Устройство для управления тиристором Советский патент 1980 года по МПК H02P13/16 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРОМ

Изобретение относится к устройс вам для управления вентильными пре образователями и может найти применение в различных электротехнический установках, в частности, в мощных тиристорных преобразователях постоянного тока и тиристорных преобразователях частоты, тиристоры которых находятся на разли ных потенциальных уровнях. Известны устройства для управле ния тиристорами, предназначенные для формирования широких отпира щих импульсов силовых тиристоров в виде пакет.ов импульсов с форсиров кой их начальной части. Эти устройства сложны, громоздки и имеют низкий коэффициент полезного действия .1. Известно также устройство для управления тиристором, которое содержит магнитно-транзисторный автогенератор, выходной блок с трансфор матором и выпрямителем, дополнитель ные источники питания и транзисторные ключи 2. Недостатком известного устройства является повышенная сложность, обусловленная применением мсадного двухтактного автогенератора с магнитной связью, узла форсированного запуска и срыва генерации, узла фррсировки начальной части отпирающего импульса с дополнительным источником питания. Многообмоточного импульсного трансформатора и двухполупёрисдного выпрямителя. Целью изобретения является упрощение устройства. Для этого устройство для управления тиристором, содержащее импульсный трансформатор, вторичная обмотка которого через однополупериодный выпрямитель подключена к управляющему электроду тиристора, ключ, основные клеммы которого включены последовательно с первичной обмоткой импульсного трансформатора и источником питания, и мультивибратор, выход которого подключен к управляющей клемме ключа, снабжено одновибратором, инвертором и двумя диодами, причем первый вход мультивибратора соединен с анодом диода, катод которого подключен к входу одновибратора; выход которого соединен со входом инвертора, выход инвертора подключен к катоду, другого диода,- анод которого

соединен со вторым входом мультивибртора.

На фиг, 1 представлено устройство для управлени-я тиристорами; фиг. 2 временные диаграммы работы устройства..

Устройство для управления тиристором содержит одновибратор 1, вход которого подключен к входной клемме 2. Выход одновибратора 1 соединен с входом, инвертора 3. К выходу инвертора 3 подключен катод диода 4. Анод диода- 4 подключен к входу 5 мультивибратора 6. К входу 7 мультивибратора 6 подключен, анод диода 8, катод которого соединен со входом одновибратора 1. Выход мультивибратора 6 подключен к управляющей цепи клю- . чевого элемента 9, одна из основных клемм которого соединена с источниксм 10 питания, а другая клемма подключена к первичной обмотке 11 импульсного трансформатора 12. Вторая клемма обмотки 11 трансформатора 12 подключена к другой клемме источника 10 питания. Вторичная обмотка 13 трансформатора 12 подключена одной клеммой к катоду силового тиристра 14, а другой - к аноду диода 15, катод которого подключен к управляющему электроду силового тиристора 14

Работа .устройства состоит в следующем.;

В исходном состоянии, когда положительные импульсы на входной клемме 2 отсутствуют (фиг. 2, а), на выходе сдновибратора 1 нулевой потенциал (фиг. 2, б), на выходе инвертора 3 положительный потенциал (фиг. 2, в). При этом диод 4 закрыт, диод 8 и шунтируетэмит ёр-базовую цепь транзистора мультивибратора 6, связанного е входом 7. Мультивибратор б в этом случае находится в заторможенном состоянии. На его выходе присутствует нулевой потенциал . (фиг. 2, г), что.соответствует разомкнутому состоянию ключевого элемента 9, отсутствию тока в обмотках 11 и 13 трансформатора 12, к отсутствию импульса на управляющем перехбде силового тиристора 14 (фиг. 2, Д) .

