Способ распределения тока между параллельно включенными тиристорами Советский патент 1988 года по МПК H02M1/08 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может использовано для выравнивания темпера- тур полупроводниковых структур парал- лельно включенных тиристоров статического преобразователя.

Цель изобретения - повышение надежности работы параллельно включенсоответственно, первый и второй выходы блока 2 - с управляющими входами ключей 11 и 12 соответственно, а первый и второй выходы блока 28 - с управляющими входами ключей 13 и 14 . соответственно.

Каждый элемент 3-5 задержки (фиг.З) состоит из управляемого клю

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для выравнивания температур полупроводниковых структур параллельно включенных тиристоров статического преобразователя. Целью изобретения является повьшение надежности работы параллельно включенных тиристоров путем снижения скорости нарастания тока через них. Цель изобретения достигается за счет того, что задержку момента включения тиристоров, контролируемый параметр которых пре- вьшает заданное значение, формируют пропорционально сигналу рассогласования. При этом на каждом периоде следования импульсов з равления задержка включения осуществляется только у одного тиристора, следовательно, скорость нарастания тока во включаемых без задержки тиристорах будет меньше, в результате чего повьшается надежность работы тиристоров. 5 ил. СЛ

ных тиристоров путем снижения скорое- 10 ча 30, вход и выход которого являет- ти нарастания тока через них.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства, с помощью которого реализуется предлагаемый способ; на фиг.2 ся входом и выходом элемента задержки, компаратора 31, первый вход которого является вторым управляющим входом элемента задержки, и генератовременные диаграммы токов тиристоров; 15 ра 32 линейно нарастающего напряжения, пусковой вход которого является одновременГно первым управляющим входом элемента задержки. Выход генератора 32 подключен к второму входу 20 компаратора 31, выход которого в

свою очередь подключен к управляющему входу ключа 30. Каждый из блоков 27-29 управления ключами (фиг.4) содержит два элемента И 33 и 34 и элена фиг.3,4,5 - примеры реализации элемента задержки, блока управления ключами и распределителя импульсов соответственно.

Устройство содержит генератор 1 импульсов управления, выход которого соединен с входами распределителя 2 импульсов и элементов 3-5 задержки, выходы которых через согласующие элементы 6-8 предназначены для подключе- 25 мент НЕ 35, выход которого подключен

ВИЯ к управляющим электродам тиристоров, первый выход распределителя 2 импульсов подключен к входам управляемых ключей 9-11, а второй - к входам управляемых ключей 12-14, выходы ключей 9 и 10 подключены соответственно к первому и второму входам элемента ИЛИ 15, выходы ключей 11 и 12- соответственно к первому и второму

входам элемента ИЛИ 16, а выходы клю- 35 занного блока.

чей 13 и 14 - к первому и второму входам элемента ИЛИ 17, выходы элементов ИЛИ 15-17 - к первым управляющим входам элементов 3-5 задержки соРаспределитель 2 импульсов выполнен в виде кольцевого регистра на базе двух D-триггеров 36 и 37 с динамическим управлением (фиг.5). Синхрониответственно, вторые управляющие вхо- 40 зирующий вход триггеров 36 и 37 являды которых соединены соответственно с выходами блоков 18-20 сравнения первые входы которых подключены соответственно к выходам датчиков 21-23 среднего значения тока тиристоров, а вторые - соответственно к выходам датчиков 22, 23 и 21, выходы блоков 18-20 сравнения соединены также с входами компараторов 24-26 соответственно, выход компаратора 24 соединен с вторым входом блока 27 и первым входом блока 28 управления ключами, выход компаратора 25 - с вторьм входом блока 28 и первым входом блока

45

ется одновременно входом распределителя 2 импульсов, а выходы - соответственно первым и вторым выходами распределителя 2 импульсов.

Устройство (фиг.1) работает следующим образом.

Импульсы управления источника со- ответственно через элементы 3-5 за- gQ держки и элементы 6-8, где они окончательно формируются, поступают на управляющие входы соответствующих тиристоров, отпирая их. Формирующиеся на выходе блоков 18-22 сравнения сиг- 29 управления ключами, выход компара- 55 злы рассогласования, пропорциональ- тора 26 - с первым входом блока 27 ные разности средних значений токов и вторым входом блока 29, первый и соответствующих тиристоров, поступая второй выходы блока 27 соединены с на вход компараторов 24-26, вызывают управляющими входами ключей 9 и 10 появление на их выходах логических

ча 30, вход и выход которого являет-

ся входом и выходом элемента задержки, компаратора 31, первый вход которого является вторым управляющим входом элемента задержки, и генераток первому входу элемента 33, Вход элемента 35 и первый вход элемента 34 объединены и являются одновременно первым входом блока управления. Вторые входы элементов И 33 и 34 объединены и являются одновременно вторым входом блока управления, выходы элементов 33 и 34 являются соответственно первым и вторым вьпсодами указанного блока.

