Тиристорный управляемый ключ Советский патент 1993 года по МПК H02M1/08 

сатор 5 цепи защиты 4 разряжается в контуре 5-1-3-8-7-5. Указанный контур содержит емкость 5 и емкость 3, а также дроссель 7, что определяет характер протекания процесса разряда. Так как емкости 5 и 3 соеди- нены последовательно, то в контуре действует эквивалентная емкость

Сэкв1 -

С5Сз С5 + Сз

Результатом взаимодействия эквивалентной емкости контура и дросселя 7 является колебательный разряд ее до нуля за половину периода

т -

-у ЛУТ7Сэкв1 ,

Таким образом, в момент времени t2, когда ti - ta , напряжение на конденсаторе 5 становится равным напряжению на конденсаторе 3, а ток в дросселе 7 достигает максимального значения. В этот же момент времени структура схемы изменяется: открывается диод 6, который был закрыт напряжением конденсатора 5, Поэтому ток дросселя 7 продолжает протекать, но уже в другом контуре, а именно: 7-6-3-8-7. Характер процесса также колебательный и через половину периода

7Г/ГтОГ

в момент времени t3, когда tz - 1з Та/2 становится равным нулю, диоды 6 и 8 закрываются.

Из изложенного видно, что энергия конденсатора 5, определяемая выражением:

Э С5

через дроссель передается в накопительный конденсатор 3.

В момент времени ц в соответствии с алгоритмом работы тиристорного управляемого ключа открывается управляемый ключ 2. К тиристору 1 прикладывается напряжение накопительного конденсатора 3 и ток тиристора 1 переходит на цепь коммутации. Тиристор 1 выключается. Через интервал времени, длительность которого не меньше времени восстановления тиристора 1 в прямом направлении t4-t5 управляемый ключ 2 выключается. Ток переходит на цепь защиты 4 и конденсатор 5 заряжается от источника питания током нагрузки. Емкость

конденсатора 5 выбрана такой, чтобы гемп роста напряжения на нем при максимальном токе нагрузки не превышал допустимого для полупроводниковых приборов,

используемых в схеме тиристорного управляемого ключа. За интервал времени ts-te конденсатор 5 заояжается от напряжения, численно равного напряжению на конденсаторе 3 в предкоммутационный момент

времени, до напряжения источника питания, В таком состоянии схема ожидает следующего включения тиристора 1, которое, произойдет в момент времени ty, а в интервале te-t происходит дозаряд накопительного конденсатора 3 до напряжения, достаточного для проведения очередной коммутации. Дозаряд осуществляется от специального устройства дозаряда, схема и работа которого к сущности заявляемого

технического решения не имеют и поэтому здесь не рассматриваются. Однако поскольку накопительный конденсатор 3 дополнительно получает энергию от конденсатора 5 цепи защиты 4, то установленная мощность

устройства дозаряда может быть снижена на величину

др 3fM Поскольку конденсатор 5 цепи защиты 4 соединен с анодами полупроводниковых приборов непосредственно, с катодом тиристора 1 через диод 6, а с катодом управляемого ключа 2 - через диод 6 и

накопительный конденсатор 3, то темп нарастания напряжения на нем определяет и темп нарастания напряжения на анодах обоих полупроводниковых приборов. Следовательно, конденсатор 5 цепи защиты 4

приобрел способность защищать от эффекта du/dt сразу оба полупроводниковых прибора тиристорного управляемого ключа. Напряжение на аноде тиристора 1 изменяется от нуля при открытом управляемом

ключе 2 до Усз при выключении управляемого ключа 2 скачком, а затем плавно до Ксз до Ud в процессе заряда конденсатора 5. Напряжение на аноде управляемого ключа 2 изменяется от нуля при его открытом состоянии до -Uca при его выключении, а затем плавно возрастает до значения (Ud-Ucs).

Так как напряжение на конденсаторе 3 невелико - (16-25 В), то скачкообразное приложение его к тиристору 1 эффекта du/dt не вызывает.

В момент времени п происходит включение тиристора 1 в соответствии с алгоритмом работы тиристорного управляемого

ключа и далее все описанные процессы в его схеме повторяются.

Формула изобретения Тиристорный управляемый ключ, содержащий силовой тиристор, анод которого использован в качестве первого силового вывода тиристорного управляемого ключа, соединенного с первым выводом управляемого ключа, второй вывод которого соединен с первым выводом накопительного конденсатора, второй вывод которого соединен с катодом силового тиристора, и цепь защиты, выполненную в виде конденсатора и диода, отличающийся тем, что, с

0

целью повышения экономичности и расширения функциональных возможностей, введены дроссель и дополнительный диод, анод которого соединен с вторым выводом накопительного конденсатора, а катод - с первым выводом дросселя, второй вывод которого соединен с первым выводом конденсатора и анодом диода цепи защиты, катод которого соединен с катодом силового тиристора, использованного в качестве второго силового вывода тиристорного управляемого ключа, причем, анод силового тиристора соединен с вторым выводом конденсатора защитной цепи.

Г4