Устройство для управления последовательно соединенными тиристорами Советский патент 1975 года по МПК H02M1/08 H02P13/16 

1

Изобретение относится к преобразовательной технике.

Известное устройство содержит тиристоры, соединенные последовательно и диоды в цепи их управляющих электродов. Диоды служат для подачи сигнала управления и одновременно являются развязывающим звеном, что необходимо для выравнивания напряжения на закрытых тиристорах.

Однако на диодах, стоящих в цепи управляющих электродов, возникает обратное напряжение, возрастающее от тиристора к тиристору. Величина его определяется плечами выравнивающего делителя, подключенного параллельно тиристорам. Напряжение при этом может достигать больщих величин и превыщать пробивное значение для диодов, если устройство содержит много тиристоров (например, более 4-5 шт).

Для ограничения обратных напряжений на диодах, стоящих в цепях управляющих электродов тиристоров, предлагается устройство, которое снабжено дополнительными диодами, включенными между управляющим электродом каждого тиристора и катодом соответствующей диода, причем анод каждого дополнительного диода связан через резистор с катодом предыдущего тиристора.

На чертеже дана электрическая схема предлагаемого устройства. Она состоит из тиристоров 1, 2, 3 и 4, диодов 5, 6, 7, 8, 9 и 10, резисторов 11, 12, 13 и 14, имеет вход 15, делитель 16, нагрузку 17, резисторы 18.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на схему подано напряжение питания +Еп. Тиристоры 1-4 закрыты, напряжение на них распределено равномерно, что обеспечивается делителем из резисторов 16. Диоды 5-10 также закрыты. Для диода 5 закрывающим (обратным) напряжением является разность потенциалов между катодом тиристора 1 (связь через резистор 14) и управляющим электродом тиристора 2. Диод 6 закрыт разностью потенциалов между катодом тиристора 2 (через резистор И) и управляющим электродом тиристора 3. Диод 7 закрыт разностью потенциалов между катодом тиристора 1 (через резистор 14) и катодом тиристора 2 (через резистор 11). Точно также прослеживается запирающее напряжение для диодов 8, 9 и 10.

Так как напряжение между катодом и управляющим электродом обычно различается долями вольта, можно с небольщой погрещностью считать, что потенциалы катода и управляющего электрода у одного и того же тиристора одинаковы. Поэтому на каждом из диодов 5, 6 и 8, связанных с управляющими электродами, имеется запирающее напряжение равное разности потенциалов между катодом одного тиристора и катодом следующего тиристора (например, между катодами тиристоров 1 и 2, или 2 и 3).

Для диодов 7, 9 и 10, не связанных с управляющими электродами тиристоров, запирающее напряжение также равно разности потенциалов между катодами стоящих рядом тиристоров.

Следовательно, на каждом из диодов имеется разность потенциалов равная падению напряжения на одном тиристоре.

Так как диоды 5-10 в исходном состоянии закрыты, управляющий сигнал, пришедший на вход 15 па тиристоры 2, 3 и 4, не может пройти, а поступает на управляющий электрод тиристора 1. Тиристор 1 открывается. b результате потенциал анода тиристора 1 становится почти нулевым. Катод тиристора 2, связанный с анодом тиристора 1, также принимает нулевой потенциал, поэтому разпость потенциалов, запирающая диоды 5, 7 и 10, резко уменьшается. Импульс с входа 15 теперь может пройти через диод 5 на управляющий электрод тиристора 2. Тиристор 2 открывается и одновременно резко понижает запирающий потенциал на диодах 6 и 9. Через незапертые диоды 7 и 6 управляющий сигнал проходит на тиристор 3. В момент, когда тиристор 3 открывается, понижается запирающий потенциал на диоде 8 и сигнал управлепия может пройти на тиристор 4.

Аналогично включаются последующие тиристоры всей последовательной цепочки. Через нагрузку Г/ начинает проходить ток.

Таким образом, тиристоры включаются поочередно один за другим, начиная с первого. В данном случае реализован зависимый запуск тиристоров.

В предлагаемом устройстве применение диодов 5-10, включенных в цепи управляющих электродов тиристоров, обеспечивает возможность потенциального управлепия. Импульсный способ является частным случаем и при необходимости может быть также использован.

Запертые в исходном состоянии диоды 5- 10 позволяют равномерно распределять напряжение между тиристорами 1-4, а также без затруднений управлять всей цепочкой тиристоров.

При потенциальном способе управления тиристоры открываются но управляющему электроду только благодаря энергии источника управляющих сигналов. В этом случае,

как и в известном устройстве, в предлагаемой схеме запуск обеспечивается надежно, так как не зависит от напряжения питания.

В предлагаемой схеме запирающее (обратное) напряжение на диодах о-10 распределено равномерно и не превышает падения напряжения на одном тиристоре, а именно, равно или почти равно ему.

Если выбрать диоды с максимально допустимым обратным напряжением, несколько

превышающем падение напряжения на одном тиристоре, то эти диоды будут гарантированы от опасных напряжений пробоя (при любом числе тиристоров в последовательной цепочке).

Для выравнивания токов через управляющие электроды тиристоров предназначены резисторы 18.

Иредмет изобретения

Устройство для управления последовательно соединенными тиристорами, содержащее

диоды, катод каждого- из которых связан с управляющим электродом соответствующего тиристора, а аноды подключены к источнику управляющего напряжения, отличающееся тем, что, с целью ограничения обратных

напряжений, оно снабжено дополнительными диодами, включенными между управляющим электродом каждого тиристора и катодом соответствующего диода, причем анод каждого дополнительного диода через резистор связан с катодом предыдущего тиристора.