Устройство для защиты от импульсных перенапряжений двух встречно параллельно включенных управляемых полупроводниковых вентилей Советский патент 1989 года по МПК H02H7/10 

114

обретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты от иьшульсных перенапряжений преобразователей, содержащих силовые узлы, состоящие из пар встреч но параллельно включенных управляе- вентилей (тиристоров).

Цель изобретения - повышение надежности,

На фиг,1 представлеиа- Принци-- пиальная схема устройства; на фиг.2 вариант схемы с демпфирующей цепон- кой, состоящей из двух резисторов и конденсатора.

Устройство для защиты от импульсных перенапряжений двух встречно параллельно включенных управляемых полут роводниковых вентилей 1 и 2 содержит де шфиру1ощую цепочку 3, вклюг ченную параллельно вентилям 1 и 2 и состоящую из последовательно соединенного конденсатора 4, резистора 5 и дополнительного конденсатора 6. Точка соединения резистора 5 с кон- денсатором 4 через пороговый элемент 7 подключена-К управляющему электроду вентиля 1, а точка соединения резистора .5 с канденсатором 6 через пороговый элемент 8 подключена к управляющему электроду вентиля 2. Вентили 1 и 2 включены в цепь питани последовательно с нагрузкой 9.

Устройство работает следующим образом.

При возникновении импульсных перенапряжений с крутыми фронтами нарасг тания практически вся величина импульса перенапряжений прикладывается к резистору 5, так как емкостное сопротивление конденсаторов 4 и 6 уменьшается с увеличением частоты.

При заданном и неизменном пороге срабатывания элементов 7 и 8 порог срабатывания защиты определяется величиной напряжения, которое приложено к вентилям 1 и 2 до момента jec включения по цепи управления через элементы 7 и 8.

При приложении к вентилям.1 И 2 импульса перенапряжения, имекядего крутой фронт нарастания, напряжение фронта импульса вьщеляется на резисторе 5 за счет дифференцирующих свойств RC-цепи и прикладывается через элемент 7 или 8. к управляющему переходу соответствующего вентиля, вызывая его включение. При этом чем круче передний фронт импульсов, тем

большая величина напряжения выделяется на резисторе 5, достигая порога срабатывания элемента 7 или 8 при меньшем значении напряжения на вентиле 1 или 2 и, тем , предоставляя время для включения вентиля до достижения импульсом перенапряжения опасной величины. Таким образом, чем.круче фронт импульса перенапряжения, тем при меньшем значении напряжения (пороге срабатывания схег мы) включается вентиль: при его включении перенапряжение прикладывается/к нагрузке 9.

Устройство обеспечивает также ограничение возникающих в редких случаях перенапряжений с длинными фронтами за счет наличия емкостного делителя. При этом ограничение импульсных перенапряжений с крутыми фронтами происходит на более низком уровне, чем перенапряжений с длинными фронтами.

Так как тиристоры в схеме включены встречно параллельно, осуществляется защита тиристоров от повреждений импульсными перенапряжениями любой полярности, потому что для одного из тиристоров приложенное перенапряжение будет прямой полярности и, приведет к его отпиранию в прямом направлении, тем самым предотвратив пробой другого тиристора импульсом перенапряжения в обратном направлении .

Демпфирующие цепочки из последовательно соединенных резисторов и конденсаторов служат также для подавления коммутационных перенапряжений, связанных с включением и отключением тиристоров, а также снижает крутизну фронта до допустимого по условию обеспечения времени, требуемого для сраба7Ъ1Бания схемы.

Демпфирующая цепочка 3 может быть выполнена и согласно фиг.2; при этом она состоит из последовательно соединенных резистора 5, конденсатора Аи дополнительного резистора 10, причем точка соединения конденсатора 4 с резистором 10 подключена к управляющему электроду вентиля 1, а точка соединения конденсатора 4 с резисто ром 5 подключена .к управляющему электроду вентиля 2.

Работа схемы по фиг.2 происходит

аналогично описаиному выше.

При превышении амплитуды напряжения на резисторах 5 и 10 величины порога срабатывания элементов 7 или 8 на управляющем переходе вентиля, к которому перенапряжение приложено в прямом.направлении, формируется импульс управления, отпирающий этот вентиль до того, как амплитуда перенапряжения на вентилях 1 и 2 достадг- нет опасного уровня.

Таким образом, за счет снижения . амплитуды импульсных перенапряжений, прикладываемых к вентилям путем снижения порога срабатывания при возникновении импульсов перенапряжения и за счет снижения величины на-г пряжения, прикладываемого к пороговому элементу в рабочем режиме при отсутствии перенапряжений, повьта- ется надежность защиты.

Формула изобретения

Устройство для защиты ргмпульсных перенапряжений двух встречно параллельно включенных управляемых полупроводниковых вентилей-, содержащее демпфирующую цепочку, включающую, резистор и конденсатор и предназначенную для подключения параллельно вентилям, к управляющим электродам которых предназначены для подключе ния одни Ж11вода пороговых элементов, отличающееся тем, что, с целью повьшения надежности, демпфирующая цепочка снабжена дополнительным конденсатором и выполнена в виде последоватр.льного соединения двух конденсаторов, между которыми включен резистор, каждый вывод которого подключен к другому выводу соотт ветствующего порогового элемента так, чтобы в цепь зД1равления каждого вентиля был включен резистор демпфирующей цепочки.

Изобретение относится к злек- тротехнике и может быть использовано для защиты от импульсных перенапряжений встречно параллельно включенных yпpaвляe ыx вентилей. Цель t37 I I I изобретения - повьшение надежности Поставленная цель достигается за счет снижения амплитуды перенапряжений и снижения величины напряжений,- пpиклaдывae гs к пороговым элементам 7, 8 в рабочем режиме при отсутствии перенапряжений. Снижение величины напряжения, прикладываемого, к пороговым элементам 7, 8 в рабочем, режиме обусловлено тем, что при частоте рабочего напряжения емкостное сопротивление достаточно велико, и основная часть напряжения прикла-- дывается к конденсаторам демпфирующей цепочки 4 и 6. Б свою очередь при появлении импульсного перенапряжения с крутым фронтом нарастания емкостное сопротивление уменьшается, что вызывает приложение основной части напряжения к пороговым элементам 7 и 8 снижается порог, при котором устройство начинает включаться, тем самым предотвращая приложение к тиристорам амплитуды импульса перенапряжения опасного уровня. 2 ил. с С/) Ы п 1 1 I j I I М5ф- i -к « 4 о: ot СП СХ) v2

ф ки

Составитель В.ЯЫуров Редактор Е.Папп Техред Л,Св1 дю1сова Корректор С.Шекмар

Заказ 1205/50

Тираж 605

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Ра.ушсквя наб., д. 4/5

Подннсно