Способ запирания двухоперационного тиристора Советский патент 1980 года по МПК H02M1/08 

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к технике управления полупроводниковыми управляемыми венти лями. Известен способ запирания двухоперационных тиристоров, основанный на одновременной кратковременной подаче на тиристор импульсов отрицательного тока по цепи управления и обратного анодного напряжения 0-3 Указанный способ позволяет ускорить время запирания двухоперационного тирис тора в сравнении с его обычным запиранием только по цепи управления. Однако большое сопротивление резистора в цепи запирания тиристора в указанном устройстве ограничивает величину обратного тока в двухоперационном тиристоре так, что эта величина оказьтает ся меньше величины запираемого прямого анодного тока. Поэтому результирующий анодный ток в переходном процессе запирания имеет прямое направление и не удается избежать его вытеснения под воздействием тока управления, которое приводит к узколокализованному тепловыделению в приборе и к существенному недоиспользованию двухоперационного тиристора по мощности. Известен также способ запирания двухоперационного тиристора, заключающийся в том, что в процессе выключения прибора направление результирующего анодного тока в тиристоре кратковременно изменяют на обратное С27. Однако при реализации такого способа запирания происходит усложнение устройства управления тиристором и снижение надежности этого устройства, поскольку оно дополняется блоком временной задержки импульсов, а также происходит некоторое замедление процесса выключения и снижение величины запираемого тиристором анодного .тока, так как при полном отсутствии тока управления на первой части второго этапа или на всем втором этапе процесса выключения (при подаче импульса управления в момент перехода через нуль айодного напряжения) не обес печивается достижение нулевой концентра ции и кагодного р- h перехода тиристора Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ за пирания двухоперационного тиристора, зак лючающийся в том, что импульс отрицательного тока управления подают одновременно с подачей на тиристор импульса обратного напряжения Г37. Однако одновременная подача на тиристор импульсов обратного анодного напряжения и отрицательного тока управления приводит к затрате излишней мощности управления, поскольку ток управления без специального его ограничения внешними средствами достигает своей наибольшей величины на первых двух этапах процесса выключения низко« гэ сопротивления р-базы, модулированной прямым анодным током, .когда влияние тока управления на запирание прибора наименее существенно. Затрата излишней мощности управления приводит к необосно ванному увеличению массогабаритных показателей устройству, формирующего импульсы управления тиристором. Целью Изобретения является упрощение устройства для формирования импульсов отрицателвного тока управления, а также повышение надежности тиристора. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе запирания двухоперационного тиристора, основанном на одновременной подаче на него отрицатель ного тока управления и импульса обратного анодного напряжения, отрицательный импульс тока управления формируют нарастающим от нулевого значения до максимального, а после изменения полярност анодного напряжения на прямую полярност спадающим от упомянутого максимального значения до нуля. Кроме того максимальное значение отрицательного импульса тока управления формируют при дости- жении анодным напряжением нулевого значения. На фиг. 1 представлена схема устройства для реализации способа запирания двухоперационного тиристора; на фиг. 2 временные диаграммы тока управления (а) анодного тока (б) и анодного (в) на двухоперационном тиристоре. .Устройство содержит двухоперационный тиристор который управляющим элек родом подключен к блоку 2 формирования отрицательных импульсов тока управления, состоящего из тиристора 3, анодом подключенного к положительному полюсу источника 4 питания через токоограничивающий резистор 5, а катодом подключенного к одной обкладке конденсатора б, к другой обкладке которого подключен анодом диод 7, шунтирующий линейный дроссель 8. катодом тиристора 3 и отрицательным полюсом питания 4 нодгслючен перезарядный тиристор 9, а параллельно двухоперационному тиристору подключен узел 10 коммутации анодного напряжения. Способ запирания двухоперационного тиристора в данном устройстве реализуется следующим образом. Пусть до момента времени il (фиг. 2) тиристор 1 находился в состоянии проводимости. Для .этого на его управляющий электрод подается положительный импульс тока управления, сформированный устройством 2 управления в момент to (фиг. 2а) при отпирании тиристора 3,Ток управления, протекая от источника питания 4 по цепи токоограничительный резистор S - тиристор 3 - конденсатор 6 - диод - 7 - входная цепь двухопера- ционного тиристора 1, переводит тиристор 1 в проводящее состояние и заряжает конденсатор 6 до напряжения, равного по величине напряжению источника питания 4, после чего тирист.ор 3 выключается, В момент Ц, когда нужно осуществить запирание двухоперационного тиристора 1, на него подают импульс обратного анодного напряжения (фиг. 2в), сформированный узлом Ю коммутации. Одновременно, путем включения тиристора 9 блока 2 формирования, осуществляют подачу импульса отрицательного тока управления на двухоперационный тиристор 1. Ток управления протекает noRLC -контуру, левая обкладка предварительно заряженного конденсатора 6 - тиристор 9 входная цепь двухоперационного тиристора 1 - линейный дроссель 8 - правая обкладка конденсатора 6, и имеет синусоидальную форму, причем величину емкости конденсатора 6 и величину индуктивности дросселя 7 подбирают или рассчитьшают так, чтобы амплитудное значение отрицательного тока управления 6j/ совпадало с моментомХ (фиг, 2), когда анодное напряжение на тиристоре 1 изменяет полярность на прямую. Таким образом, импульЪ отрицательного тока управления формируют нарастающим от нулевого значения до амплитудного, а после изменения полярности анодного напряжения на прямую совпадающим до нуля от упомянутого амплитудного значе ния. При этом обеспечивается эффективн использование импульса тока управления по мощности, так как на первом этапе процесса выключения t-j-1 2 2) управления мал по величине, при этом и степень его влияния на процесс выключе ния в сравнении с обратным анодным на пряжением незначительна, на втором эта пе (интервал t. ) степень влияния тока управления постепенно увеличивается по мере спада обратного анодного на пряжения - возрастает и величина тока управления на данном этапе {фиг. 2а), в начале третьего этапа, когда анодное напряжение изменяет свою полярность на прямую полярность, образуется вспле прямого анодного тока (фиг. 26), кото- .рый может вызвать самопроизвольное включение тиристора 1. Для предотвращ ия указанного, в данном способе запирания при изменении полярности анодного напряжения ток управления достигает своей амплитудной величины, а затем, по мере снижения всплеска прямого анодного тока, ток управления также постепенно снижается до нуля. Таким образом, эффективное использование импульса отрицательного тока управления по мощности позволяет упростить устройство для формирования управляющих импульсов. / Кроме того, при таком способе запирания тиристора уменьшается нежелатель-35 ный перегрев кристалла двухоперационного тиристора от протекания тока управления, в определенной степени ограничи- вающий предельное значение анодного тока, запираемого тиристором, что приводит к Повышению надежности тиристора. Формула изобретения 1. Способ запирания двухоперационного тиристора, основанный на одновременной подаче на тиристор отрицательного импульса блока управления и импу льса обратного анодного напряжения, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства для формирования импульсов управления, а также с целью повышения надежности тиристора, отрицательный импульс тока управления формируют нарастающимот нулевого значения для максимального, а после изменения полярности анодного напряжения на прямую полярность - спадающим от упомянутого максимально значения до нуля. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что максимальное значение отрицательного импульса ока управления формируют при достижении анодным напряжением нулевого значения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Приборы и техника эксперимента, 975, № 1, с. 123. 2. Авторское свидетельство СССР Мз 577618, кл Н 02 М 1/08, 1976. 3.3nternoitiona Vorno о Е&ес1гоп св 1974, V , 36, № 3, р. 399-416.

4)

ff)