Устройство для управления силовым вентилем статического преобразователя Советский патент 1987 года по МПК H02M1/08 

Изобретение относится к преобразовательной технике, а именно к формиро ате- лям управляющих импульсов силовыми полупроводниковыми вентилями статических преобразователей. В качестве силовых полупроводниковых вентилей могут использоваться как тиристоры, так и мопаные транзисторы.

Цель изобретения - повышение надежности устройства и его КПД.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы изменения напряжения на конденсаторе Us и управляющего тока iy силового вентиля.

Устройство содержит введенный дроссель I переменного тока, который последовательно включен с первичной обмоткой трансформатора 2, вторичная обмотка которого своими крайними выводами соединена с входом .мостового выпрямителя 3, а средни.м выводом соединена с выходной клеммой 4 для подключения катода силового вентиля. Положительный вывод выпрямителя 3 подключен к точке соединения первой обкладки конденсатора 5, эмиттером первого транзистора 6 и дополнительно введенного второго транзистора 7 и резистора 8, второй вывод которого подключен к базе транзистора 7. База транзистора 6 подключена к точке соединения коллектора транзистора 7 и резистора 9, второй вывод которого подключен к точке соединения второй обкладки конденсатора 5 и среднего вывода вторичной обмотки транс()орматора 2, а коллектор транзистора 6 подключен к точке соединения анода тиристора 10 и резистора 11, второй вывод которого подключен к отрицательному выводу выпрямителя 3. Катод тиристора 10 соединен с выход,ной клеммой 12 устройства, предназначенной для подключения управляющего электрода силового вентиля, а также с анодом диода 13, катод которого соединен с точкой соединения управляющего электрода тиристора 10 и резистора 14, второй вывод которого подключен к отрицательному выводу выпрямителя 3. Между выходными клеммами 4 и 12 подключен диод 15 катодом к клемме 12, анодом - к клемме 4. К базе транзистора 7 подключена клемма 16, а к эмиттеру - клем.ма 17. К катоду тиристора 10 подключена клемма 18, а к управляющему электроду - клемма 19. Клеммы 16 и 17 служат для подачи второго управляющего сигнала, а клеммы 18 и 19 - для подачи первого управляющего сигпала.

Устройство работает следующим образом.

Переменное напряжение, поданное через дроссель 1 переменного тока на первичную обмотку трансформатора 2, трансформируется во вторичную обмотку и выпрям

ляется выпрямителем 3. Выпрямительным током конденсатор 5 заряжается до амплитудного значения переменного напряжения на вторичной обмотке трансформатора 2

(фиг. 2а). Транзистор 6 при этом открыт, транзистор 7 и тиристор 10 закрыты, управляющий ток силового вентиля равен нулю. После подачи отпирающего импульса на управляющий переход тиристора 10 (клеммы 19 и 18) последний отпирается, и конденсатор 5 разряжается на управляющий переход силового вентиля (фиг. 26). После разряда конденсатора 5 ток в первичной обмотке трансформатора 2 и, следовательно, управляющий ток силового вентиля ограничиваются дросселем 1 на минимально необходимом уровне.

Для прерьпзания управляюн1его тока силового вентиля подается отпирающий импульс на базу транзистора (клеммы 16 и 17 на фиг. 1) на время, необходимое для восстановления запирающих свойств тиристора 10. При открывании транзистора 7 транзистор 6 закрывается, управляющий ток прерывается, к тиристору 10 прикладывается обратное напряжение через резистор 11

и диод 15, и он закрывается. К управляющему переходу силового вентиля приклад1 1- вается обратное напряжение сменления, равное надению напряжения на диоде 15.

Таким образом, устройство осуп ествляет форсированную подачу тока в управляющий переход силового вентиля в момент начала импульса управления от мощного источника напряжения, роль которого выполняет конденсатор 5, обеспечивая тем самым высокую скорость нарастания управляюгпего тока.

