Преобразователь электроэнергии Советский патент 1975 года по МПК H02M7/12 H01L11/10 

1

Изобретение относится к схемам преобразователей электроэнергии, в частности к схеме активного элемента выпрямителя и инвертора на основе тиристоров.

В существующих преобразователях электрической энергии (регулируемых выпрямителях и инверторах) в качестве основного активного элемента используются тиристоры, время восстановления запирающей способности которых определяет частотные свойства преобразователя.

В регулируемых выпрямителях в том случае, когда обратные перенапряжения больше прямых, используется последовательное соединение тиристоров и диодов.

В этом случае время восстановления запирающих свойств зависит от напряжения переключения, т. е. большей рабочей температуры или повыщенного напряжения переключения, обратного анодного нанряжения. Время восстановления запирающих свойств диода должно превышать время восстановления тиристора. Таким образом, частотные свойства тиристора в этом случае не доиспользуются.

Предлагаемое решение позволяет повысить частотные свойства нреобразователей без существенного изменения электрофизических параметров тиристорных элементов и значительного усложнения схемы. Причем частотные свойства тиристоров используются полиостью.

Это достигается тем, что в качестве активного элемента нреобразователя иснользованы последовательно соединенные диоды и тиристоры с обратной характеристикой аиалогичиой прямой характеристике полупроводникового диода. При этом время восстановления запирающей способности диодов выбирается меньшим времени восстановления тиристоров. Па фиг. 1 и 2 показаны основные элементы

преобразователя, выполненные с использованием тиристора с выводами от двух базовых областей; на фиг. 3 изображен элемент, использующий тиристор с обратной проводимостью.

При использовании тиристора с выводами от обеих базовых областей вывод от базовой области р-типа электрически связан с катодом, а вывод от п-базы - с анодом тиристора. Благодаря такой конструкции тиристорного элемента создаются дополнительные пути рассасываиня избыточного заряда от базовых областей. Благодаря этлму в несколько раз Змеиьшается время восстаповления запирающей способности тиристора. При этом длительность процесса выключения мало зависит от того, разомкнута анодная цепь или иет.

Вентиль BI характеризуется тем, что время восстановления его занирающей способности меньше времени восстановления запирающей

способности тиристора. Это ириводит к тому.

что вентиль быстрее восстанавливает свою запирающую способность и препятствует протеканию тока выключения между электродами Б и БЗ. Этот ток приводит к созданию дополнительного избыточного заряда в базовых областях тиристора. Поскольку даже высокочастотные вентили имеют хотя н короткий выброс обратного тока, нриводящий к появлению дополнительного избыточного заряда в базовых областях, устранить его влияние на процесс выключения можно включением между базовыми выводами диода, анод которого связан с выводом п-базы, а катод - с выводом р-базы. При этом падение напряжения на диоде должно быть меньше падения напряжения между электродами Б и Б2 тиристора при протекании одинакового тока, т. е. вентиль шунтирует центральный р-п переход от протекания через него тока выключения.

Устройство суш,ественно упрощается при использовании тиристора с обратной проводимостью (фиг. 3), который имеет свойства, близкие свойствам комбинации тиристор с закороченными эмиттерными переходами - вентиль В2.

Помимо указанных отличий рассмотренное включение тиристора обеспечивает вследствие двойного шунтирования эмиттерных переходов повышенную стойкость к эффекту dU/dt и термостабильность.

Здесь рассматривалась активная цепь однофазного преобразователя, однако все сказанное справедливо и для многофазных преобразователей с несколькими активными цепями.

Предмет изобретения

Преобразователь электроэнергии, содержащий последовательно соединенные тиристоры с высокой обратной проводимостью и- диоды, соединенные таким образом, что катод диода соединен с анодом тиристора, отличающийся тем, что, с целью повышения частоты преобразования электроэнергии, он выполнен на диодах, у которых время восстановления запирающей способности меньще, чем у тиристоров.