Устройство для испытания силовых вентилей Советский патент 1980 года по МПК G01R31/28 

Изобретенпе относится к области контроля параметров полупроводниковых приборов.

Известно устройство для измерения параметров управляемых вентилей, содержащее однофазный параллельный инвертор с пусковым органом и источником питания 1.

Данное устройство предназначено для испытания высоковольтных вентилей с питанием цепей управления от анодного источника и имеет вспомогательные вентили, используемые при запуске устройства. Неуправляемые вентили с его помощью контролировать нельзя.

Известно устройство для испытания силовых вентилей, содержащее схемные ячейки, каждая из них состоит из двух последовательно соединенных дросселей, последний из которых подключен к точке соединения анода второго и катода первого управляемых вентилей, катод второго вентиля, анод испытуемого вентиля и конденсатор, подключенный к точке соединения дросселей, соединены с источником питания, а его вторая клемма подключена к первым дросселям ячеек 2.

К недостаткам данного устройства относятся значительные внутренние потери мощности на резисторах делителя схемы из-за

тепловых потерь и за счет снижения выходного напряжения более, чем в два раза.

Целью настоящего изобретения является увеличение КПД устройства.

Поставленная цель достигается тем, что каждая ячейка снабжена двумя диодами, первый из которых встречно-параллельно соединен с первым управляемым вентилем, а второй последовательно соединен с испы10туемым вентилем.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства для испытания силовых вентилей; на фиг. 2 показаны временные диаграммы токов и напряжений на элементах устройства.

15

Устройство для испытания силовых вентилей содержит общий источник постоянного тока 1, первый зарядный дроссель каждой ячейки 2, 3, второй коммутирующий

20 дроссель 4, 5, коммутирующий конденсатор 6, 7, второй управляющий вентиль 8, 9, первый распределительный неуправляемый вентиль 10, и, первый управляемый вентиль 12, 13, второй распределительный неуправляемый вентиль каждой ячейки 14, 15

25 и общий для ячеек испытуемый вентиль 16.

Рассмотрим работу только одной ячейки, куда входят источник постоянного тока /, зарядный дроссель 2, коммутирующий

30 дроссель 4, коммутирующий конденсатор 6,

3

первый управляемый вентиль 12, второй управляемый вентиль 8, первый распределительный неуправляемый вентиль 14 и испытуемый вентиль 16.

Предположим, что конденсатор 6 был заряжен в процессе работы до напряжения с положительной полярностью относительно отрицательной клеммы источника питания. За счет энергии, запасенной в зарядном дросселе 2 происходит увеличение напряжения ка конденсаторе (см. f/e на фиг. 2). При этом ток через дроссель 2 L уменьшается. В момент времени t подается сигнал управления на второй управляемый вентиль 8, кондепсатор 6 перезаряжается синусоидальным импульсом тока 4 через дроссель 4 i; открытый вентиль 5. Ток дросселя 2 i :мало злияет на ток if, и напряжение f/s вследствие его относительно малой величины и большой величины дросселя 2 (fi, h,).

Полярность на конденсаторе 6 меняется на противоположную. В момент времени ty, открывают первый управляемый вентиль 12. Коммутирующий кондепсатор 5 начинает перезаряжаться импульсом TOfcca до исходной полярности. Синусоидальный импульс тока создает необходимую по амплитуде и делительности величину тока через испытуемый вентиль 75.

Ток /12 протекает также и через второй распределительный неуправляемый вентиль 14. Второй управляемый вентиль восстанавливает свои управляющие свойства за счет падения напряжепия на вентилях 12, 14 и 16 за промежуток времени от /2 до /.з. После окончания тока Ie управляющий вентиль 12 запирается и начинается интервал дозарядки конденсатора 6 от источника постоянного тока А За предыдущие два интервала ток в дросселе 2 i возрос до исходной величины, меняясь примерно по линейному закону, определяемому величиной ЭДС источника 1 и индуктивностью дросселя 2.

