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

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении автономных инверторов и других преобразовательных устройств, в которых используются двухоперационные тиристоры, работающие с высокой частотой переключений.

Известны устройства для управления двухоперационным тиристором.

Известное устройство содержит источник питания, подключенный к накопительному конденсатору через последовательно соединенные зарядный тиристор и первичную обмотку импульсного трансформатора, и разрядный тиристор, катодом подключенный к отрицательному полюсу источника питания, а анодом - к отводу первичной обмотки импульсного трансформатора, вторичная обмотка которого предназначена для подключения к управляющему переходу полупроводникового вентиля.

Недостатком устройства является низкая надежность работы двухоперационного тиристора на высокой частоте из-за недостаточной крутизны переднего фронта импульса управления.

Известное устройство содержит цепь из последовательно соединенных основного транзистора, база которого соединена с первым источником сигнала управления, резистора и источника постоянного напряжения, подключенную параллельно тиристору, управляющий электрод которого соединен с вторым источником сигнала управления, и конденсатор, один вывод которого соединен с одним силовым выводом тиристора, а другой - предназначен для подключения к управляющему электроду двухоперационного тиристора, для подключения катода которого предназначен силовой вывод тиристора, также в схему введены дополнительный тиристор и диод, причем точка соединения эмиттера основного транзистора и анода тиристора предназначена для подключения к катоду двухоперационного тиристора, один вывод конденсатора соединен с катодом тиристора, эмиттер и коллектор дополнительного транзистора Јь

ю ч чэ

Сл

динены с одним и другим выводами кок- енсатора соответственно, база подклюена к третьему источнику сигнала правления, анод диода соединен с коллектором дополнительного транзистора, а катод - с коллектором основного транзистора.

Недостатком данного устройства является большое количество управляемых оле- ментов, что снижает надежность работы устройства, а следовательно, и надежность работы двухбперационного тиристора.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для управления базой двухоперационного тиристора реакторного типа, содержащее источник постоянного напряжения, положительной клеммой подключенный через последовательно соединенные резистор и электронный ключ к управляющему электроду двухоперационного тиристора, а отрицательной клеммой - к его катоду, между управляющим электродом и катодом двухоперационного тиристора параллельно подсоединены катушка индуктивности и резистор.

Недостатком известного устройства является низкая надежность работы двухопе- рзционного тиристора и ограничение по частоте переключений.

Целью изобретения является повышение надежности работы двухоперационного тиристора.

Указанная цель достигается тем, что устройство для управления двухоперацион- ным тиристором, содержащее цепь из последовательно соединенных источника постоянного напряжения, резистора и электронного ключа, подключенную к управляющему переходу двухоперационного тиристора, катод которого соединен с первым выводом катушки индуктивности, снабжено транзистором, коллектор которого соединен с вторым выводом катушки индуктивности, а эмиттер - с управляющим электродом двухоперационного тиристора, причем источник постоянного напряжения положительной клеммой подключен непосредственно к катоду двухоперационного тиристора-, а отрицательной клеммой - через последовательно соединенные резистор и электронный ключ к его управляющему электроду.

На фиг. 1 приведена схема устройства для управления двухолерационным тиристором; на фиг. 2 - временные диагр§ммы токов, протекающих через элементы, поясняющие его работу.

Устройство для управления двухопера- ционным тиристором 1 (фиг. 1) содержит цепочку из последовательно соединенных

источника 2 постоянного напряжения, резистора 3 и электронного ключа 4, одним концом подключенную к клемме, к которой присоединен управляющий электрод двухоперационного тиристора 1, а другим - к клемме его катода. К этим же клеммам подключена цепочка из последовательно соединенных катушки 5 индуктивности и транзистора 6. При конкретном исполнении

0 в качестве электронного ключа 4 предпочтительнее брать высокочастотный транзистор.

Устройство работает следующим образом.

5 Пусть в начальный момент времени двухоперационный тиристор находится в открытом состоянии. В момент t0 на элект- ронный ключ 4 подают импульс управления (фиг. 2а), одновременно снимая сигнал уп0 равления с транзистора 6 (фиг. 26). Электронный ключ 4 замыкается, транзистор 6 закрывается, обеспечивая подачу отрицательного тока управления IRQ (фиг. 2г) на управляющий переход двухоперационного

5 тиристора, который протекает по контуру 2-1-4-3-2. В момент времени ti (фиг. 2в) тиристор 1 закрывается. В момент tj подают импульс управления на базу транзистора 6 (фиг 26). В устройстве начинает протекать

0 ток IL (фиг, 2д) по контуру 2-6-5-4-3-4-2, накапливая энергию магнитного поля QL на реакторе 5. В момент т.з, когда необходимо осуществить включение двухоперационно- ю тиристора 1, снимают импульс управле5 имя с электронного ключа 4 (фиг. 2а). Электронный ключ 4 размыкается и на двухоперационный тиристор 1 подается положительный ток управления IFG (фиг. 2г). Этот гок, размагничивая катушку 5 индуктивно0 сти, протекает по контуру 5-1-6-5 и переводит двухоперационный тиристор в проводящее, поддерживая его в этом состоянии до момента времени т.4 и обеспечивая оптимальную форму тока IFG. Когда нужно

5 закрыть двухоперационный тиристор 1, в момент t4 на электронный ключ 4 подают импульс управления, одновременно снимая сигнал управления с базы транзистора б, после чего описываемые процессы повторя0 ются.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства для управления двухопераиионным тиристором по сравнению с известным заключается в следующем.

5 При включении двухоперационного тиристора устройство работает как источник тока с крутым передним фронтом тока управления IFG и поддерживает небольшую величину IFG на управляющем переходе двухоперационного тиристора в течение периода проводящего состояния. При запирании устройство работает как источник запирающего напряжения, который находится непосредственно в цепи выключения, что позволяет надежно выключать двухопера- ционный тиристор.

Все эти параметры тока управления обеспечивают оптимальное управление двухоперационным тиристором и его надежную работу при высокой частоте пере- ключений.

Кроме того, регулируя промежуток времени (t2, ta) можно регулировать QL, энергию магнитного поля, накапливаемую на катушке 5 индуктивности, используемую для включения и поддержания в проводящем состоянии двухоперационного тиристора. Такая регулировка QL позволяет обеспечить оптимальный режим работы даухопераци- онного тиристора 1,т.е. выбрать амплитуду IFG и длительность tFG t4-t3. соответствующие условиям эксплуатации прибора, что гарантирует его надежную работу. Формула изо е т е н и я Устройство для управления двухоперационным тиристором, содержащее цепь из последовательно соединенных электронного ключа, резистора и источника постоянного напряжения, предназначенную для подключения параллельно управляющему Переходу двухоперационного тиристора, для подключения к катоду которого предназначен первый вывод катушки индуктивности, отличаю щ е ее я тем, что; с целью повышения надежности в.работе, введен транзистор, коллектор которого соединен с вторым выводом катушки индуктивности, а эмиттер предназначен для подключения к управляющему электроду двухоперационного тиристора, причем первый вывод катушки индуктивности связан с положительным выводом источника постоянного напряжения.

Сущность изобретения: напряжение от источника 2 постоянного напряжения, при- г кладываемое к управляющему переходу двухоперационного тиристора 1, обеспечивает его запирание. Отпирание транзистора 6 и последующее запирание электронного ключа 4 обеспечивает формирование импульса отпирания тиристора. 2 ил.

V

Vur. /

О

6

Ь г

ь

Фиг 2.