Устройство для управления силовым ключем

(5)5 Н ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпо изОБРетениям и ОткРытиПРИ ГКНТ СССР Е ИЗОБРЕТ ЕТЕЛЬС ВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СИОМ(54) УСТРОЙСТ ЛОВЫМ КЛЮЧ (57) Изобретени тельной техник для управлени транзисторами лей напряжени ется повышен устройства, Це мирования для ным Ключом 4 подаваемых с г щий вход ключ воздушный тра, Мт 33й научно-исследовательонструкторский и технолоинститут силовыхых устройствА.А. Криса н, Е.В. Н осов,В.П,Танаевский088.8)идетельство СССР01 М 1/08, 1971,идетельство СССР2 М 1/08, 1979. е относится к преобразоваи может быть использовано силовыми тиристорами и статических преобразовате. Целью изобретения являе КПД и быстродействия ь достигается эа счет форуправления вспомогатель- высокочастотных сигналов, енератора 10 на управляю- а 4 через разделительный нсформатор 11, 1 ил,ОПИСАНК АВТОРСКОМИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления силовыми тиристорами и транзисторами управляемых выпрямителей, автономных инверторов и других преобразователей устройств,Цель изобретения - повышение быстродействия и КПД.На чертеже изображена схема устройства управления силовым ключом.Устройство для управления силовым ключом 1 содержит источник 2 переменного напряжения прямоугольной формы, выполненный,например, в виде генератора Ройера, источник 3 управляющего сигнала, первый транзисторный ключ 4 и трансформатор 5, вторичная обмотка которого подключена к мостовому выпрямителю 6, первая клемма которого подключена к общей точке соединения первого резистора 7 и первого конденсатора 8, другой вывод первого конденсатора 8 подсоединен к средней точке вторичной обмотки трансформатора 5 и является первым выводом устройства, а другой вывод первого резистора 7 подключен к одному иэ выводов второго резистора 9 и является вторым выходным выводом устройства, высокочастотный генератор 10, воздушный трансформатор 11, второй транзисторный ключ 12, второй конденсатор 13, третий 14 и четвертый 15 резисторы, При этом коллекторы первого 4 и второго 12 транзисторных ключей соединены вместе и подключены к второй клемме мостового выпрямителя 6 и одному из выводов второго конденсатора 13, подключенного вторым своим выводом к средней точке вторичной обмотки трансформатора 5. общая точка соединения третьего 14 и четвертого 15 резисторов подключена к базе первого транзисторного ключа 4, соединенного эмиттером с вторым выводом второго резистора 9, другой вывод третьего резистора 14 подсоединен к первой клемме мостового выпрямителя 6, другой вывод четвертого резистора 15 - к эмиттеру второго транзисторного ключа 12, параллельно оазе и эмиттеру которого подсоединена вторичная обмотка воздушного трансформатора 11, в котором первичная обмотка подключена к выходу высокочастотного генератора 10, связанного своим входом с выходом источника 3 управляющего сигнала, а выход источника 2 переменного напряжения прямоугольной формы соединен непосредственно с первичной обмоткой трансформатора 5,Устройство работает следующим обраэом.10 15 35 тромагнитных помех на линии связи к силовому 40 20 25 30 45 50 55 Поступающее с выхода источника 2 переменное напряжение прямоугольной формы посредством трансформатора 5 развязывается гальванически от цепей управления и посредством мостового выпрямителя 6 и фильтровых конденсаторов 13 и 8 выпрямляется и сглаживается жо постоянных уровней напряжения положительной иотрицательной полярностей,Рассмотрим режим работы устройства, которому на выходе источника управляющего сигнала 3 соответствует нулевой сигнал,При поступлении данного нулевого сигнала на входы высокочастотного генератора 10 в последнем отсутствует генерация частоты (т.