Напряжение заряженного конденсатора на интервале дозарядки от t до /г, будет приложено к цепочке, содержащей первый распределительный неуправляемый вентиль 10, второй распределительный неуправляемый вентиль 14 и испытуемый вентиль 16. Поскольку первый распределительный неуправляемый вентиль в;ключен в проводящем направлении, то падение напряжения на нем незначительно. Второй распределительный неуправляемый вентиль 14 должен обладать низкими по сравнению, с испытуе /1ым вентилем 16 динамическими и статическими характеристиками, поэтому обратное сопротивление вентиля 14 будет значительно ниже сопротивления испытуемого вентиля на интервале от /4 ДО з и все напряжение конденсатора 6 будет приложено 3 запирающем направлении к вентилю 16.

Однако одна ячейка не смож:ет обеспечить непрерывный нагрузочный режим с

4

равными длительностями прямого тока и обратного направления на испытуемом вентиле вследствие наличия интервала перезарядки конденсатора 6 в интервале от /4 до /5 и необходимости дозарядки его.

Для устранения этого недостатка включают две или более ячейки, нагруженных на один испытуемый вентиль и работающих по очереди. На фиг. 2 показаны диаграммы

при работе двух ячеек. Все ячейки работают аналогично рассмотренной выще.

В интервале от t до t- включен второй управляемый вентиль 9 второй ячейки и происходит перезаряд коммутирующего конденсатора 7 тока ig. В момент /s окончания тока fg включают первый управляемый вентиль 13 второй ячейки и создается импульс прямого тока tls, проходящий через испытуемый вентиль 16. Напряжение коммутирующего конденсатора 6 первой ячейки берет на себя в этом интервале второй распределительный неуправляемый вентиль 14. Затем напряжение коммутирующего конденсатора 7 второй ячейки подается через распределительные неуправляемые вентили // и /5. Следующая полуволна тока создается первой ячейкой, а конденсатор 7 дозаряжается от источника постоянного тока /.

В интервалах создания обратного напряжения на испытуемом вентиле 16 той или иной ячейкой открыт один из вторых управляемых вентилей других ячеек и параллельно вентилю 16 включается цепочка

из распределительных неуправляемых вентилей и первого управляемого вентиля. Однако это не вызывает уменьшения па пряжения на вентиле 16 вследствие того, что первый управляемый вентиль заперт, а первый

распределительный неуправляемый вентиль включен в запирающем направлении.

Внутренние потери в устройстве сведены к минимуму ввиду отсутствия резисторов. Растет выходная мощность из-за исключения резисторного делителя напряжения и введения распределительных неуправляемых вентилей. Повышена надежность схемы вследствие исключения управляемого вен тиля из пепей заряда коммутирующих конденсаторов и возможности разгрузки силовых элементов схемы увеличеним числа ячеек.

Введение двух распределительных неуправляемых вентилей приводит « снижению

потребляемой мощности за счет уменьшения внутренних потерь более, чем в два раза.

Фо(рмула изобретения

Устройство для испытания силовых вентилей, содержащее схемные ячейки, каждая из которых состоит из двух последовательно соединенных дросселей, последний из которых подключен к точке соединения двух

управляемых вентилей, катод первого вентиля, анод испытуемого вентиля и конденсатор, подключенный к точке соединения дросселей, соединены с источником питания, а его вторая клемма подключена к первым дросселям ячеек, отличающаяся тем, что, с целью увеличения КПД устройства, каждая ячейка снабжена двумя диодами, первый из которых встречно-параллельгю соединен с первым управляемым вентилем.

а второй последовательно соединен с испытуемым вентилем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР До 430732, кл. Н 01 J 13/43 от 18.12.72.

2.Авторское свидетельство СССР Л 539471. кл. G 01 R 31/26 от 02.07.74 (прототип).