Распределитель 2 импульсов выполнен в виде кольцевого регистра на базе двух D-триггеров 36 и 37 с динамическим управлением (фиг.5). Синхрони

ется одновременно входом распределителя 2 импульсов, а выходы - соответственно первым и вторым выходами распределителя 2 импульсов.

Устройство (фиг.1) работает следующим образом.

Импульсы управления источника со- ответственно через элементы 3-5 за- держки и элементы 6-8, где они окончательно формируются, поступают на управляющие входы соответствующих тиристоров, отпирая их. Формирующиеся

31

нуля (при отрицательном сигнале рас- согласования) ил единицы (при положительном сигнале рассогласования). Эти логические сигналы преобразуются блоками 27-29 управления ключами в сигналы, определяющие состояние ключей 9-14. В зависимости от состояния последних через элементы ИЛИ 15-17 на первый управляющий вход элементов 3-5 задержки поступают импульсы, синхронизированные с импульсами, вырабатываемыми источником 1, и сле- дзтощие с частотой, в два раза меньшей частоты следования импульсов, вырабатьгааемых источником.

Начиная с момента поступления импульса на первый управляющий вход элемента задержки при наличии положительного сигнала рассогласования, поступающего на его второй управляющий вход, осуществляется задержка импульса, выработанного источником 1, пропорциональная уровню сигнала рассогласования. В результате работы устанавливается режим, при котором задержка включения осуществляется у всех, кроме наименее нагруженного током тиристора. Причем начало задержки включения каждого последующего тиристора сдвинуто на один период следования импульсов, выработанных источником 1. В частности, если без принудительного распределения ток первого тиристора больше, чем второго тиристор а, и последнего больще, чем третьего тиристора, и эти токи имеют трапецеидальную форму, при работе устанавливается режим, при котором задержка включения осуществляется только у первого и второго тиристоров с периодичностью, в два раза превьшающей период следования импульсов, вырабатываемых источником

1. Причем длительность задержки вклю- ный в п - 1 раз период следования

чения первого тиристора устанавливается больше, чем второго тиристора, и начала задержек включения данных тиристоров смещены на период следования импульсов, вырабатываемых источником 1. Средние значения токов тиристоров при этом равны, а мгновенные изменяются в соответствии с кривыми 38-40 (фиг.2) .

На каждом периоде следования импульсов тока задержка включения осуществляется только у одного тиристора. Поэтому скорость нарастания тока во включаемых без задержки тиристорах меньше чем в известном устройстве, где без задержки включается только один тиристор. Следовательно, в меньшей степени проявляется эффект di/dt и повышается надежность работы тиристоров. Включение с задержкой тиристора не приводит к проявлению в нем эффекта di/dt, так как он про- исходит при низком напряжении, определяемом прямым напряжением уже включившихся к этому времени тиристоров.

Применение предлагаемого способа позволит уменьшить проявление эффекта di/dt в параллельно включенных тиристорах и, как следствие, увеличить срок службы преобразователя.

25 Формула

изобретения

Способ распределения тока между параллельно включенными тиристорами, заключающийся в том, что на заданном

временном интервале измеряют значение контролируемого параметра, формируют сигнал рассогласования, пропорциональный отклонению измеренного значения контролирз емого параметра

от заданного, и изменяют длительность задержки моментов подачи управляющих импульсов на тиристоры пропорционально сигналу рассогласования, о т л и- чающийся тем, что, с целью

повьш1ения надежности работы параллельно включенных тиристоров путем снижения скорости нарастания тока через них,, в качестве заданного временного интервала принимают увеличен0

импульсов тока, где п - число парал- лельно включенных тиристоров, определяют тиристор, у которого значение контролируемого параметра минимально, а задержку момента подачи управляющих импульсов на остальные тиристоры осуществляют поочередно в казкдый период следования импульсов тока у одного тиристора.

J8

г

39

ffO

ГЧ Л Гл Л

(puz.l

Гц

(fuz.l

30

сриг.З

35

Фиг. 4

(риг. 5