Устройство для управления электронно-лучевым вентилем Советский патент 1981 года по МПК H02P13/16 

(54) УСТРОЙСТЮ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОННСКЛУЧЕВЫМ ВЕНТИЛЕМ Изобретение относится к электротехнике, в частности к быстродействукмцим вьпслючателям постоянного тока модуляторам и высокочастотным инверт рам напряжения. Известно устройство для управления злектронным вентилем, содержащее источник питания, основной ламповый ключ и источник отрицательного смещения, включенный последовательно с Е1уитирукицим ламповым ключом ij . Недостатком данного устройства яв ляется .низкая скорость переключения электронного вентиля, из-за влияния сравнительно больших проходных емкостей и внутренних сопротивлений ламповых ключей, а также из-за отсутствия возможности форсирования переход ных процессов.Наличие ламповых ключей снижает также надежность устройства. Известен тиристорный выключатель постоянного тока, состоящий из главного тиристора, включенного последовательно с источником, отключающёгртиристора, соединенного последовательно с дросселем и гасящим конденсатором, а параллельно конденсатору подключены последовательно соединенные вспомогательный тиристор и дополнительный дроссель 2 ., Недостатком устройства является большое время отключения нагрузки из-за наличия дросселя в шунтирующей цепи и большое время подготовки к повторному включению. . Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату , к изобретению является устройство для управления электронно-лучевым вентилем, содержащее источник питания, подключенный к катоду вентиля и ко входу токоограничивающего блока, тиристор, зашунтированный встречно включенным диодом и подключенный катодом к управляющему электроду вентиля, шунтирующую цепь,состоящую из последовательно соединенных коммутирующего тиристора и гасящего конденсатора,источник отрицатель; . ного смещения зашунтированный конденсатором, подключенный через резистор к управлякядему электроду вентиля,вспомогательную цепь,состоящую из последовательно соединенного дросселя и вспомогательного тиристора и подключенную одним выводом к общей точке коммутирующего тиристора и гасящего конденсатора З, Недостатком устройства при работе его на омическо-емкостную нагрузку является большое время отключения нагрузки из-за отсутствия форсированного перезаряда входной паразитной емкости вентиля в переходных режимах. Целью изобретения является повышение быстродействия. Указанная цель достигается тем, что устройство для з равления электрон но-йучевым вентилем, снабжено дополнительными диодом и конденсатором, вы- прямителем и вторичной обмоткой дросселя, причем вспомогательная цепь другим выводом подключена к минусовой шине источника смещения, а вторичная обмотка дросселя подключена к вьшрямителю, выход которого защунтирован дополнительным конденсатором и подключе . П.ЛЮСОМ к аноду тиристора, а минусом через вспомогательный тиристор - к катоду вентиля и к плюсу источника отрицательного смещения, а между анодом тиристора и другим входом токоограничивающего блока включен дополнительный диод согласно проводимости ти ристора.

На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит электронно-лучевой вентиль 1, управляющий электрод 2 которого через тиристор 3, зашунтированный встречно включенным диодам 4, дополнительный диод 5 и токоограничиваняций блок 6 подключен к источнику питания 7. Между анодом тиристора 3 и минусовой шиной источника 7 включена шунтирующая цепь из последовательно соединенных коммутирующего тиристора 8 и гасящего конденсатора 9, к общей точке которых через вспомогательньй тиристор 10 и дроссель 11 .подключен источник отрицательного смещения 12 и накопительный конденсатор 13. Источник 12 через резистор 14 соединен также с управляющим электродом 2 вентиля 1. Ко вторичной обмотке дросселя 11 подключен выпрямитель 15, выход которого зашунтирован конден86

личина тока через вентиль определяется величиной напряжения на управляющем электроде, то всплеск управляющего напряжения обеспечивает в свою очередь всплеск айодного тока вентиля, что приводит к обострению переднего фронта напряжения на нагрузке в случае ее емкостного характера. После разряда конденсатора 16 до напряжения источника 7 тиристор 17 запирается, диод 5 отпирается и управление вентилем осуществляется от номинального положительного напряжения (4-8 кВ) источника 7. Наличие в пepвoнaчaлI ый момент на конденсаторе 16 напряжения вьше номинального значения источника

7наряду с уменьшением времени включения вентиля исключает влияние на переходной процесс токоограничиваюшего блока 6.

Запирание вентиля 1 осуществляется путем включения коммутирующего тиристора 8. В этот момент к аноду тиристора 3 прикладьшается отрицательное напряжение конденсатора 9, что в озможно благодаря наличию токоограничивающего блока 6, и он запирается.