поддержание управляющего тока на минимально необходимом уровне в течение импульса управления и отрицательное смещение на управляюще.м переходе силового вентиля по окончании импульса управления. В результате обеспечения высокой скорости нарастания управляющего тока повы- щается надежность работы силовых вентилей и, следовательно, статического преобразователя.

Высокая скорость нарастания управляющего тока обеспечивается путе.м исключения

балластного резистора и использования в

качестве балластного резистора дросселя

переменного тока, в результате чего уменьщаются потери активной мощности и повь:щается КПД устройства управления.

Формула изобретения

Устройство для управления силовым вентилем статического преобразователя, содер- жащее последовательно соединенные трансформатор и выпрямитель, на выходе которого включен конденсатор, первый транзистор, вспомогательный тиристор, три резнсто

pa, цепь смещения, состоящую из двух последовательно включенных диодов и токоог- раничивающего резистора, включенную между отрицательным выводом выпрямителя и средним выводом вторичной обмотки трансформатора, и клеммы для подключения первого управляющего сигнала, отличающееся тем, что, с целью повыщепия надежности и КПД, в него введен дроссель переменного тока, второй транзистор и клеммы для подключения второго управляющего сигнала, при этом дроссель включен в цепь первичной обмотки трансформатора, эмиттеры первого и второго транзисторов присоединены к положительному выводу выпрямителя и к одному из выводов конденсатора, второй вывод которого подключен к среднему выводу вторичной обмотки трансформатора и к клемме для присоединения катода управляемого вентиля, эмиттер второго транзистора подключен к плюсовой клемме второго упраг(ляю1цего сигнала и к первому выводу первого резистора, второй вывод котоа

Us

0

0

рого подключен к базе второго транзистора и к минусовой клемме второго унравляюн1С- го сигнала, коллектор второго транзистора присоединен к базе первого транзистора и к первому выводу второго резистора,второй вывод которого подключен к клемме для присоединения катода управляемого вентиля, коллектор первого транзистора подключен к аноду вспомогательного тиристора и к первому выводу третьего резистора, второй ()д которого присоединен к отрпцате.чьному выводу выпрямителя, катод вспомогатс, Ц)П()го тиристора присоединен к клемме для присое- динения управляющего электрода управ. ше- мого вентиля и к ми11усовой к,чемме первого управляющего сигнала, катод первого диода цепи обратпо1 о смещения нодк.чючеп к катоду вспомогательного диода и мипусово клемме первого управляющего сигна,1а. катод второго диода цепи обратпого смепю- ния подключен к управляющему электроду вспомогательного тиристора и к )ду токоограничиваю цсго резистора.

-f

(pu5.Z

14:iu6;H :44ii 0 (гпюсится к ripcoojiaaoiia- TC.()i технике i: ;() быть исполг зовано д;1Я умранлснии ета гическ11л и преобразова тс.. Целью пзоб|)етеи11 я является иовы- iiieiiiu iia. Копденсатор 5 заряжается :u) ам11литуд||п -() значения перел;е1П1ого наиря/кении на 15Т :шими(.1Й обмотке трансформатора 2. Транзистор 6 при этом открыт, траизиетор 7 и тиристор 10 закрыты, управ- ЛЯЮИ1ИЙ ток силового вентиля равен нулю. После нодачи отниракт.цего импульса на х л.равляющий нерсход тиристора 10 Hoc;ie;i- ний отирается и конденсатор 5 разряжается на унравля1он1ий нере.ход силового вен- ти.. После разряда конденсатора 5 ток в иервнчной обмотке траиефо)матора 2 и, с.че- довательно, управляюищй ток силового вентиля ограничиваются дросселем на 5ини- мально необходимом уровне. Для прерывания управляющего тока силового вентиля ||одается отиираюии1Й импульс на базу транзистора 7 (клеммы 16, 17) на время, необходимое для восстановления заиираю- Н1ИХ свойств тиристора 10, к тиристору И) нрикладываетея обратное напряжение, к управляющему переходу силового вентиля прикладывается обратное наиряжение смешения. 2 ил. + О . о - 77 Г и фиг.1 -f о о - 7 А