Тиристорный управляемый ключ

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1823100 191 .БДии 3. я)5 Н 02 М 1/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН О ОСУДАРСТВЕН 1 ЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Харьковский институт инженеров железнодорожного транспорта им. С,М.Кирова(56) Булатов О.Г., Одынь С,В. Вентильные преобразователи на базе полностью управляемых тиристоров. Итоги науки и техники ВИНИТИ АН СССР, сер. Силовая преобразовательная техника, 1979, М 2, с.80, рис,40 в.Авторское свидетельство СССР % 1248005, кл. Н 02 М 3/335, 1986.(54) ТИРИСТОРНЫЙ УПРАВЛЯЕМЫЙ КЛЮЧ(57) Использование: электротехника. Сущность изобретения: анод силового тиристора 1 соединен с первым выводом коммутирующего управляемого ключа 2 и первым выводом коммутирующего накопительного конденсатора 3, соединенного с цепью 4 независимого заряда, второй вывод коммутирующего накопительного конденсатора соединен с анодом диода 10 цепи размагничивания 8 и первым выводом стабилитрона 9, второй вывод которого соединен с концом первичной обмотки 6 коммутирующего импульсного трансформатора 5, конец вторичной обмотки 7 которого соединен с началом первичной обмотки, вторым выводом коммутирующего управляемого ключа, катодом диода размагничивающей цепи и анодом диода 11, катод которого соединен с катодом силового тиристора и катодом диода,12. анод которого соединен с началом вторичной обмотки. 1 ил.Об= Оз - О 9 10 15 20 Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в преобразовательной технике, в автономных инверторах, преобразователях частоты, бесконтактных коммутаторах электрических цепей и т.п.Целью изобретения является повышение надежности работы тиристорного управляемого ключа., На чертеже представлена принципиальная электрическая схема тиристорного управляемого ключа.Тиристорный управляемый ключ содержит силовой тиристор 1, анод и катод которого использованы в качестве силовых выводов тиристорного управляемого ключа, а анод соединен с первым выводом коммутирующего управляемого ключа 2 и положительным выводом коммутирующего накопительного конденсатора 3, соединенного с цепью независимого заряда 4 коммутирующего накопительного конденсатора 3 и коммутирующий импульсный трансформатор 5, начало первичной обмотки 6 которого соединено с концом вторичной обмотки 7, вторым выводом коммутирующего управляемого ключа 2 и первым выводом цепи размагничивания 8, выполненной в виде стабилитрона 9 и диода 10, катод которого использован в качестве первого вывода цепи размагничивания 8, а анод соединен с первым выводом стабилитрона 9, второй вывод которого использован в качестве второго вывода цепи размагничивания 8, соединенного с концом первичной 6 обмотки коммутирующего импульсного трансформатора 5, начало вторичной обмотки которого соединено с анодом первого разделительного диода 11, анод второго разделительного диода 12 соединен с началом первичной обмотки 6 коммутирующего импульсного трансформатора 5, а отрицательный вывод коммутирующего накопительного конденсатора 3 соединен с первым выводом стабилитрона 9 цепи размагничивания 8,Тиристорный управляемый ключ работает следующим образом,В исходном состоянии силовой тири- стор 1 и коммутирующий управляемый ключ 2 выключены, коммутирующий накопительный конденсатор 3 заряжен до напряжения питания, В момент времени 11 включается силовой тиристор 1 и по нему протекает ток нагрузки. При необходимости выключить силовой тиристор 1 в момент времени тг включается коммутирующий управляемый ключ 2. Тогда коммутирующий накопительный конденсатор 3 разряжается по цепи;3 - 2-6 - 10 - 3. К первичной обмотке 6 импуль 25 30 35 40 45 50 55 сного трансформатора 5 прикладываетсянапряжение,На вторичной обмотке 7 импульсного трансформатора 5 индуцируется напряжение, которое через разделительный диод 11 прикладывается к силовому тиристору 1 в запирающем направлении и выключает его, Ток нагрузки переходит на цепь; 2-7-11 - нагрузка (на чертеже не показана). Длительность интервала коммутации определяется временем восстановления запирающих свойств силового тиристора 1 с учетом времени перевода тока на цепь коммутации и