8качестве блока 6 может быть использован резистор или безынерционная цепочка со смещенным диодом. Закрытый тиристор 17 препятствует перезаряду конденсатора 16 от напряжения конденсатора 9 через тиристор 8, что также способствует обострению заднего 94 сатором 16 и соединен плюсом с анодом тиристора 3, а минусом через дополнительный тиристор 17 - с катодом вентиля 1 . Устройство.работает следующим образом. В исходном состоянии тиристоры 3, 8, 10 и 17 закрыты. К управляющему электроду 2 вентиля через высокоомный резистор 14 прикладывается запирающее отрицательное напряжение 2-4 кВ источника 12, до которого заряжена и входная паразитная емкость вентиля. Гасящий конденсатор 9 заряжен до отрицательного напряжения, конденсатор 16 - до положительного напряжения. .Причем значения этих напряжений превышают напряжения соответствующих источников 12 и 7. Для отпирания электронно-лучевого вентиля I подаются импульсы на управляющие электроды тиристоров 3 и 17. Напряжение конденсатора 16 ускоренно перезаряжает паразитную входную емкость вентиля и он форсированно отпирается. Так как ве5фронта импульса. Паразитная входная емкость вентиля, заряженная до положительного напряжения, быстро переза ряжается до отрицательного напряжени конденсатора 9 по цепи: управлякмций электрод 2, диод 4, тиристор 8, конденсатор 9 и катод вентиля 1. В даль нейшем закрытое состояние вентиля поддерживается через резистор 14 источником смещения 12, который имеет малую мощность, определяемую током утечки входной цепи вентиля. После отпирания тиристора 8 кондейсатор 9 начинает перезаряжаться от источника 7. При достижении на конденсаторе 9 положительного напряжения источника 7 тиристор 8-запирается. Через интер вал времени, определяемый временем восстановления запирающей способности тиристора 8, подается импульс на отпирание вспомогательного тиристора 10. Конденсатор 9 по цепи: тиристор 10, дроссель II, конденсатор 13 -на- чинает перезаряжаться полуволной тока до отрицательного напряжения, величина которого превышает напряжение источника 12. Напряжение на вт ричной обмотке дросселя 11 , равнб е производной от тока колебательного контура поступает на вход выпрямител 15. Выпрямленное пиковое напряжение заряжает конденсатор 16. Число витко вторичной обмотки дросселя выбираетс таким образом, чтобы напряжение на к денсаторе 16 превышало бы напряжение источника 7 (обьйно в полтора-два ра за). Диод 5 отсекает конденсатор 16 от Источника 7. Перезаряд конденсатора 9 с помощью тиристора 10 ускоряет подготовку устройства к следующему циклу работы, Превьш1ение напряжения на конденсаторах 16 и 9 по отношению к напряжениям соответствующих источни ков 7 и 12 способствует обострению переднего и заднего фронтов импульса на входе вентиля. Предлагаемое устройство управления увеличивает быстродействие коммутиру.ющих блоков, вьшолненных на базе элек тронно-лучевых вентилей, это позволяет повысить Эффективность их использования в высоковольтнь1х импульсных 9 модуляторах и высокочастотных инверторах напряжения. Формула изобретения Устройство для управления электронно-лучевым вентилем, содержащее источник питания, подсоединенный к катоду вентиля и к входу токограничивающего блока, тиристор, зашунтированный встречно включенньм диодом и подключенный катодом к управлякщему электро| у вентиля i шунтирующую; цепь, состоящую из последовательно соединенных коммутирующего тиристора и габящего конденсатора, источник отрицательного смещения, зашунтировйнный конденсатором,, подключенный через резистор к управляющему эл ектроду вентиля, вспомогательную цепь, состоящую из последовательно соединенного дросселя и вспомогательного тиристора и подключенную одним вьшодом к общей точке коммутирующего тиристора и гасящего конденсатора, отличающее с я тем, что, с целью повышения быстродействия, оно снабжено дополтштельньии диодом и конденсатором вьшрямителем и вторичной обмоткой дросселя, причем вспомогательная цепь другим выводом подключена к минусовой шине источника отрицательного смещения, вторичная обмотка дросселя подключена к выпрямителю, выход которого зашунтирован дополнительным конденсатором, и подключен плюсом к аноду тиристора, а минусом через всиЪЯогательный тиристор - к катоду вентиля и к плюсу источника отрицательного смещения, а между анодом тиристора и другим входом токоограничивающего блока включен дополнительный диод согласно проводимости тиристора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Швеции Н 117120, кл. Н 03 К 17/74, 1943. 2.Патент ЧССР 148114, кл, Н 03 К 17/74, 1973, 3.Тиристорный выключатель постоянного тока, 1973, А 94, № 9 539542, 35, 36.