Устройство емкостного выключения тиристора Советский патент 1976 года по МПК H02M1/06 H02P13/16 H03K17/72 

(54) УСТРОЙСТВО ЕМКОСТНОГО ВЫКЛЮЧЕНИЯ ТИРИСТОРА

1

Изобретение относится к области пре образовательной техники и может быть исi пользовано в схемах инверторов и широтно- импульсных преобразователей, схемах бесконтактного управления нагрузкой постоянкого тока, т. е. там, где выключение ти;ристоров происходит при помоШи коммутируюздего конденсатора.

Извест-но устройство для емкостного выключения тиристора, содержащее коммутирующий конденсатор, его зарядную и разрядную цепи, каждая из которых включает в себя зарядный и разрядный дроссел. и последовательно с каждым дросселем зарядный и разрядный тиристоры, соответственно, причем разрядный дроссель включен в цепь нагрузки llОднако в таком устройстве на каяшый рабочий такт, т. е. на каждое прерывание тока в рабочем тиристоре, имеется подго- товительнь1й такт, поэтому частота переключений элементов коммутирующего устройства в два раза выше той, которая требовалась бы, если бы каждый такт работы коммутирующего устройства был рабочим.

, В установившемся процессе коммутирую -ющая емкость заряжена до напряжения, превышающего напряжение источника питания. При :включен ии разрядного тнристора, 1 который последовательно соединен с разряд ным дросселем, происходит выключение рабочего тиристора, так как на нем поддерживается офатное напряжение в течение времени разряда конденсатора до напряжения источника питания нагрузки. Коммутир1|ющий конденсатор, таким образогЯ, перезаряжается через этот вспомогательный тиристор и разрядный дроссель. Так как процесс в этом контуре носит колебательный характер, то конденсатор оказывается :звряженным напряжением обратной полярности.

Чтобы погасить рабочий тиристор в еледующий такт, напряжение на конденсаторе должно иметь первоначальную полярность. .Для этого в известном устройстве сущест; вует подготовительный такт. Включается зарядный тиристор, и по зарядной цепи происходит смена полярности напряжения на конденсаторе. Такмм обр(1аол,.су лественпым , недостатком известного устройства является нали чио подготовительного такта, а следователь ю, и повышенная частота включе аия элементов устройства по сравнению с необходнмой, Для исключения подготовительного такта и превращения его в рабочий, а также уме1{ьшения частоты переключений элементов устройства при сохранении частоты выкл четш рабочего тиристора в предлагаемом устройстве обмотки зарядного и разрндногс доосселей расположены на одном сердечнике и имеют одинаковое количество витков, причем начало обмотки каждого дросс&гая подключено к катоду соответствующего тиристора. Ни чертеже дана схема описываемого устройства. УстройстБС состоит иэ источшша 1 питания, зарядного тиристора 2, зарядного дросселя 3, коммутирующего кодаенсатора 4, разрядного тиристора 5, разрядного дрос селя 6, нагрузки 7, рабочего тиристора 8 и обратного днода 9. Положительный зажим истошшка питагшя подключен к аноду заряд{ 1ого тиристора 2, к одному зазгшл у нягруэки 7 и катоду обратного диода 9. Катод зарядного тиристора 2 подключен к пеналу обмотки зарядного дроссепя 3, коне которой подключен к одной из обкладок ком згтирующего ко1шеисатора 45 аноду разрядного тнркстора 5, Катод разрядного тиристора 5 под1сл5Очен к началу обмотки разрядного дросселя 6 и катоду рабочего тиристора 8j анод которого подкгаочен к другому зажиму нагрузки 7 и аноду обрат KOJX) днояа 9. Коней обмотз ;и разрядного дросселя 6 подключен к яругой обкладзЕе конденсатора 4 и отрн1штельно у аажйму источника 1 питания. Устройство работает следующим образом J3 кваз 5установившемся режиме комму«гкруюший конденсатор 4 заряжен до ие которого напряже5щя, превышающего напрЯ jscro4H5ma пйтагщя, ползрнЬсгьго, йоказакной на чертеже, 8 это время чераэ нагрузку 7, рабочий тиристор 8 к разряя1 ы гфоссе еъ 6 протекает ток Haj-руэки. В мо мег(т Бключе1й1Я тиристора 5 напряжеш © KOHfjet-scaropa 4 указанлой яолярзвэсти -прнкйайЬ5Бается к разрядноз дросселю 6 и не- чяййвтся перезаряд козшенсатора 4 по аепк когадесатора 4 - тиристор 5 - дроссель 6 - конденсатора 4. Так как напряже1Ш© ко Иб 1сатора 4 выше напр аж©1-шя нстсч зшка 1 гштания, то в рабочем тпрнсторе 8 происходит прерьЕвашш тока а ка нем Д8р .жи-тся обратное вапряжение, о сповленное разностью н 1прях ений источшЕка пйтагшя S ко щенсатора 4 а ток згагр зкЕ 7 замыкается через обратный диод 9. Конденсатор 4 перезаряжается до некоторого напряжеш1Я, обусловленного потерями в контуре перезаряда, противоположной полярностью. Чтобы погасить в следующем такте ток нагрузки, который вновь будет протекать через нагрузку, рабочий тиристор 8 ; и разрядный дроссель б, достаточно включить зарядный тиристор 2, При этом напряжение на зарядном дросселе 3, практически равное напряжению на конденсаторе 4, трансформируется в разрядный дроссель 6 с такой полярностью, что в рабочем тиристоре 8 происходит прерывание тока. Далее на тиристоре 8 держится обратное напряжение в течешге времени, пока конденсатор 4 не разргэдтся до напряжения источника питания, а ток нагрузки в это время опять за-мыкается через обратный диод 9. Таким образом, предлагаемое устройство выключает рабочий тиристор как при разряде коммутирующего конденсатора, так и при его заряде, поэтому подготовительный такт заряда конденсатора превратился в рабочий такт. Это юзволяет снизить частоту переключений всех элементов устройства вдвое по сравнению с ранее сушествовавщей, сохранив прежшою частоту прерывашш тока в рабочем тиристоре. В резуль- i тате этого снижаются потери в элементах устройства и повышается его надежность и долговечность. Формула изобретения Устройство емкостного выключения тиристора, содержа1дее коммутирующий конденсатор, его зарядную и разрядную цепи, каждая из которьгх включает в себя зарядный и разрядный дроссели и последовательно с каждым дросселем включены зарядный и разряднь й тиристоры, соответственноу-при чем разрядный дроссель В1шючеи в цепь нагрузки, отличающееся тем, что, с целью исключения подготовительного, такта, превращения его в рабочий и уменьше «{я частоты переключения элементов устройства при сохранении частоты выключения рабочего тиристора, обмотки зарядного и разрядного дросселей расположены на одном сердечшке и имеют одинаковое г колйчестБо витков, причем начало обмотки каждого дросселя подк.1ючено к катоду соответствующего тиристора, Источ шки ийформацйи, принятые во внквлание при экспертизе: 1, Глазенко Т. А, Полупроводниковые преобразователи в электроприводах посто янного тока , изд. Энергия , Л,, 1973, стр. 169, рис, 4-1 (прототип)