Устройство для управления силовым тиристором Советский патент 1982 года по МПК H02M1/08 

(5) УСТРОЙСТВО для УПРАВЛЕНИЯ СИЛОВЫМ ТИРИСТОРОМ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для управления силовыми тиристорами выпрямителей и авто.номных инверторов.. . Известны устройства для управления тиристорами, содержащие импульсный трансформатор, первичная обмотка которого подключена к источнику пере менного напряжения прямоугольной фор мы, а вторичные обмотки - к двум выпрямителям, первый - несимметричный мостовой со средней точкой обмоток и второй - однополупериодный со сглаживающими конденсаторами и две тиристорных оптрона, причем выход положительной полярности выпрямителя через первый оптрон и резистор и выход отрицательной полярности выпрямителя через другой резистор подключены к управляющему.переходу тиристо ра, средняя точка обмотки трансформатора соединена с катодом тиристора и конденсатором, выход положительной полярности, второго выпрямителя через второй оптрон подключен к общей точке первого оптрона и резистора, а .выход отрицательной полярности - к управляющему переходу тиристораf 1. Недостатками известных устройств являются большие потери Мощности, связанные с наличием второго выпрямителя, выходное напряжение которого используется для гашения первого оптрона, и узкий диапазон частот, что определяется временем полного заряда конденсатора на выходе второго выпрямителя, осуществляемого через ре3истор и диод. Наиболее близким техническим реше,(чием к изобретению по средствам и достигаемому результату является устройство для управления полупровод Никовым вентилем, содержащее резистрр, один зажим которого соединен с клеммой для подключения положительноГО вывода источника тока и второй зажим - через эмиттерно-коллекторный переход первого транзистора с клеммой для подключения управляющего эле .трода тиристора, клемма для под ключения катода которого соединена с клеммой для подключения отрицательного вывода источника тока с клеммой для подключения положительного вывода источника запуска, и второй транзистор 2 J, Недостатком известного устройства является высокий.расход мощности обусловленный низкой крутизной нарастания переднего фронта управляющего импульса. Целью изобретения является снижение потерь мощности. Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве эмиттер второго транзистора соедине с клеммой.для подключения положительного вывода источника тока, база - с эмиттером первого транзистора, а крллектор соединен с базой -.первого транзистора и одновременно с клеммой для подключения отрицател ного вывода источника запуска. Кроме того,- известное устройство снабжено дополнительными третьим и четвертым транзисторами, причем кол лектор первого транзистора соединен .с клеммой для подключения управляющего электрода тиристора через пере ход база-эмиттер третьего транзисто ра, коллектор которого соединен с коллектором четвертого транзистора, подсоединенного эмиттером к базе первого транзистора и базой к колле тору второго транзистора. На фиг. 1 и 2 приведены принципи альные схемы двух- и четырехтранзис торных устройств для управления сил вым тиристором. Двухтранзисторное устройство для управления тиристором 1 (Оиг. 1) со держит клеммы для подключения источ ника тока 2, резистор 3, транзисторы Ч и 5Устройство работает следующим об разом. При подаче прямоугольного импульса от внешнего источника запуска иЗап транзистор 5 отпирается. Ток управления тиристором 1 протекает по цепи: плюс источника 2 - резистор 3 переход эмиттер-коллектор транзистора 5 управляющий переход тиристора 1 и минус источника пи4 . 2. Ток управления создает падение напряжения на резисторе 3Когда ток управления тиристора по величине достигнет заданного уровня ограничения, напряжением на резисторе 3 отпирается транзистор и шунтирует переход база-эмиттер транзистора 5 уменьшая ток запуска последнего. Базовый ток транзистора 5 регулируется таким образом, что ток управления тиристора 1, являющийся коллекторным током транзистора 5 стабилизируется на заданном уровне независимо of величины сопротивления управляющего перехода тиристора 1 и колебаний напряжения источника питания 2. Четырехтранзисторное устройство (фиг. 2) для управления силовым тиристором 1 содержит клеммы для подключения источника 2 постоянного напряжения, резистор 3 зашунтированный переходом эмиттер-база второго основного транзистора , между переходом база-коллектор которого подключены два каскадно соединенных транзистора, первый основной 5 и первый дополнительный 6, так, что база транзистора подсоединена к эмиттеру тран-, зистора 5 3 коллектор к базе транзистора 6. К коллекторам транзисторов 5 и 6 подсоединен второй дополнительный транзистор 7 переходом база-коллектор, а эмиттером транзистор 7 подсоединен к управляющему переходу тиристора 1. Внешний источник запуска U-,-jp подключен к базе первого дополнительного транзистора 6. Устройство (фиг. 2) работает следующим образом. Отрицательный импульс запуска, поступающий на базу транзистора 6, создает ток через переходы базаэмитт#1э транзисторов 6 и 5- Вначале этим током отпирается транзистор 5Коллекторный ток транзистора 5 являющийся базовым током транзистора 7, отпирает транзистор 7- Это,приводит к отпиранию транзистора 6 и увеличению базового тока транзистора 5, который отпирается еще больше. Еще больше увеличивается коллекторный ток транзистора 5 базовый ток транзистора 7 .создавая положительную обратную связь по Току для транзисторов 5 При снятии запускающего импульса транзистор 6 быстро запи-, рается.- Это приводит к обрыву положительной обратной связи и быстрому запиранию транзисторов 5 и 7. Стабилизация тока управления про изводится регулированием тока запус ка в базу транзистора 6 посредством стабилизирующего резистора 3 и тран зистора k, У При использовании изобретения в устройствах управления тиристхэром крутизна нарастания переднего фронт импульса уп эавления практически пов торяет крутизну импульса запуска что обеспе внешнего источника U чивает высокую крутизну нарастания переднего фронта импульса управления при сравнительно небольшом токе определяемом уровнем стабилизации. Это позволяет уменьшить потери мощности в устройстве. Создание положительной обратной связи в нелинейном сопротивлении позволяет дополнительно увеличить крутизну фронта нарастания импульса управления. Кроме того, быстродействие устройства слабо зависит от частотных свойств транзисторов, что позволяет применение более дешевых транзисторов с низкой граничной частотой. Формула изобретения 1. Устройство для управления силовым тиристором, содержащее , один зажим которого соединен с клеммой для подключения положительного, вывода источника тока и второй зажим - через эмиттерно-коллекторны

J Ujffff

фуг. f переход первого транзистора с клеммой для подключения управляющего электрода, тиристора, клемма для подключения катода которого соединена с клеммой для подключения отрицательного вывода Источника тока и с клеммой для подключения положительного вывода источника запуска, и второй транзистор, отличающееся тен, что, с целью снижения потерь мощности, эмиттер второго транзистора соединен с клеммой для подключения положительного вывода источника тока, база с эмиттером первог,о транзистора, а коллектор соединен с базой первого транзистора и одновременно с клеммой для подключения отрицательного вывода источника запуска. 2. Устройство по П..1, d т л и чающееся тем, что оно снабжено дополнительными третьим и четвертым транзисторами, причем коллектор первого транзистора соединен с клеммой для подключения управляющего электрода тиристора через перехвд 6a3a-3MHTtep третьего транзистора, коллектор которого соединен с коллектором четвертого транзистора, подсоединенного эмиттером к базе первого транзистора и базой к коллектору второго транзистора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Писарев А.П. и др. Управление тиристорными преобразователями. М., 197.8, с. 2k. 2.Авторское свидетельство СССР №576083, кл. Н 02 М 1/08, 197. n f л

г/ yff