задается длительностью включенного состояния коммутирующего управляемого ключа 2 За интервал коммутации коммутирующий накопительный конденсатор 3 током равным току нагрузки, поделенному на коэффициент трансформации коммутирующего импульсного трансформатора 5, разряжается почти до нуля. В момент времени 1 з коммутирующий управляемый ключ 2 выключается, Напряжение на вторичной обмотке 7 исчезает, импульсный трансформатор 5 размагничивается при напряжении размагничивания равном падению напряжения на стабилитроне 9, а ток нагрузки переходит на цепь, 3-10-11 - нагрузка. Коммутирующий накопительный конденсатор 3 заряжается током нагрузки до напряжения источника питания, Наибольшая крутизна роста напряжения определяется наибольшим током нагрузки и рассчитывается исходя из значения максимально возможного тока нагрузки в конкретном изделии, Расчетное значение крутизны роста напряжения не должно превышать допустимого значения крутизны нарастания напряжения на анодах конкретно примененных полупроводниковых приборов. Величина емкости накопительного конденсатора 3 больше емкости конденсатора цепи защиты (в случае ее применения), поэтому применение накопительного конденсатора 3 для защиты полупроводниковых приборов от эффекта бой заведомо обеспечивает соблюдение приведенного выше условия. То обстоятельство. что коммутирующий накопительный конденсатор, подсоединенный через диоды параллельно силовому тиристору 1 и параллельно коммутирующему управляемому ключу 2, проявляет защитные свойства от1823100 Формула изобретения 30 Тиристорный управляемый ключ, содержащий силовой тиристор, анод и катод которого использованы в качестве силовых Составитель Н.ПэнэсенкоТехред М.Моргентал Корректор М.Куль Редактор Заказ 2185 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 перенапряжений и эффекта би/б 1 по отношению к обоим полупроводниковым приборам, исключает необходимость применятьспециальные защитные цепочки, т.е. упрощает конструкцию тиристорного управляемого ключа, улучшает его стоимостные,массогабаритные показатели, а также повышает экономичность, т,к. применение специальных защитных цепочек .сопровождается потерями энергии в их элементах. В момент времени 14 напряжение накоммутирующем конденсаторе 3 достигаетзначения напряжения источника питания.Энергия перенапряжений поглощаетсякоммутирующим накопительным конденсатором. В момент времени 15 силовой тиристор 1 снова включается и далее всепроцессы в схеме повторяются.Так кэк срок службы полупроводниковых приборов зависит от условий эксплуатации, то снижение амплитудыперенапряжений на аноде способствуетувеличению срока службы, а ограничениескорости нарастания анодного напряженияпредотвращает самопроизвольное включение тиристора, т,е. возникновение аварийного режима, что в конечном счете. свидетельствует об увеличении надежноститиристорного управляемого ключа,выводов тиристорного управляемого ключа, а анод соединен с первым выводом коммутирующего управляемого ключа и положительным выводом коммутирующего накопительного конденсатора.соединенного с цепью независимого заряда коммутирующего накопительного конденсатора, и коммутирующий импульсный трансформатор, начало первичной обмотки которого соединено с концом вторичной обмотки, вторым выводом коммутирующего управляемого ключа и первым выводом цепи размагничивания, выполненной в виде стабилитрона и диода, катод которого использован в качестве первого вывода цепи размагничивания, а анод соединен с первым выводом стабилитрона, второй вывод которого использован в качестве второго вывода цепи размагничивания, соединенного с концом первичной обмотки коммутирующего импульсного трансформатора, начало вторичной обмотки которого соединено с анодом первого разделительного диода, катод которого соединен с катодом силового тиристора и катодом второго разделительного диода, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности в работе, анод второго разделительного диода соединен с началом первичной обмотки коммутирующего импульсного трансформатора, а отрицательный вывод коммутирующего накопительного конденсатора соединен с первым выводом стабилитрона цепи размагничивания.