Формирователь импульсов для включения тиристора Советский патент 1991 года по МПК H02M1/08 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для включения тиристоров в различных преобразовательных устройствах, в частности для включения быстродействующих тиристоров, которым требуются импульсы тока управления с крутым передним фронтом.

Целью изобретения является повышение надежности включения тиристора за счет ликвидации провалов в импульсе тока включения и упрощение формирователя.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема формирователя; на фиг.2 показаны временные диаграммы работы его основных элементов.

Формирователь импульсов для включения тиристора содержит элемент гальванической развязки (ЭГР) 1, вход которого

соединен с источником сигнала управления, один выходной аывод - с первым входом компаратора 2, а дру| ой - с общей шиной, с которой соединены первый вывод резистора 3,анод стабилитрона 4 и первая обкладка первого конденсатора 5, транзистор 6, диод 7. Катод диода 7 соединен с первым выводом резистора 8, второй вывод которого соединен с первым выводом резистора 9, второй обкладкой конденсатора 5, катодом стабилитрона 4, первым выводом резистора 10. Второй вывод резистора 10 соединен с вторым выводом резистора 3 и вторым входом компаратора 2, выход которого соединен с базой транзистора 6 через параллельно соединенные конденсатор 11 и резистор 12. При этом коллектор транзистора б соединен с вторым выводом резистора

XI КЗ

К

9, а эмиттер - с управляющим электродом тиристора 13, анод которого имеет общую точку с анодом диода 7, а катод подключен к общей шине.

Формирователь импульсов для включения тиристора работав следующим образом.

При отсутствие запускающего импульса на входе ЭГР 1, когда тиристор закрыт и к нему приложено прямое напряжение, конденсатор 5 заряжается по цепи: диод 7, резистор 8 до напряжения стабилизации UCT (фиг. 2г) стабилитрона 4. При этом напряжение UCT подается на шины питания компаратора 2, а также на делитель напряжения, образованный цепью последовательно соединенных резисторов 3 и 10. Напряжение на резисторе 3 задает порог срабатывания Us компаратора 2 (фиг. 26), На выходе последнего - низкий потенциал относительно общей шины, вследствие чего транзистор 6 закрыт.

При поступлении запускающего импульса 1Вх в момент ti на вход компаратора 2 через ЭГР 1 компаратор срабатывает в момент равенства выходного напряжения ЭГР 1Ut.H напряжения Уз на резисторе 3 (фмг. 2а, б). Выходной импульс 1)2 компаратора 2 с крутым передним фронтом (фиг. 2в) открывает транзистор 6. Резистор 12 ограничивает базовый ток транзистора 6. Конденсатор 5 предназначен для фиксированного включения транзистора 6. Конденсатор 5 начинает разряжаться через резистор 9, эмиггерный резистор 9, эмит- терный и коллекторный переходы транзистора 6 и цепь управления тиристора Us (фиг, 2г), Тиристор открывается, прямое падение напряжения на нем уменьшается почти до нуля. В момент времени т.2, когда напряжение на первом входе компаратора 2 становится меньше Ua, компаратор изменяет свое состояние на противоположное, вследствие чего транзистор 6 закрывается. Конденсатор 5 продолжает разряжаться через стабилитрон 4, компаратор 2 и делитель напряжения. Импульс тока включения у заканчивается в момент времени t2 (фиг. 2д), Необходимым условием работоспособности формирователя является такое превышение постоянной времени разряда конденсатора 5 над длительностью входных импульсов, при котором напряжение стабилитрона 4 в момент времени ta больше его пробивного напряжения стабилизации Uo. В этом случае, если в качестве ЭГР применяется активный элемент (оптопара), то его необходимо подключить к плюсовой шине формирователя, т, е, к катоду стабилитрона 4,

Таким образом, формирователь импульсов обеспечивает по сравнению с прототипом высокую надежность включения тиристора за счет высокой скорости нарастания тока управления, которая не зависит от крутизны переднего фронта входного импульса, гладкой, без провалов, формы формируемого импульса, Особенностями формирователя являются простота конструкции и использование для включения тиристора энергии конденсатора, заряжающегося только через силовые цепи. Поэтому для запуска формирователя можно использовать маломощный сигнал, а это, в свою очередь, облегчает реализацию источника импульсов запуска,

Формула изобретения Формирователь импульсов для включения тиристора, содержащий транзистор, эмиттер которого предназначен для подключения к управляющему электроду тиристора, коллектор соединен с одним выводом первого резистора, база - с одними выводами параллельно соединенных второго резистора и первого конденсатора, второй

конденсатор, один вывод которого соединен с анодом стабилитрона и предназначен для подключения к катоду тиристора, катод стабилитрона соединен с одним выводом третьего резистора, другой вывод которого

соединен с катодом диода, анод которого предназначен для подключения к аноду тиристора, элемент гальванической развязки, вход которого предназначен для подключения к выходу источника сигнала управления,

отличающийся тем, что, с целью повышения надежности включения тиристора за счет ликвидации провалов в импульсе тока включения и упрощения, в нем введены компаратор и делитель напряжения, причем делитель напряжения подключен параллельно стабилитрону, его выход соединен с одним входом компаратора, другой вход которого соединен с одним выходным выводом элемента гальванической

развязки, другой выходной вывод которого соединен с анодом стабилитрона, катод которого соединен с другими выводами первого резистора и второго конденсатора, а выход компаратора соединен с другими выводами второго резистора и первого конденсатора.

9

Ъ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для включения быстродействующих тиристоров. Цель изобретения - повышение надежности включения тиристора за счет ликвидации провалов в импульсе тока включения и упрощение устройства. Цель достигается за счет того, что импульсы тока включения не содержат провалов, т. к. конденсатор 5 разряжается на управляющий переход тиристора 13 через резистор 9 и открытый транзистор 6 по экспоненте, Резистор 9 ограничивает ток управляющего перехода 13. Величину емкости конденсатора 5 выбирают с учетом требований к форме импульса тока.включения и к скорости заряда конденсатора 5 через диод 7 и резистор 8. Исполь- зование компаратора 2 обеспечивает крутой передний фронт его выходного импульса благодаря чему достигается высокая скорость включения транзистора 6, а значит, формируется крутой передний фронт импульса включения тиристора 13 независимо от крутизны переднего фронта входного импульса. 2 ил.

1 гпф