Устройство для управления симистором Советский патент 1992 года по МПК H02M1/08 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано в цепях переменного тока для плавного регулирования напряжения.

Целью изобретения является улучшение симметрии управляющих импульсов.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг.2 - вариант устройства, предназначенный для управления симистором с большими уровнями напряжения управления.

Устройство содержит симистор 1, подключенный силовыми выводами к источнику переменного тока. К аноду симистора подключен резистор 2, второй вывод которого подключен к конденсатору 3 и выводу двустороннего электронного ключевого элемента 4, второй вывод которого подключен к управляющему переходу симистора. Двусторонний ключевой эле1мент содержит два односторонних ключевых элемента, включенных встречно-параллельно, транзисторы 5 и б п-р-п-типа проводимости и транзисторы 7 и 8 р-п-р-типа проводимости. Базы транзисторов 6 и 7 различной проводимости соединены вместе, а база-змиттерные цепи этих транзисторов, включенные параллельно, зашунтированы резистором 9.

Устройство, изображенное на фиг.2, предназначено для управления симистором с большими уровнями напряжения управления, для чего базы транзисторов 5 и 8 различной проводимости соединены через стабилитрон 10. а в цепях эмиттеров, когда напряжение стабилизации стабилитрона выше напряжения пробоя база-эмйттерных переходов транзисторов, включены защитные диоды.

Устройство (фиг. 1) работает следующим образом.

При приложен ИИ к силовым выводам симистора переменного напряжения при присутствии каждой из полуволн напряжения будет заряжаться кон денсатбрЗ через резистор 2. По мере роста напряжения конденсатора 3 все большее напряжение через управляющий переход симистора будет прикладываться на переходы транзисторов электронного ключа;. При приложении напряжения до определенного уровня транзисторы будут закрыты и не будут проводить ток. Пусть полярность приложенного напряжения в частном случав положительная на эмиттерах транзисторов 5 и 8 и отрицательная на эмитте|эах транзисторов 7 и 6. К цепи коллектор-эмиттер транзистора 6 через цепь

база-эмиттер транзистора 8 приложено прямое напряжение величиной Uc - А Убэв. где Uc - напряжение на конденсаторе 3, АУбэв- падение напряжения на база-эмиттерном переходе транзистора 8. Но так как ток 8 цепи базы транзистора 8 отсутствует из-за большого сопрЬтивления цепи коллектор-эмипер транзистора б, у которого цепь база-эмиттер зашунтирована резистором, исключающим его открывание начальными токами утечки транзисторов 5 и 8, то токи в цепях транзисторов 6 и 8 отсутствуют.

