Формирователь импульсов управления для двухоперационного тиристора Советский патент 1993 года по МПК H02M1/08 

соединен с анодом стабилитрона, катодом подключенного к катоду двухоперационно- го тиристорэ, отрицательному зажиму источника питания и положительному зажиму источника смешения, отрицательный зажим которого соединен с одним силовым электродом вспомогательного транзистора, другим силовым электродом соединенного с катодом защитного диода, форсирующий

конденсатор, подключенный отрицательной обкладкой к отрицательному зажиму ис- точника питания, а положительной обкладкой к второму выводу резистора и первому силовому электроду неполностью управляемого полупроводникового ключа, вторым силовым электродом подключенного к управляющему электроду двухоперационного тиристора 9. 4 ил.

Формирователь импульсов управления для двухоперацирнного тиристора содержит основной транзистор, соединенный первым силовым электродом с положительным зажимом источника питания, а вторым силовым электродом - с первым выводом резистора и первым вводом дросселя, другой вывод которого подключен к аноду зарядного диода, катодом соединенного с первым выводом токоЪграничителя. второй вывод которого соединен с положительной обкладкой накопительного конденсатора и катодом шунтирующего диода, анодом соединенного с отрицательной обкладкой накопительного конденсатора 6, анодом защитного диода, управляющим электродом двухоперационного тиристора и катодом вспомогательного диода, анод которого у Ё

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при построении тирйсторных импульсных регуляторов, стабилизаторов, автономных инверторов и других преобразовательных устройств, в которых используются двухопе- рационные тирйсторы,

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и увеличение КПД формирователя импульсов управления, повышение надежности работы и уменьшение времени включения двухоперационного тиристора.

На фиг. 1 и 2 представлены схемы пред лагаемых устройств; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие принцип их работы..

Формирователь импульсов управления для двухоперационного тиристора, изображенный на фиг. 2, содержит основной транзистор 1, соединенный первым силовым электродом с положительным зажимом источника питания 2, а вторым силовым электродом - с первым выводом дросселя 3, второй вывод которого подключен к аноду зарядного диода 4, катодом соединённого с первым выводом токоограничителя 5, второй вывод которого соединен с положительной обкладкой накопительного конденсатора б и катодом шунтирующего диода 7, анодом соединенного с отрицательной обкладкой накопительного конденсатора 6, анодом защитного диода 8, управляющим электродом двухоперацион- ного тиристора 9 и катодом вспомогательного диода 10, анод которого соединен с анодом стабилитрона 11 катодом подключенного к катоду двухоперацйонного тиристора 9, отрицательному зажиму источника питания 2 И положительному зажиму источника смещения 12, отрицательный зажим . которого соединен с одним силовым электродом вспомогательного транзистора 13, другим силовым электродом соединенно/о

с катодом защитного диода 8, причем между отрицательным зажимом источника питания 2 и катодом зарядного диода 4 включен запирающий транзистор 14, а ко второму

силовому электроду основного транзистора 1 подключен первый вывод резистора 15, к второму выводу которого подключен положительной обкладкой форсирующий конденсатор 16, отрицательной обкладкой

соединенный с отрицательным зажимом источника питания 2, и первый силовой электрод дополнительного неполностью управляемого полупроводникового ключа 17, вторым силовым электродом подклюценного к управляющему электроду двухоперационного тиристора 9.

Формирователь импульсов управления для двухоперационного тиристора, изображенный на фиг. 3, содержит полностью управляемый полупроводниковый ключ 17, причем первый вывод резистора 15 подключен к первому выводу основного транзистора 1 и положительному зажиму источника питания 2.

Формирователь импульсов управления для двухоперационного тиристора работает следующим об.разом.

Пусть до момента времени to двухопера- ционный тиристор 9 находился в прбводяидем состоянии, а накопительный конденсатор 6 заряжен с полярностью, указанной на фиг. 1. В момент времени to подают импульс управления на запирающий транзистор 14. По контуру 6-5-14-входная

цепь тиристора 976 протекает отрицательный ток управления IRG, который переводит тиристор 9 в непроводящее состояние, на интервале (to, ti).

В момент времени ti снимают импульс

управления с запирающего транзистора 14 и подают импульсы управления на основной 1 и вспомогательный 13 транзисторы. К входной цепи двухоперационного тиристора 9 через открытый транзистор 13 прикла

дывается напряжение источника смещения 12, которое увеличивает dll/dt-стойкость тиристора 9. В то же время по контуру 2-1- 3-4-5-6-8-13-12-2 проходит, колебательный заряд накопительного конденсатора 6 до величины,приблизитель- но равной удвоенной сумме напряжений источников питания 2 и смещения 12, а по контуру 2-1-15-16-2 заряжается форсирующий конденсатор 16 до напряжения источника питания 2.

В момент времени tz, когда необходимо отпереть двухоперационный тиристор 9 снимают импульсы управления с транзистора 13 и подают импульс управления на од- нооперационный тиристор 17. По контуру 16-17 -входная цепь двухоперационного тиристора 9-16 протекает форсирующий ток включения тиристора 9, который переводит тиристор 9 в проводящее состояние, а по контуру 2-1-15-17 -входная цепь тиристора 9-2 протекает ток полочки ICG.

В момент времени t3, опережающий момент подачи запирающего импульса t4 на интервал At, достаточный для надежного выключения тиристора 17, на тиристор .9, снимают импульс управления с основного транзистора 1. При этом тиристор 17 на интервале At t4 -13 восстанавливает свои непроводящие свойства.

