Устройство для управления последовательно соединенными тиристорами Советский патент 1982 года по МПК H03K17/567 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО СОЕДИНЕННЫМИ ТИРИСТОРАМИ

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в мощных импульсных модуляторах.

Известно устройство для управления последовательно соединенными тиристорами, в котором для их включения от внешнего источника требуется мощность, необходимая для включения только одного коммутирующего элемента, например тиристора Cl .

Недостаток устройства - снижение амплитуды импульса управления с увеличением количества управляемых устройством тиристоров.

Наиболее близким по техн ческой сущности к изобретению является устройство формирования импульсов, содержащее емкостной делитель напряжения, подключенный параллельно последовательно соединенным тиристорам, трансформаторы, первичные обмотки которых включены в цепь делителя напряжения, а выводы вторичных обмоток соединены с катодами и управляющими электродами соответствующих тиристоров, при этом первый вывод первичной обмотки каждого трансформатора соединен с управляющим электродом соответствующего тиристора через диод. В нем сигнал от внешнего источника подается на один из последовательно соединенных тиристоров, а включение остальных осу10ществляется за счет перезаряда соответствующих конденсаторов делителя напряжения 2.

. Недостаток известного устройства заключается в том, что количество 5 одновременно включенных последовательно соединенных тиристоров ограничено снижением амплитуды тока управления в цепи запуска с увеличением количества управляемых устрой20ством тиристоров. Кроме того, функции, выполняемые известным устройством, ограничены только последовательным соединением тиристоров. Однако в импульсной технике, например при построении модуляторов, непрерывно повышаются требования к увеличению мощности тиристорных ключей, что достигается не только за счет увеличения рабочего напряжения (последовательное соединение тиристоров ), но и за счет, увеличения коммутируемого тока (параллельное соединение тиристоров ).

Цель изобретения - повышение надежности управления тиристорами и расширение области применения за счет постоянной мощности сигнала управления независимо от числа управ ляемых тиристоров. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для управления последовательно соединенными тиристорами, содержащем емкостной делитель напряжения, подключенный параллельно тиристорам, трансформато ры, первичные обмотки которых включены в цепь емкостного делителя напряжения, а выводы вторичных обмото соединены с катодами и управляющими электродами соответствующих тиристо ров, каждый из остальных управляемы тиристоров шунтирован первым резист ром и первой последовательной RC-це почкой, а его управляющий электрод через второй резистор подключен к точке соединения первых выводов конденсатора и дросселя, вторые выводы которых соединены соответствен но с анодом и катодом тиристора, причем параллельно одной из частей делителя напряжения, в которой .вторая последовательная RC-цепочка шунтирована третьим резистором,подключен дополнительный тиристор,управляющий- электрод и катод которого соединены соответственно с шиной управления и общей шиной, а анод подключен к точке соединения третье го резистора и конденсатора последо вательной RC-цепочки части емкостно го делителя напряжения. На чертеже приведена схема предлагаемого устройства, иллюстрирующа управление двумя параллельными ветвями 1 последовательно соединенных .тиристоров 2. Аноды тиристоров 2 соединены со свбими управляющими электродами через конденсаторы 3 с ограничивающими резисторами k. Тиристоры 2 шун тированы резистором 5 и RC-цепью 6.

Параллельно участку управляющий электрод-катод тиристоров 2с резистором k подключен дроссель 7. Конденсаторы 8 образуют делитель 9

напряжения. Последовательно с конденсаторами 8 в цепь делителя 9 напряжения включены ограничительные резисторы 10 и датчики 11 тока. В качестве датчика 11 тока может быть

