Способ запирания двухоперационного тиристора Советский патент 1977 года по МПК H02M1/08 

I

Изобретение относится к области электротехники и может быть испсльэовано при работе двухоперационных тиристоров в различных устройствах преобразования электрической энергии, например в узлах принудительной коммутации тиристорных прерывателей, в тиристорных автономных инверторах и зависимых преобразователях.

Известен комбинированный способ запирания двухоперационного тиристора, основанный на одновременной кратковременной подаче на тиристор импульсов отрицательного тока по цепи управления и обратного анодного напряжения. Указанный способ позволяет ускорить время запирания двухоперационного тиристора по сравнению с его обычным запиранием только по цепи управления, так как выключению прибора способствуют два влияющих фактора - ток управления и обратное анодное напряжение.

Однако большое сопротивление в указанном устройстве ограничивает величину обратного тока в двухоперационном тиристоре так, что эта величина оказывается меньше величины запираемого прямого анодного тока. Поэтому результируюидай анодный ток в переходном процессе запирания имеет прямое направление и не удается избежать его шнурования, которое приводит к узколокалнзованному тепловыделению в приборе и к существенному недоиспользованию . двухоперационного тиристо а по мощности.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению является способ, когда при комОинированном способе запирания двухоперационного тиристора в переходном процессе выключения прибора результирующий анодный ток в тиристоре кратковременно меняет направление на обратное. Помимо ликвидации шнурования анодного тока ускоряется время запирания тиристора.

Однако при одновременной подаче на двухоперационный тиристор импульсов обратного анодного напряжения и отрицательного тока управления, которую осуществляют при указанном способе запирания, затрачивается излишняя мощность управления. Это связано с тем, что при комбинированном способе запирания тиристора в начальные этапы переходного процесса его запирания основным запирающим фактором является обратное анодное напряжение. Отрицательный ток управления играет определяющую роль в запирании прибора толь ко после появления на нем прямой полярности анодного напряжения, когда 1ерез коллекторный переход тиристора из базовых областей начинают протека непрорекомбинировавшие носители заря да. Отрицательным током управления эти носители выводятся из р-базы тиристора, ликвидируя условия самопроизвольного повторного включения прибора. Цель изобретения - снижение массог баритных показателей устройства, фор мирующего импульсы отрицательного то ка управления, путем снижения длител ности этих импульсов. Это достигается тем, что при осуществлении известного способа запира ния двухоперационного тиристора, основанного на подаче отрицательного импульса тока управления и импульса обратного анодного напряжения, отриц тельный импульс тока управления пода ют с временной задержкой относительно подачи на тиристор импульса обрат ного анодного напряжения, в частноети в момент изменения полярности анод ного напряжения на прямую. На фиг.1 изображена функциональная схема, с помощью которой реализуется способ запирания двухоперационного тиристора; на фиг.2 (а,б,в) - времен ные диаграьв 1ы тока управления, анодного тока и анодного напряжения на двухоперационном тиристоре. Предположим, что двухог1ерационный тиристор 1 включен положительньл импульсом тока управления, сформированным блоком 2 управления, и до момента времени ( находится в открытом состоянии. В момент t путем перевода ключевого элемента узла 3 принудительной коммутации в открытое состояние на ти ристор 1 подают импульс обратного анодного напряжения (см.фиг.2 в).С временной задержкой относительно момента t , но не позже момента времени tj (или в момент времени, когда анодное напряжение на тиристоре 1 изменяет полярность на прямую) блок 2 управления формирует отрицательный импульс тока управления. Отрицательный ток управления выводит из р-базы тиристора оставшиеся в ней неравновесные носителя заряда, которые образуют импульс тока через коллекторный переход в момент t(cM. фиг.2 б), препятствуя самовключению двухоперационного тиристора при появлении на нем после этапа запирания прямого анодного напряжения. Исследования показали, что длительность всплеска емкостного анодного тока около 1-2 мкс, после его окончания отрицательный импульс тока управления может быть снят, что не приводит к снижению коммутирующей способности тиристора. Так как мощный двухоперационный тиристор способен коммутировать анодные токи величиной более 100 А, то при типичных значениях коэффициента запирания (К 4-10) требуется большая амплитуда отрицательного тока управления (15-20А) для запирания прибора. Поэтому существенное сокращение длительности импульса отрицательноготока управления позволяет значительно снизить массогабарйтные показатели устройства,формирующего импульсы управления на двухоперационный тиристор . Формула изобретения 1.Способ запирания двухоперационного тиристора, основанный на подаче отрицательного импульса тока управления и импульса обратного анодного напряжения, отличающийся тем, что, с целью снижения массогабаритных показателей устройства, формирующего импульсы управления, путем снижения длительности этих импульсов, отрицательный импульс тока управления подают с временной задержкой относительно подачи на тиристор импульса обратного анодного напряжения, но не позднее изменения полярности анодного напряжения на прямую. 2.Способ ПОП.1, отличающийс я тем, что фиксируют момент изменення полярности анодного напряжения на прямую и в этот момент подают отрицательный импульс тока управления.

uJ

Фиг.2