В момент времени t4 подают импульс управления на запирающий транзистор 14. После этого описанные выше процессы в формирователе импульсов управления для двухоперационного тиристора повторяются. . , . Токоограничитель Бслужит для ограничения скорости нарастания отрицательного тока управления dfRG/dt, шунтирующий диод 7 препятствует перезаряду накопительного конденсатора 6 по контуру 6-5-14-входная цепь тиристора 9-6, а вспомогательный диод 10 и стабилитрон 11 предохраняют входную цепь двухоперационного тиристора 9 от перенапряжений.

Работа формирователя импульсов управления для двухоперационного тиристора 9, изображенного на фиг. 2 отличается от приведенного выше тем, что в момент времени t2 снимают, импульс управления с основного транзистора 1 и подают импульс управления на транзистор 17, а в момент тз снимают импульс управления с тиристора 17. Причем заряд форсирующего конденсатора 16 протекает по контуру 2-15-16-2, а ток полочки iCG - по контуру 2-15-17 -входная цепь тиристора 9-2.

Расширение функциональных возможностей предлагаемых формирователей импульсов управления осуществляется за счет подготовки накопительного конденсатора к очередному запиранию двухоперационного тиристора на этапе его закрытого состояния

5 (см. интервал (ta, и) на фиг. 3), а не на этапе проводящего состояния (как в прототипе). Поэтому длительность проводящего состояния (длительность импульса анодного тока ti/i) может быть выбрана малой вплоть до

0 интервала, равного сумме времени включения двухоперационного тиристора и его

Времени ВЫКЛЮЧеНИЯ tVlmln tgt + tgq. ЧТО В

несколько раз меньше чем в прототипе. Возможность формирования коротких

5 импульсов анодного тока позволяет применять предлагаемый формирователи импульсов для управления двухоперационными тиристорами, которые используются в узлах принудительной коммутации, в генераторах

0 узких импульсов тока и других устройствах. Как следует из описания предлагаемых устройств накопительный конденсатор заряжается до величины приблизительно равной удвоенной сумме напряжений

5 источника питания и источника смещения, в отличие от прототипа, где он заряжается до величины напряжения источника питания. Это позволяет снизить напряжение источ- нйка питания и, соответственно уменьшить

0 величину резистора. Следовательно, уменьшатся потери мощности, выделяемой на этом резисторе при протекании тока полочки iCG, что приведет к повышению КПД формирователей импульсов управления

5 двухоперационными тиристорами,. изобра- . женными на фиг. 1, 2.

В предлагаемых устройствах используется форсирующий конденсатор, который предназначен для создания форсирующего

0 импульса включения двухоперационного тиристора. Наличие форсирующего импульса приводит к уменьшению времени включения тиристора, за счет одновременного .включения большого числа элементарных

5 ячеек структуры. Это позволяет увеличить скорость нарастания анодного тока через прибор и, соответственно, уменьшить потери мощности при включении двухоперационного тиристора.

0 Кроме того, в формирователях управления для двухоперационного тиристора, изображенных на фиг. 1, 2, из контура заряда накопительного конденсатора исключена входная цепь двухоперационного тиристо5 ра, что позволяет уменьшить мощность, выделяющуюся в его полупроводниковой пластине. Это позволяет увеличить частотный диапазон предлагаемых формирователей импульсов управления для двухоперационного тиристора.

Применение форсирующего конденсаторам исключение входной цепи двухопера- ционного тиристора из контура заряда накопительного конденсатора позволяет повысить надежность работы двухоперэци- онного тиристора.

Предложенные формирователи импульсов управления для двухоперационного тиристора выгодно отличаются не только от выбранного прототипа, но и от известных устройств управления двухоперационным

тиристором.; . . ; Формулаизобретения Формирователь импульсов управления для двухоперационного тиристора, содер- жащий основной транзистор, соединенный первым силовым электродом с положительным зажимом источника питания, а втбрым силовым электродом - с первым выводом резистора и первым выводом дросселя, дру- гой вывод которого подключен к аноду зарядного диода, катодом соеДиненн9го с первым выводом токоограничйтеля, второй вывод которого соединен с положительной обкладкой накопительного конденсатора и катодом шунтирующего диода, анодом соединенного с отрицательной обкладкой накопительного конденсатора, анодом защитного диода, управляющим электро-

дом двухоперационного тиристора и катодом вспомогательного диода, анод которого соединен с анодом стабилитрона, катодом подключенного к катоду двухоперационного тиристора, отрицательному зажиму источника питания и положительному зажиму источника смещения, отрицательный зажим которого соединен с одним силовым электродом вспомогательного транзистора, другим силовым электродом соединенного с катодом защитного диода, причем между отрицательным зажимом источника питания и катодом зарядного диода включен запирающий транзистор, отличающий- с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и увеличения КПД формирователя импульсов управления, повышения надежности работы и уменьшения времени включения двухоперационного тиристора, введен форсирующий конденсатор, подключённый отрицательной обкладкой к отрицательному зажиму источника питания, а полЬжительной обкладкой к второму выводу резистора и первому силовому электроду неполностью управляемого полупроводникового ключа, вторым силовым электродом подключённого к управляющему электроду двухоперационнрго тиристора.

и.-2

Pvs. Я