На входную клемму 2 устройства поступает входной положительный импульс (фиг. 2, а). При этом на выхеде одновибратора 1 появляется положительный импульс длительностью tj (фиг. 2, б). На выходе инвертора 3 нулевой потенциал (фиг. 2, в). Диод 4 отпирается на время i. , задаваемое одновибратором 1. Диод 8 под действием входного импульса (фиг 2,а запирается,-что переводит мультивибратор 6 в другое устойчивое состояние на время t . На его выходе формируется положительный импульс (фиг. 2, г), на это же время ( «, )

|3амыкается ключевой элемент 9, подключая обмотку 11 трансформатора 12 к источнику 10 питания. На управляющем переходе силового тиристора 14 формируется импульс длительностью tj 5 (фиг. 2, д), обеспечивающий форсированное включение тиристора 14,

В момент времени i., (фиг. 2, в) на выходе одновибратора 1 появляется нулевой потенциал (фиг; 2, б). На

выходе инвертора 3 - положительный потенциал (фиг. 2, в), что запирает диод 4. Мультивибратор 6 переходит в автоколебательный режим, так как диоды 4 и 8 заперты положительным

е потенциалом на их катодах и не воздействуют на базовые цепи мультивибратора 6. При этом на выходе мультивибратора появляется серия положительных импульсов (фиг. 2; г) .

- Диод воздействием этих импульсов,

ключевой элемент 9 периодически замыкает, подключа.я обмотку 11 трансформатора 12 к источнику питания, и на управляющем переходе силового тиристора, 14 формируется серия импульсов

5 (фиг. 2, д) , частота и длительность которых определяется хронирующими цепями мультивибратора б.

Длительность импульса, формируе0 мая одновибраторсм 1, и амплитуда тока обмотки 13 трансформатора 12 выбираются такими, чтобы ампер-секундный интеграл первого импульса был больше паспортного отпирающего

5 для данного типа тиристора, что

обеспечивает накопление в структуре тиристора избыточного заряда больше критического заряда включения и форсированный запуск тиристора. Частота

д генерации мультивибратора б и длительность формируемых им импульсов выбирается такими, чтобы в паузах между импульсами избыточный заряд в структуре тиристора был не менее его критического заряда включения,

5 XJTO обеспечивает поддержание тиристора во включенном состоянии на все время действия импульсов на его управляющем переходе. Поэтому серия импульсов (фиг. 2, д) эквивалентна

0 по управляющему воздействию отпирающему импульсу, представленному на фиг. 2, е, полученному усреднением по периоду импульсов фиг. 2, д. При обеспечивается форсировка

5 включения тиристора, а мощность, потребляемая на управление, по сравнению с известным устройством не изменяется.

По окончанию входного импульса

Q (фиг. 2, е) отпирается диод 8,

мультивибратор б пер водится в следующий режим, размыкается ключевой элемент 9. На управляющем переходе. силового тиристора 14 напряжение отсутствует. Таким образом, данное устройство благодаря применению одновибратора, инвертора, мультивибратора, ключевого элемента, двухобмоточного трансформатора, однопрлупериодного выпрямителя имеет меньшее количеств элементов, меньшие габариты и стоимость и формирует широкие, отпи щие импульсы с форсировкой их началь ной части. При этом устройство имеет в 2-4 раза меньше габариты, в 1,5-2 раза меньшую стоимость и большую надежность. Формула изобретения Устройство для управления тиристором, содержащее импульсный трансформатор, вторичная обмотка которого через однополупериодный выпрямитель подключена к управляющему электроду тиристора, ключ, основные клеммы которого включены последовательно с первичной обмоткой импульсного трансформатора и источником питания, и мультивибратор, выход которого подключен к управляницей клемме ключа, отличающеес я тем, что, с целью упрощения, оно снабжено одновибратором, инвертором и двумя диодами, причем первый вход мультивибратора соединен с анодом диода, катод которого подклк1Чен к входу одновибратора, выход которого соединен со входе инвертора, выход инвертора подключен к катоду другого диода, анод которого соединен со вторым входом мультивибратора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Японии. 47-44227, кл. 56 D 2, 1972. 2.Писарев А.Л., Деткин Л.П. Управление тиристорными преобразоЭнергиявателями. М. , с. 231.

Щ

to t

ts

.

Фиг. г