УСТРОЙСТВО для ВЫКЛЮЧЕНИЯ одного или ГРУППЫ низковольтных ТИРИСТОРОВ Советский патент 1970 года по МПК H03K17/735 

Устройство может бь:;ь использовано в различных, радиоэлектронных схемах автоматики и вычислительной техники. В последнее время широкое распространение получили устройства управления на тиристорах, работаюишх в режиме ключей при низком аиодном напряжении (4-10 в) с рабочим током от нескольких миллиампер до нескольких десятков амиер.

Известны устройства для выключения одного или группы низковольтных тиристоров, содержащие транзистор, тиристоры и трансформаторы.

Недостаток таких схем заключается в том, что предельно допустимый коллекторный ток транзистора ограничивает величину рабочего тока тиристоров, и в случае больших анодных токов тиристоров необходи.мо для каждого тиристора создавать отдельную схему выключения. В результате значительно повышается стоимость устройства и увеличиваются его габариты. Кроме того, прохождение анодного тока тиристоров через коллекторную цепь транзистора уменьшает к.п.д. схемы. Последний недостаток особенно существенен в случае применения тиристоров ири низких анодных напряжениях (4-10 в) и в широком диапазоне температур окружающей среды (минус 60°С-минус ). Широкий температурный диапазон окружаюндей среды вынуждает применять в качестве коммутирующих

элементов мощные кремниевые транзисторы, у которых надение напряжения на внутреннем сопротивлении перехода коллектор - э шттер представляет значительную величину (более Зе). При такой схеме выключения к.п.д. ключевого устройства на тиристорах понижается на 40-50%.

Цель изобретения - разработка простой схемы выключення тиристоров с малым внутренним сопротивлением коммутируюнлего элемеита и повышенным к.п.д., обеспечивающей перевод (выключение) одного или группы тиристоров, работающих с различными рабочими тока.ми (от нескольких ма до нескольких

десятков ), из рабочего состояния в исходное.

Предлагаемое устройство отличается тем, что в анодную иень транзистора включена вторичная обмотка трансформатора. Первичная обмотка нодключсна одним выводом к коллектору траизистора, а другим через резистор - к источнику питания. К общей точке соединения резистора и первичной обмотки трансформатора подключен конденсатор, второй вывод которого соединен с «земляной шиной.

Для выключения тиристоров во вторичной обмотке трансформатора формируется импульс, равный по амплитуде источнику питамой всеми включенными тиристорами в рабочем режиме. Полярность вырабатываемого импульса такова, что ток тиристора (тиристоров) коммутируется (прерывается) током этого импульса. Тиристоры обесточиваются во время действия во вторичной обмотке трансформатора импульса выключения. Длительность вершины импульса выбирают из условия максимально необ.ходимого времени для выключения тиристоров. Вторичную обмотку импульсного трансфор.матора можно выполнить с малым омическим сопротивлением (порядка 0,001 ома). Отсюда мощность рассеивания иа этой обмотке тоже мала.

Для одного и того же коммутируюидего тока на обмотке трансформатора теряется в 40- 100 раз меньше мощности, чем иа полупроводниковом коммутаторе. Кроме того, предложенное устройство позволяет получить большие токи в импульсе даже от слаботочны.х источНИКОВ питания (используя эффект понимающего импульсного трансформатора и эффект иакоилсния заряда на емкости).

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит уиравляющий триод /, диод 2 запирания транзистора, согласующий резистор 3, импульсный понижающий трансформатор 4, диод 5 для снятия э.д.с. самоиндукций, коиденсатор 6, резистор 7 заряда кондеисатора, тиристоры 8 и схему управления 9.

В коллекторную цепь управляющего триода 1 включена первичная обмотка импульсного понижающего трансформатора 4, который является основным исполнительным эле.ментом устройства.

В начальный момент управляющий триод / закрыт. Конденсатор 6 заряжен до напряжения источиика питания. В момеит прихода иа базу триода импульса выключеиия открывается переход эмиттер - коллектор триода /, и через первичную обмотку трансформатора протекает ток разряда конденсатора. Емкость конденсатора выбрана таким образом, чтобы за время действия импульса напряжение иа нем уменьшилось только на-5%. Это равносильно величине скола вершины импульса в первичной, обмотке. Возникающий во вторичной обмотке гасящий имиульс приложен минусом к анодам тиристоров, а его ток направлен навстречу току всех тиристоров.

При равенстве амилитуд импульса и источника питания, а также, мощиостей, отдаваемой импульсом и потребляемой тиристоро.м (тиристорами), ток в цепи отсутствует. При этом длительность гасящего импульса равна времени выключения тиристоров или превышает его. Для ускорения выключения тиристоров эта схема позволяет получить импульс напряжения отрицательной полярности, превышающий напряжение источника анодного питания тиристоров, т. е. приложить необходимое отрицательпое напряжение к аиодам тиристоров. Диод 5 служит для снятия э.д.с. самоиндукции, возникающей во время выключеиия управляющего триода /.

За время отсутствия сигнала выключения (управляющий триод / закрыт) коиденсатор 6 заряжается до величины напряжения от источника питания и находится в этом состоянии до прихода следующего импульса выключения. Ток, потребляемый от выпрямителя, питающего управляющий триод 1, в Q раз меньше импульсного тока (Q - скважность).

Поскольку импульсный трансформатор понижающий, через управляющий триод протекает ток в п раз меньший.(л - коэффициент трансформации), чем во вторичной обмотке. Это позволяет применять маломощные управляющие транзисторы и повысить напряжение источника питания транзистора, что в свою очередь увеличивает к.п.д. схемы.

Предмет изобретения

Устройство для выключения одного или группы низковольтных тиристоров, содержащее транзистор, тиристоры и трансформатор, отличающееся тем, что, с целью повышения К.П.Д., в анодную цепь тиристоров включена вторичная обмотка трансформатора, а первичная обмотка подключена одним выводом к коллектору транзистора, а другим через резистор - к источиику питания, причем к общей точке соединения резистора и первичной обмотки траисформатора подключеи коиденсатор, второй вывод которого соединен с «зе.мляной шиной.

й W5 W.e Ж

O...iO

входной сигнал