Устройство для управления тиристором Советский патент 1978 года по МПК H02M1/08 

1

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления тиристорами выпрямителей и автономных инверторов, а также для управления мощными транзисторами.

Известны устройства для управления тиристорами, содержащие трансформатор, первичная обмотка которого через управляемый ключ подключена к источнику переменного напряжения прямоугольной формы, а вторичпая - к выпрямителю, выход которого подключен к управляющему переходу тиристора

1.

Эти устройства малонадежны.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее генератор напряжения высокой частоты прямоугольной формы, к которому через управляемый ключ подключена первичная обмотка трансформатора, вторичная обмотка которого через выпрямитель подключена к управляющему переходу управляемого тиристора. К генератору напряжения высокой частоты прямоугольной формы может подключаться несколько цепочек, содержащих ключ-транзистор с выпрямителем во вторичной цепи 2.

Недостатком этого устройства является низкая помехозащищенность, а также завал переднего фронта передаваемого импульса уп2

равленИя, обусловленный тем, что в момент включения ключа сердечник трансформатора всегда находится в одном из полол ений на кривой намагничивания -|-Вг или -Вг, в котором он остался в момент предыдущего размыкания ключа и, если полярность полуволпы переменного напрянсения в момент замыкания ключа совпала с полярностью остаточной индукции сердечника, то он входит в насыщение п происходит завал фронта импульса управления, передаваемого во вторичную цепь трансформатора.

Это приводит к тому, что искажается фронт ИлМпульса управления тиристором и он может выйти из строя.

Цель изобретения - повышение надежности устройства для управления тиристором.

Цель достигается тем, что в устройство для управления тнристором, содержащее трансфор.матор, первичная обмотка которого через уиравляемый ключ подключена к источнику переменного напряжения прямоугольной формы, а вторичная - к мостовому выпрямителю, плюсовая клемма которого через пороговый элемент, например стабилитрон, подключена к управляющему электроду тиристора, введены шунтирующий элемент, включенный между промежуточным выводом источника переменного напряжения и общей точкой соединения управляемого ключа и первичной обмотки

трансформатора, а также дополнительные последователъ-ная -КС-и,еи®чка и обратный диод, псздключенный параллельно управляющему переходу тиристора, причем катод тиристора подключается к средней точке вторичной обмбтки трансформатора, а точка соединения резистора и конденсатора / С-цепочки подключается к минусовой клемме выпрямителя.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 переменного напряжения прямоугольной формы, представляюш,ий собой полупроводниковый модулятор на транзисторах 2, питаемый от источника 3 постоянного напряжения. Генератор 1 через управляемый ключ 4 подключен к первичной обмотке 5 трансформатора 6, а его промежуточный вывод через диод 7 - шунтирующий элемент подключен к точке соединения обмотки 5 и ключа 4.

Вторичная обмотка 8 подключена к выпрямителям 9 и 10, включенным встречно-последовательно через пороговый элемент 11 (например, стабилитрон) и резистор 12.

К выходу выпрямителя 10 подключен фильтр 13. Управляющий переход тиристора 14, шунтированный диодом 15, подключен к общей точке соединения выпрямителей 9 и 10 и выходу порогового элемента 11.

Устройство работает следующим образом.

При разомкнутом ключе 4 к первичной обмотке 5 трансформатора 6 через диод 7 прикладывается часть напряжения генератора 1 переменного тока, при этом во вторичной обмотке 8 наводится ЭДС, величина которой выбнрается такой, чтобы напрялсение на выходе выпрямителя 9 было меньше порога срабатывания стабилитрона 11.

Напряжение на выходе вынрямителя 10 фильтруется фильтром 13 и прикладывается к цепи, содержащей резистор 12 и диод 15, что приводит к протеканию тока и падению напряжения на диоде 15 и смещению управляемого перехода тиристора 14 в обратном направлении. Это повышает помехозащищенdLfность цепи управления, а также повышает

тиристора. Трансформатор 6 при этом работает по полному циклу перемагничивания.

Нри включении ключа 4 к обмотке 5 трансформатора 6 прикладывается (полное) напряжение источника переменного напряжения, и ЭДС, наводимая во вторичной обмотке 8, увеличивается. Нри этом напряжение на выходе выпрямителя 9 становится больше порогового значения стабилитрона 11, он открывается, и

к управляющему переходу тиристора прикладывается прямое напряжение, равное разности напряжений на выходе выпрямителя 9 и стабилитрона И. Диод 15 запирается, и по цепи управляющий электрод - катод тиристора 14 протекает ток управления.

Так как трансформатор 6 в процессе работы никогда не отключается от источника переменного напряжения, то он всегда работает по полному циклу перемагничивания и не входит в область насыщения, т. е. исключается возможность искажения переднего фронта импульса управления.

В случае, когда нет промежуточного вывода источника переменного напряжения, в качестве шунтирующего элемента может быть применен резистор, включенный параллельно управляемому ключу. Работа устройства протекает аналогично онисанной.

Применение данного устройства позволяет повысить помехозащищенность цепи управления управляемого тиристора, а также допустимую скорость нарастания прямого напряжения на управляемом тиристоре.

Формула изобретения

Устройство для управления тиристором, содержащее трансформатор, первичная обмотка которого через управляемый ключ подключена к источнику переменного напряжения прямоугольной формы, а вторичная - к мостовому выпрямителю, плюсовая клемма которого через пороговый элемент, например стабилитрон, подключена к управляющему электроду тиристора, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено дополнительным шунтирующим элементом, включенным между промел уточным выводом источника переменного напряжения и общей точкой соединения управляемого ключа и первичной обмотки трансформатора, а также дополнительными последовательной ./ С-цепочкой и обратным диодом, подключенными параллельно управляющему переходу тиристора, причем катод тиристора подключается к средней точке вторичной обмотки трансформатора, а точка соединения резистора и конденсатора RC-цепочки подключается к минусовой клемме выпрямителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №333884, кл. Н 02М 1/08, 1968.

2.Авторское свидетельство СССР № 275593, кл. Н 02М 1/08, 1967.