фаски приводит к уменьшению рабочей площади структуры т,е. к увеличению плотности тока через структуру и, следовательно, к более высокой температуре структуры,,что также способствует увеличению ,времени обратного восстановления. Таким образом„ требования к диоду раз:вязки предъявляются очень жесткие. у реальных высоковольтных приборов, :особенно при высоких температурах (140 С), время обратного восстанов ления может достигать 6 мкс. Такая величина времени обратного восстановления приводит к искажению фронта (уменьшению скорости нарастания) прямого повторного напряжения, что приводит к грубым ошибкам при, измерении времени выключения контролируемого ти", ристора, особенно при измерении вре- 25 мени выключения высокочастотных тиристоров„ у которых оно не превышает значения 12 мкс. Дополнительный источник напряжения ограничения должен обладать мальм реактивным сопротивле- ЗО нием, чтобы как можно меньше искажать фронт прямого повторного напряжения, что также приводит к увеличению мощности источника напряжения ограничения, К недостаткам этого уст- З5 ройства следует также отнести невозможность автоматизации процесса измерения времени выключения иэ-эа ручной регулировки величины прямого тока„обратного тока и напряжения, амплитуды- и скорости нарастания прямого повторного напряжения и визуального иэмерения величины времени вЫключения тиристора по измерительному прибору, что приводит к низкой производительности труда. 45

Цель изобретения — снижение потребляемой мощности.

Это достигается тем,.что в предложенное устройство параллельно вспомогательному тиристору развязки 5G включен быстродействующий управляемый однонаправленный ключ, соединен» ный с одним из выходов управляющего устройства, На чертеже приведена стРуктуРная 5$ схема устройства для измерения времени выключения тиристоров .

Устройство содержит источник 1 прямого тока, источник 2 прямого повторного напряжения, ограничитель 3 ооратного напряжения, контролируемый тиристор 4, ограничитель 5 прямого . повторного напряжения, датчик тока б, вспомогательный тиристор 7 развязки, быстродействующий, управляемый, однонаг равленный ключ 8 (например Л электронная лампа), источник 9 обратного напряжения и управляющий блок

10.

Устройство работает следующим образом.

В статике источн"к 1 прямого тока и источник 9 обратного напряжения включены между собой встречно и параллельно цепи, состоящей. иэ последовательно соединенных контролируемого тиристора 4 с тиристором 7 развязки и цепи, состоящей из последовательно соединенных ограничителя 3 обратного напряжения, ограничителя 5 прямого напряжения и быстродействующего, управляемого, однонаправленного ключа 8 (например электронной лампы). Источник 2 прямого повторного напряжения одним концом связан с общей точкой соединения катода контролируемого тиристора 4 и ограничителя

3 обратного напряжения, а другим через датчик токов — с общей точкой . соединения анода контролируемого тиристора 4 с катодом вспсиогательного тиристора 7 развязки, одним концом быстродействующего, управляемого, однонаправленного ключа 8 и одним концом ограничителя 5 прямого повторного напряжения, который, в свою очередь, связан с датчиком 6 тока. Датчик 6 тока соединен с управляющим устройством 10, которое связано также с источником 1 прямого тока, источником 9 обратного напряжения, контролируемым тиристором 4 и вспсиогательным тиристором развязки 7, быст родействующим, управляемым, однонаправленным ключом 8, датчиком 6 тока и источником 2 прямого повторного напряжения.

По сигналу пуска, поступающему по шине 11, управляющее устройство 10 вырабатывает сигнал, который включает контролируемый 4 и разделительный 7 тиристоры. От источника 1 прямого тока подается импульс прямого тока. Через промежуток времени, достаточный для полного включения ти ристора 4, управляющее устройство 10 включает источник 9 обратного напряжения и быстродействующий, управляемый, однонаправленный ключ 8. Импульс обратного напряжения источника 9 используется для формирования фронта спада прямого тока и импульсов обратного тока в цепи контрЬлиру (мого тиристора 4. По возрастанию обратного тоха через тиристор 4 до максимального значения, к нему начинает прикладываться обратное напряжение, которое ограничивается ограничителем 3 обратного напряжения на заданном уровне. Благодаря ключу 8 величина этого напряжения зависит от обратного сопротивления вспомогательного тиристора 7 развязки. Через заданный прсиежуток времени, определяемый упРавляющим устройством 10, к тиристо708266

Форчула изобретения

ЦНИИПИ Заказ 8478/40 Тираж 1019 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ру 4 прикладывается прямое повторное напряжение с заданной скоростью его нарастания, которое ограничивается на заданном уровне ограничителем 5 пряМога повторного напряжения. Этот заданный прсиежуток времени дискретно изменяется (уменьшается) управляющим устройством. Частота изменения величины интервала этого времени 5 Гц.

Одновременно с включением источника

2 прямого повторного напряжения управляющее устройство выключает быстродействующий, управляемый, однона правленный ключ 8, предотвращая шунтировку прямого повторного напряжения, и стробирует сигнал с датчика 6 тока на время длительности фронта нарастания прямого повторного напряжения для исключения ложного срабатывания управляющего устройства 10 от сигнала с датчика 6 тока, возникающего из-за регистрации последним емкостных токов > протекающих через контролируемый тиристор 4 от воздействия фронта нарастания прямого повторного напряжения, так как величина емкостной составляющей .тока при больших значениях скорости нарастания напряжения (cjU/й ) может быть значительной.

Когда импульс прямого повторного напряжения нарастает до амплитуды ограничения,через ограничитель 5 прямого напряжения начнет протекать ток.

В результате этого ограничитель 5 выдает сигнал в датчик 6 тока, который теперь уже следит за величиной тока, протекающего через тиристор 4 от источника 2 прямого повторного напряжения в случае переключения " тиристора 4. Управляющее устройство

10 до тех пор дискретно уменьшает . интервал времени между мсментом перехода прямого тока через нуль и мсментом начала приложения прямого повторного напряжения, пока этот интервал времени не сделается настоль- ко малым, что накопленный заряд в базе структуры не успевает рассасываться за это время и, следовательно, не в состоянии выдерживать приложения прямого повторного напряжения.

Тиристор 4 при этом переключается.

В этом случае датчик 6 тока выдает сигнал в управляющее устройство 10, индикатор которого указывает значение интервала времени, предшествующегo моменту переключения контролируемого тиристора 4, и выключает все устройство. !

Устройство для измерения времени выключения тиристоров, содержащее управляющий блок, источник импульсов прямого тока и источник обратного на. пряжения, в цепь нагрузки которых включены вспомогательный тнристор развязки и испытуемый тиристор, конт,ролирующий блок, состоящий из встречно-последовательно соединенных ограничителя обратного напряжений и ограничителя прямого напряжения, которые подключены параллельно испытуе- ° мому тиристору, и датчика тока, соединенного последовательно с источниЗО ком прямого повторного напряжения, отличающееся тем,что, с целью снижения потребляемой мощности, параллельно вспсыогательному тиристору развязки включен быстродействующий, управляемый, однонаправленный ключ, соединенный с одним из выходов управляющего устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 240533, кл. G 01 R 31/25, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 410341, кл. G 01 R 31/26 1974 (прототип) .