использован трансформатор со вторичной обмоткой 12. Выход датчика (вторичная обмотка 12 трансформатора ) соединен с управляющим электродом одного или нескольких тиристоров 2. Часть 13 емкостного делителя 9 зашунтирована тиристором 14, управляющий электрод которого подключен к шине управления. Параллельно конденсаторам 8 подключены резисто ры 15. Устройство работает следующим образом. Конденсаторы 3, 8 также как и конденсаторы RC-цепей 6 заряжаются при подаче анодного напряжения. Распределяется напряжение на них пропорционально сопротивлениям соответствующих цепей деления, т.е. резисторЬв 5,15- RC-цепи 6 делят переменное напряжение по тиристорам 2. На тиристор k подается сигнал от внешнего источника сигналов управления. Тиристор 14 открывается и через него разряжается конденсатор 8 части 13 делителя 9- Это вызывает перераспределение напряжения между остальными конденсаторами 8 делителя 9. При этом через эти конденсаторы 8, а значит и через датчики тока 11 проходит заряд ный ток конденсаторов 8, вызванный пер.ераспределением напряжения. Величина этого тока определяется величи-i ной напряжения на тиристоре 14 перед его включением и полным сопротивлением незашунтированной части делителя 9- В результате маломощный сигнал на управляющем электроде тиристора 14 преобразуется в более мощный импульс тока через датчики тока 11, выходной ток которых используется для запуска одного или нескольких тиристоров 2. Причем датчики 11 тока могут быть включены в цепь делителя 9 в зависимости от расположения управ-, ляемых ими тиристоров 2 на любом, практически, потенциале. Через тиристоры 2, включенные, сигналом управления с выхода датчиков 5 11 тока, разряжаются конденсаторы подключенных к ним RC-цепей 6. Про исходит перераспределение напряжения между остальными тиристорами 2, вследствие которого узеличиваечтся напряжение на конденсаторах 3 в цеп управления этими тиристорами. Проте какмций при этом ток через включенны от датчика тока 11 тиристорь 2 и цепи управления остальных тиристоро 2 включает последние. Величина и крутизна этого тока зависит от напряжения на одном тиристоре 2, от количества тиристоров в последовательной цепи и от коли-чества тиристоров 2, включаемых СИ1- налом управления от датчиков 11 тока. Очевидно, что предлагаемое уст- ройство позволяет изменением количества включаемых от датчиков 11 тока тиристоров 2 влиять на величи ну и крутизну тока управления мощными тиристорными ключами на базе последовательного соединения тирис торов, повышая тем самым их надежность . Резисторы 4 и 10 являются ограничительными. Дроссель 2 шунтирует низкочастотные сигналы на участках управляющий электрод-катод тиристоров 2. Таким образом, устройство для управления последовательно соединенными тиристорами позволяет аналогично управлять параллельными вет вями 1 тиристоров 2 без увеличения мощности от источника сигналов упра вления. В качестве датчиков 11 тока может быть использован импульсный трансформатор, переход управления тиристора 2, резистор и т.д. Тиристор 1 может быть заменен фототиристорам, электронной лампой, трансформатором и т.п. . Предлагаемое устройство управлени последовательно соединенными тиристо рами по сравнению с известным облада ет следукяцими преимуществами: повышается надежность управления тиристорами при большом их количестве в последовательном соединении; обеспечивается управление несколькими ветвями последовательно соединенных тиристоров без увеличения мощности ,требуемой от внешнего источника си1- налов управления. 9 Вследствие этого в предлагаемом устройстве появляется возможность повышения мощности тиристорных ключей одновременно за счет повышения их рабочего напряжения и коммутируемого тока, при этом не утрачиваются такие преимущества известного перед другими подобного назначения устройствами, как возможность подач-и сигнала из нее в одну точку и малая мощность этого сигнала. Формула изобретения Устройство для управления последовательно соединенными тиристорами, содержащее емкостной делитель напряжения, подключенный параллельно тиристорам, трансформаторы, первичные обмотки которых включены в цепь ем- костного делителя напряжения,- а выводы вторичных обмоток соединены с катодами и управляющими электродами соответствующих тиристоров,о т л и чающееся тем, что,с целью повышения надежности управления тиристорами и расширения области применения, каждый из остальных управляемых тиристоров шунтирован первым . резистором и первой последовательной RC-цепочкой, а его управляющий электрод V4epe3 второй резистор подключен к точке соединения первых выводов конденсатора и дросселя, вторые выводы которых соединены с анодом и катодом тиристора, причем параллельно одной из частей емкостного делителя напряжения, в котором вторая последовательная RC-цепочка шунтирована третьим резистором, подключен дополнительный тиристор, управляющий электрод и катод которого соединены соответственно с шиной управления и с общей шиной, а анод подклю чен к точке соединения третьего резистора и конденсатора последовательНой RC-цепочки части емкостного делителя напряжения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № ill3621, кл. Н ОЗ.К 17/)0, 1971. - 2. Авторское свидетельство СССР № 532175, кл. Н 03 К 17/72, 1973