Способ управления тиристором Советский патент 1988 года по МПК H02M1/08 

а

/

ел

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления тиристорами в преобразователях автономных источников электропитания, к которым предъявляются высокие требования в отношении мас- согабаритных показателей системы уп- равления. Целью изобретения является уменьшение мощности сигнала управления. Для этого с помощью транзистора 2 формируют эталонный сигнал тока, а с помощью источника 1 - эталонный сигнал напряжения управления, превышающие отпираккцие TcfK и напряжекма. Измеряют напряжение управления и с помощью тр анзистора 4 сравнивают его с эталонным сигналом напряжения. При превышении эталонным сигналом напряжения управления с помощью транзисторов 2, 4 и резистора 3 поддерживают постоянный ток в цепи управляющего электрода тиристора 8 равным эталонному сигналу тока, а при обратном соотношении эталонного сигнала и напряжения управления уменьшают ток уп- равл ния тиристора 8 с помощью транзисторов 2, 4 до величины, обеспечивающей равенство напряжения управления эталонному сигналу напряжения 3 ил. S ®

о

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано дл управления тиристорами в преобразова 1гелях автономных источников электро- jiHTaHHHj к которым предъявляются вы- |:окие требования в отношении массо- | абаритных показателей системы управ jfieHHH а

Целью изобретения является умень- шение мощности сигнала управления. На фиг. 1 изображена принципиаль- йая схема рдного из возможных устройств; реал и зуюпщх данный способ; ра фиг, 2 и 3 - графики, поясняющие его работу.

; Устройство (фиг. 1) содержит источник 1 постоянного напряжения, рдин полюс которого соединен с эмит- {гером транзистора 2 и через резис- jrop 3 с 3MiiTTepoM транзистора 4, его база соединена с коллектором транзис topa 2 и через резистор 5 с коллектором транзистора 6, 5ежду коллектором и Э1читтером транзистора 2 включен ре- эистор 7, эмиттер транзистора 6 со-. единен с вторым полюсом источника 1 1 1итания и с катодом тргристора 8, уп- равлягопр й электрод которого соединен с коллектором транзистора 4 непосред- стверп-io и со своим катодом через резистор 9,

: Устройство работает следующим образом,

В исходном состоянии транзистор 6 закрыт отрицательным сигналом, подаваемым на его базу. Транзисторы 4 и 2 вследствие этого также закрыты. Тепловой ток транзистора 4 протекает через резистор 9 и создает малое па- дени е напряжения в цепи управляющий электрод - катод, не приводящее к открыванию тиристора 8. При подаче положительного перепада напряжения на базу транзистора 6 он открьшает- ся, обеспечивая тем самым протекание базового тока транзистора 4, следовательно транзистор 4 тоже открывается, в его коллекторной цепи протекает ток 1, На управляющий

электрод тиристора подается сигнал управления. Транзистор 2 обеспечивает постоянство тока, протекающего через резистор 3 и 3ivfflTTep транзистора 4 за счет регулирования тока ба- зы транзистора 4. Следовательно, в цепи управляющего электрода тиристора 8 протекает постоянный ток уп- ра.вления Тур,

-

ю 15,

20 30

35 40 з

0

Для уяснения способа управления тиристором обратимся к фиг. 2, на которой приведены характеристики управления тиристором данного типа Uy f(ly). Разброс характеристик управления тиристоров данного типа лежит в пределах линий 10 и 12. Линия 13 ограничивает сигнал управления по допустимой мощности, рассеиваемой на переходе управляющий электрод - катод. Линия х - нагрузочная прямая источника сигнала управления, характеризующая способ-прототип. Линия у представляет собой линию 11 нагрузки устройства, управления, реализующего предлагаемый способ. Заштрихованная область - область значений напряжения и тока сигналов управления, при которых включение тиристора данного типа не гарантировано. При этом значения Uyp и 1у. определяют нижнюю границу зоны гарантированного включения.

На фиг, 3 изображены выходные характеристики транзистора 4, необходимые для уяснения принципа работы устройства управления на фиг. 1 По предельным характеристикам управления тиристором (фиг. 2) определяют отпирающий ток к напряжение управления, соответствующие нижней границе зоны гарантированного включения тиристора - Uyr, lyr, определяют предельно допустимые ток и напряжение управления, соответствующие верхней границе зоны гарантированного вютю- чения, которые ограничены линией 13 (фиг.2) по. допустимой мощности, рассеиваемой на переходе управляющий электрод - катод тиристора В, формируют эталонные сигналы тока и напряжения управления, формирование эталонного сигнала напряжения осуществляют выбором напряжения источника питания ЕП Напряжение источника питания должно быть таким, чтобы при

IM чг ЕП Uyr + UR., + где IXjp - минимальное напряжение управления, при котором тиристор включается фиг 2; и. падение напряжения на

резисторе 3 при стабилизации тока управления; икэпин напряжение между коллектором и эмиттером транзистора 4, необходимые для его работы в активном режиме.