Поскольку приложенное напряжение для транзисторов 6 и 8 прямое, то рост напряжения конденсатора 3 не вызовет их включения до уровня напряжения, превышающего максимально допустимое, после чего мог бы произойти необратимый пробой транзисторов, если бы не было второй половины ключа, включенной инверсно. Для транзисторов 7 и 5 в рассматриваемом случае напряжение Uc приложено инверсно и практически все (Uc - Дибкб) к переходу база-эмиттер транзистора 5 через резистор 9 и переход база-коллектор транзистора 5. При этом переход база-коллектор транзистора 5 работает в режиме диода. При превышении напряжением на конденсаторе напряжения пробоя 6,2 ±0,2 В перехода база-эмиттер транзистора 5 по цепи базаэмиттер транзистора 5, база-коллектор транзистора 5, резистор 9 протечет ток, что создаст падение напряжения на резисторе 9, приложенного положительной полярностью к базам транзисторов 6 и 7. При превышении падением напряжения уровня 0,5 ±0,6 8 транзистор 6 откроется, что вызовет протекание базового тока транзистора 8, который, открываясь, увеличит начальный базовый ток транзистора 6, что вызовет формирование импульйа управления - протекание тока через открытые транзисторы 6 и 8 и управляющий переход симистора. В момент открывания, как только падение напряжения на транзисторах б и 8 станет меньше уровня напряжения пробоя цепи база-эмиттер транзистора Б, цепь базаэмиттер восстанавливается и ток не проводит. Транзисторы 6 и 8 остаются открытыми, пока конденсатор 3 не разрядится до напряжения, обеспечивающего падение напряжения через резистор 9 больше напряжения открывания база-эмиттер транзистора б. Затем транзисторы 6 и 8 закроются и схема возвратится в исходное состояние. При обратной полярности заряда конденсатора 3 схема будет функционировать аналогично, за исключением того, что начальный пусковой ток ключа будет протекать через переход база-эмиттер транзистора 8, а ток управления - через открытые транзисторы 7 и 5. Номинал резистора 9 определяет максимально допустимый ток пробоя перехода база-эмиттер транзисторов 5 и 8. Асимметрия импульсов управления будет определяться разностью напряжений пробоя переходов база-эмиттер транзисторов 5 и 8, которая не превышает величину разброса напряжения и лучше, чем в обычных стабилитронах, у которых величина разброса напряжения стабилизации составляетМО%, а в сумме - 20%. Для повышения симметрии импульсов между базами транзисторов 5 и 8 может быть включен стабилитрон 10. обеспечивающий стабилизацию в обе полуволны напряжения. Для обеспечения правильного функционирования необходимо, чтобы напряжение стабилизации стаби литрона было ниже напряжения пробоя база-эмиттер транзисторов 5 и 8. В случае использования транзисторов с малым напряжением пробоя база-змиттерного перехода включение в цепи эмиттеров транзисторов диодов 11 и 12 обеспечивает работу при напряжениях стабилизации ста билитрона симметрично в обе полуволны. Пусковой ток электронного ключа, протекающий при ,воз1растающем напряжении на емкость от точки соединения диодов через диод 12, эмиттер-базовый переход транзистора 8. стабилитрон 10, база-коллекторный переход транзистора 5, резистор 9 и базазмиттерный переход транзистора 6, вызовет включение транзисторов 6 и 8 и процесс будет проходить аналогично описанному выше.

Формула изобретения

1.Устройство для управления симистором, содержащее времязадающую цепь, выполненную в виде последовательно соединенных резистора и конденсатора, предназначенную для подключения параллельно симистору, и двусторонний ключевой элемент, первый вывод которого предназначен для подключения к управляющему электроду симистора. а второй соединен с точкой соединения конденсатора и резистора времязадающей цепи, отличающееся тем, что. с целью улучшения симметрии управляющих импульсов, двусторонний ключевой элемент выполнен в виде первого и второго транзисторов одного типа проводимости, третьего и четвертого транзисторов другого типа проводимости и резистора, первый вывод которого использован в качестве одного из выводов двустороннего ключа и соединен с эмиттерами первого и третьего транзисторов, базы которых объединены и соединены с вторым выводом резистора и коллекторами второго и четвертого транзисторов, базы которых соединены с коллекторами третьего и первого транзисторов соответственно, а эмиттеры объединены и использованы в качестве.другого вывода двустороннего ключевого элемента, причём в качестве второго и четвертого транзисторов использованы комплементарные транзисторы.

2.Устройство по п.1.0тличаю1цеес я тем. что. с целью расширения диапазона рабочих напряжений, введен стабилитрон, включенный между базами второго и четвертого транзисторов.

Л

12

j;7

Изобретение относится к электротехнике, в частн^ости к преобразовательной технике, и может быть использовано в цепях переменного тока для плавного регулирования напряжения. Целью изобретения является улучщение симметрии управляющих импульсов. Цель Достигается за счет выпол' нения двустороннего ключевого злемента 4 в виде двух пар транзисторов различного типа проводимости, при этом база-эмитгер- ные переходы транзисторов 5 и 8 комплементарной пары выполняют функции стабилитронов при приложении к ним обратного напряжения. Отпирание транзисторов 5 и 7 при пробое база-эмиттерного перехода транзистора 8 обеспечивает его защиту. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.•!с i«I^\_±LUcсо о4Ь>&^ N>&Фиг. /

Фиг. 2