е, в предложенной в качестве варианта выполнения схеме высокочастотного генератора данное напряжение используется для питания генератора; в других возможных схемах генераторов нулевой сигнал блокирует генерацию его выходной частоты), При этом отсутствует сигнал на вторичной обмотке воздушного трансформатора 11, закрыты второй 12 и первый 4 транзисторные ключи, через управляющий переход силового ключа 1 (выполненного в виде тиристора) протекает от отрицательной клеммы мостового выпрямителя, через резистор 7 - отрицательный ток управления, Наличие отрицательного токового смещения в управляющем переходе силового ключа обеспечивает его надежное закрытое состояние независимо от действия внешних элекключу (от действия соседних коммутаций в многофаэной силовой схеме преобразовательного устройства),В другом режиме работы устройства при формировании на выходе источника 3 управляющего сигнала положительной полярности получает питание высокочастотный генератор 10, Выходное синусоидальное напряжение генератора 10 прикладывается к первичной обмотке трансформатора 11, выполненного, например, в виде одного проводного витка. Воздушный трансформатор 11 может быть выполнен также в виде печатного трансформатора, Наводимое во вторичной обмотке трансформатора 11 переменное (гальванически развязанное от цепей управления) напряжение высокой частоты прикладывается к баэо-эмиттерному переходу второго транзисторного ключа 12, вызывая пульсирующее протекание коллекторного тока в указанном транзисторе, При этом от положительной клеммы мостового выпрямителя 6 через открывающийся (с частотой генератора 10) транзисторный ключ 12 и резистор 15 в базу первого транзисторного1684874 Формула изобретения Составитель А.КиселевРедактор Л.Пчолинская Техред М.Моргентал Корректор М.Пожо Заказ 3512 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ключа 4 поступают положительные пульсытока управления (превышающие по величине ток обратного смещения от отрицательной клеммы выпрямителя б через резистор14), вследствие чего транзисторный ключ 4 5открывается,Благодаря действию собственной емкости входа (бгзо-эмиттерного перехода)транзисторного ключа 4 высокочастотныепульсы базовд 1 тока управления эффективно сглаживаются и транзисторный ключ 4остается непрерывно в устойчиво включенном состоянии на время генерации частотыгенератором 10.В управляющий переход силового ключа 1 от положительной клеммы мостовоговыпрямителя б через открытый транзисторный ключ 4 и резистор 9 поступает положительный ток управления, протекающий втечение всего времени наличия положительного сигнала на выходе источника 3; обеспечивается включение силового ключа 1,25Устройство для управления силовым ключом, содержащее управляемый ключ и источник переменного напряжения прямоугольной формы, трансформатор, средний вывод вторичной обмотки которого исполь эован в качестве первого выходного вывода устройства и соединен с первым выводом первого конденсатора, второй вывод которого соединен с первым выводом первого резистора, второй вывод которого исполь зован в качестве второго выходного вывода устройства и связан с первым выходом мостового выпрямителя, входы которого соединены с крайними точками вторичной обмотки трансформатора, и второй резистор, первый вывод которого соединен с вторым выводом первого резистора, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД и быстродействия устройства, в него введены высокочастотный генератор, воздушный трансформатор, транзисторный ключ, второй конденсатор и третий и четвертый резисторы, причем выход источника переменного напряжения связан с первичной обмоткой трансформатора непосредственно, а управляемый ключ выполнен в виде транзистора, эмиттер которого соединен с вторым выводом второго резистора, база - с первым выводом третьего резистора, а коллектор - с коллектором транзисторного ключа, вторым выходом мостового выпрямителя и первым выводом второго конденсатора, второй вывод которого соединен с первым выводом первого конденсатора, второй вывод которого соединен с вторым выводом третьего резистора, первый вывод которого соединен с первым выводом четвертог 6 резистора, второй вывод которого соединен с первым выводом вторичной обмотки воздушного трансформатора и эмиттером транзисторного ключа, база которого соединена с вторым выводом вторичной обмотки воздушного трансформатора, первичная обмотка которого соединена с выходом высокочастотного генератора, вход которого предназначен для подключения к источнику управляющего сигнала.