При подаче на базу транзистора 6 положительного напряжения транзисторы 6, 4, 2 открываются, на управля- клций электрод тиристора 8 поступает напряжение управления Uy, в случае, если Uy Uyr при ly lyr , транзистор 4 работает в активном режиме и .рабочая точка находится правее точки А на фиг.3,, при этом стабилизируется,.ток через резистор 3, так как U,j э транзистора 2 постоянно и

U&

UR3

если ток через резисТаким образом, устройство, реали зующее предлагаемый способ управления, работает так, что линия нагруз ки охватывает зону гарантированного включения. За счет этого уменьшаюг- ся ток и напряжение управления тиристором Ivf , Uy , а значит и мощнос сигнала управления по сравнению со

тор 3 изменится, то изменится и IKIколлекторный ток транзистора 2, при 15 способом прототипом. Кроме того, за

этом изменится базовый ток транзистора 4 1§. так, чтобы U(jj « const. Таким образом если транзистор 4 работает в активном режиме, то стабилизируется его ток в коллекторной 20 цепи и в цепи управляющего электрода тиристора 8. Соответствующим выбором величины резистора 3 обеспечивается стабилизация тока в цепи управляющего электрода на уровне ly lyr Дпя этого необходимо, чтобы

25

счет этого может быть также уменьшена установленная мощность и улучшены массогабаритные показатели устрой ства, реализующего способ.

Таким образом, предлагаемый, способ позволяет уменьшить и мощность сигнала управления.

Формула изобретения

Способ управления тиристором, за ключающийся в том, что по предельным характеристикам управления тиристоров определяют отпирающие значения тока и напряжения управления, соот- ветствукхцие нижней границе зоны га- рантированного вкличенкч тиристора, а также предельно допустимые значения тока и напряжения управления.

Таким образом, при включении тран- 30 зистора 4 на управляющий электрод подается сигнал управления, при этом йсзпцествляется сравнение напряжения

Способ управления тиристором, заключающийся в том, что по предельным характеристикам управления тиристоров определяют отпирающие значения тока и напряжения управления, соот- ветствукхцие нижней границе зоны га- рантированного вкличенкч тиристора, а также предельно допустимые значения тока и напряжения управления.

управляющий электрод - катод с налря- жением источника питания Е„, Если на- 35 Фор гируют сигнал управления тиристо- пряжение управления меньше или рав-Ром, значения тока и напряжения коно Цу : Е - 1у,-о Rj. - U,ц, , то транзистор 4 работает в активном режиме за счет транзистора 2 и осуществляется стабилизация тока в цепи уп- 40 равляющего электрода тиристора 8, В случае если Uy при ly lyr , то нарушается условие работы транзистора 4 в активном режиме, падение напряжения между коллектором и эмит- 45 меньше отпирающего значения, изме- тером транзистора 4 уменьшается,ряют напряжение упраштения, cpasrtnПри этом рабочая точка на характеристиках транзистора 4 (фиг. 3) переме- щается левее точки А, ток через ре- зистор 3 и транзистор 4 не остается 50 ния, величину тока управления поддер- .постоянным и уменьшается, а напряже-живают равной его эталонному значе-

ние управления Uy Erj - UR - пре- вьшает напряжение Uyp на небольшую величину. Ток в цепи управляющего электрода уменьшается до величины, определяемой пересечением вольт-амперной характеристики управляющего

торого не превьш ают предельно допус- , причем значетее тока или напряжения превышает значение, соответствующее отпирающему, отличающийся тем, что, с целью уменьшения мощности сигнала управления, задают эталонные значения тока и напряжения управления с величиной

вают его значение с эталонным и в случае, если эталонное значение превышает величину напряжения управле нию, а в случае, если величина напряжения управления превьпиает эталонное значение, величину тока управления 55 уменьшают до значения, обеспечива- кицего равенство значений напряжения управления и эталонного.

электрода и линии по уравнению: Uy Ер - Un - UKS . Напряжение управления при этом остается приблизительно равным эталонному сигналу напряжения.

Таким образом, устройство, реализующее предлагаемый способ управления, работает так, что линия нагрузки охватывает зону гарантированного включения. За счет этого уменьшаюг- ся ток и напряжение управления тиристором Ivf , Uy , а значит и мощность сигнала управления по сравнению со

способом прототипом. Кроме того, за

счет этого может быть также уменьшена установленная мощность и улучшены массогабаритные показатели устройства, реализующего способ.

Таким образом, предлагаемый, способ позволяет уменьшить и мощность сигнала управления.

Формула изобретения

Способ управления тиристором, заключающийся в том, что по предельным характеристикам управления тиристоров определяют отпирающие значения тока и напряжения управления, соот- ветствукхцие нижней границе зоны га- рантированного вкличенкч тиристора, а также предельно допустимые значения тока и напряжения управления.

Фор гируют сигнал управления тиристо- Ром, значения тока и напряжения ко меньше отпирающего значения, изме- ряют напряжение упраштения, cpasrtnторого не превьш ают предельно допус- , причем значетее тока или напряжения превышает значение, соответствующее отпирающему, отличающийся тем, что, с целью уменьшения мощности сигнала управления, задают эталонные значения тока и напряжения управления с величиной

ния, величину тока управления поддер живают равной его эталонному значе-

вают его значение с эталонным и в случае, если эталонное значение превышает величину напряжения управле нию, а в случае, если величина напряжения управления превьпиает эталонное значение, величину тока управления 55 уменьшают до значения, обеспечива- кицего равенство значений напряжения управления и эталонного.

IK

f lOMUH