Устройство для выключения тиристора Советский патент 1991 года по МПК H01H1/08 

ФигЛ

возникающие после выключения транзистора 6. Значительно уменьшается время выключения тиристора 1, т.е. обратное анодное напряжение на нем на этапе выключения больше на величину напряжения за- ряда конденсатора 9. На тиристоре 1 создается импульс повышенного напряжения, который форсирует перевод тока с тиристора

1на накопительный диод 2, что позволяет сократить время накопления заряда в диоде

2и снизить амплитуду тока через него. Обеспечение комбинированного выключения тиристора 1 при помощи резистора 10 и диода 11 приводит к дополнительному уменьше- нию времени его выключения и повышению коммутируемой мощности. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении схем инверторов напряжения с однофазной и трехфазной нагрузками. Цель изобретения - устранение перенапряжений и снижение токовых нагрузок при одновременном уменьшении времени выключения тиристора, а также увеличение коммутируемой мощности Указанная цель достигается благодаря использованию в качестве токоогра- ничивающего элемента конденсатора 9 Благодаря этому устраняются перенапряжения,

Изобретение относится к электротехнике, в частности к технике управления полупроводниковыми управляемыми вентилями, и может быть использовано для любого варианта схемы тиристорного ключа, а также при построении схем инверторов напряжения с однофазной и трехфазной нагрузками.

Цель изобретения - устранение перенапряжения и снижение токовых нагрузок на элементах устройства при одновременном уменьшении времени выключения тиристора, а также увеличение коммутируемой мощности.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство для выключения тиристора 1 содержит подключенную параллельно ему цепь, состоящую из накопительного диода 2, катодом соединенного с анодом тиристора 1 , и подключенной к катоду тиристора 1 вторичной обмотки 3 трансформатора 4, первичная обмотка 5 которого, состоящая из двух частей 5 и б, своими выводами соединена с коллекторами транзисторов 6 и 7, образующих эмиттерами общую точку, подключенную к отрицательной клемме источника 8 напряжения, положительная клемма которого соединена с общей точкой частей 5 и 5 первичной обмотки 5 трансформатора 4. Устройство также содержит конденсатор 9, подключенный между анодом накопительного диода 2 и вторичной обмоткой 3 трансформатора 4, а также цепь, состоящую из включенных последовательно резистора 10 и диода 11, подключенную выводом резистора 10 к управляющему электроду тиристора 1, а катодом диода 11 к точке соединения конденсатора 9 с накопительным диодом 2.

Устройство работает следующим образом.

Пусть до момента времени to тиристор 1 открыт и проводит ток нагрузки In. В момент времени to включают коммутирующий транзистор бив контуре 3-9-2-1-3 под действием напряжения вторичной обмотки трансформатора начинает протекать нарастающий ток J2, обуславливающий на интервале t0, ti накопление заряда избыточных носителей в базе накопительного диода 2 и заряд конденсатора 9, являющегося на ука0

5

занном интервале токоограничивающим элементом. В момент времени ti производят выключение транзистора 6 и включение транзистора 7, после чего ЭДС, наводимая во вторичной обмотке 3 трансформатора 4, изменяет свою полярность и вызывает перевод тока нагрузки с тиристора 1 в шунти0 рующую его цепь с накопительным диодом 2, который проводит ток в обратном направлении, начиная с момента tjj. Благодаря наличию напряжения на конденсаторе 9 на выключаемом тиристоре 1 создается импульс повышенного обратного анодного напряже5 ния, который форсирует на интервале ti,i4 перевод тока нагрузки с тиристора 1 на накопительный диод 2, а также способствует снижению общего времени выключения тиристора 1. К моменту ts перевод тока с тиристора 1 на накопительный диод 2 завершается и начинается этап ta, t, предоставляемый схемой для его выключения. К моменту ts спадает к нулю обратный ток тиристора 1 и в контуре 3-УЭ1 - 10-11-9-3 возникает отрицательный ток управления. Наличие этого тока приводит к так называемому комбинированному режиму выключения тиристора, который способствует дополнительному снижению времени его выключения и повышению коммутируемой мощности. В момент t6 заканчивается

0 процесс рассасывания избыточных носителей около p-n-перехода накопительного диода 2, а затем на интервале t6, t8 протекает процесс восстановления его обратного сопротивления.

° Устройство имеет ряд существенных достоинств.

Во-первых, благодаря использованию на этапе to, ti в качестве токоограничиваю- щего элемента конденсатора вместо дрос0 селя, устраняются перенапряжения, которые возникают в известном устройстве в момент t| после выключения транзистора 6, когда накопленная энергия высвобождается в виде тепла на элементах устройства.

Во-вторых, значительно уменьшается время выключения тиристора, поскольку обратное анодное напряжение на нем на этапе выключения больше, чем в известном устройстве на величину напряжения заряженного конденсатора.

В-третьих, благодаря наличию заряженного конденсатора, на выключаемом тиристоре 1 создается импульс повышенного напряжения, который форсирует на интервале ti, it перевод тока с тиристора 1 на накопительный диод 2, что позволяет сократить время накопления заряда в диоде 2 и снизить амплитуду тока 2.

В-четвертых, проведение комбинированного выключения тиристора 1 приводит к дополнительному уменьшению времени его выключения и повышению коммутируемой им мощности.

Кроме того, повышается КПД по сравнению с известным устройством. Это объясняется тем, что в известном устройстве энергия, запасаемая в токоограннчнвающем элементе - дросселе, рассеивается затем в виде резистивных потерь на элементах устройства. В предлагаемом устройстве энергия, запасаемая в токоограничивающем элементе - конденсаторе, затем полезно расходуется на формирование в контуре 9-3- УЭ1 -10-11-9 запирающего (отрицательного) тока управления тиристора, а другая часть запасенной в конденсаторе энергии по цепи 2-9-3 поступает в нагрузку.

Формула изобретения 1. Устройство для выключения тиристора, содержащее накопительный диод, катод которого предназначен для подключения к аноду тиристора, трансформатор, один вывод вторичной обмотки которого предназначен для подключения к катоду тиристора, первичная обмотка трансформатора подключена между коллекторами первого

Q и второго транзисторов, эмиттеры которых подключены к отрицательному выводу источника постоянного напряжения, положительный вывод которого соединен со средним выводом первичной обмотки трансформатора, отличающееся тем, что, с целью

5 устранения перенапряжений и снижения токовых перегрузок на элементах устройства при одновременном уменьшении времени выключения тиристора, введен конденсатор, подключенный между анодом накопительного диода и другим выводом вторичной об0 мотки трансформатора.

5 соединенные резистор, свободный вывод которого предназначен для подключения к управляющему электроду тиристора, и диод катод которого соединен с анодом накопительного диода.

фиг. 2