Тиристорный управляемый ключ

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 30602 СГУБ/ 02 М 1/О СУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНДОМСТВО СССР СПАТЕНТ СССР) САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСКОМУ ТЕЛЬСТВУ ЫЙ УПРАВЛЯЕМЫЙ(57) Сущность изобретения тиристора соединен с перв денсаторэ и первым вывод ключа, второй вывод кото первым выводом накопител тора и анодом диода, катод нен с первым выводом д вывод которого соединен с конденсатора и анодом ди рого соединен с катодом с ра и вторым выводом н конденсатора. 1 ил. вого консатора 5 и диода 6, дроссель 7 и диод 8, анод которого соединен со вторым выводом накопительного конденсатора 3, а катод - с первым выводом дросселя 7, второй вывод а которого соединен с первым выводом кон- Ор денсатора 5 и анодом диода 6 цепи защиты 4, катод которого соединен с катодом силового тиристора 1, использованного в качестве второго силового вывода тиристорногог управляемого ключа, причем, анод силового тиристора 1 соединен со вторым выводом,Я конденсатора 5 цепи защиты 4,Тиристорный управляемый ключ работает следующим образом.В исходном состоянии тиристор 1 и управляемый ключ 2 закрыты, конденсатор 3 заряжен до напряжения, достаточного для проведения коммутации, конденсатор 5 цепи защиты 4 заряжен до напряжения питания, В момент времени т 1 в соответсвиии с алгоритмом работы тиристорного управляемого ключа открывается тиристор 1. Конденавле ма т жит с поль выво 2 сое смого нен с кОндЕ едине цепь 3(71) Харьковский институт инженеров железнодорожногоо транс порта им, С, М. Кирова(56) Гончарова Ю,П. Автономные инверторы, Кишенев, Штиннца, 1974, с. 96, рис. 41 г.Чебовский О.Г. и др, Силовые полупроводниковые приборы. Справочник. М.,Знергоатомиздат, 1985, с, 81, рис. 4.17.Драйман К., Бецольд К,-Х, Запираемыйтиристор - новый конструктивный элементтяговых преобразователей. Железные дороги мира, 1988, М 3, с, 19-24, рис, 4,Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в преобразовательной технике: автономных инверторах, преобразователях частоты, бесконтактных коммутаторах электрических цепей и т,п.Целью изобретения является повыщение экономичности и расширение функциональных возможностей тиристорного управляемого ключа,На чертеже предст на принципиальная электрическая схе иристорного управляемого ключа,Тиристорный управляемый ключ содериловой тиристор 1, анод которого исзован в качестве первого силового да, тиристорного управляемого ключа диненного с первым выводом управляключа, второй вывод которого соедипервым выводом накопительногонсатора 3, второй вывод которого сон с катодом силового тиристора 1, и ащиты 4, выполненную в виде конден: анод сило ым выводом ом управляемого рого соединен с ьного конденсакоторого соедиросселя, второй вторым выводом ода, катод котоилового тиристо- акопительногосатор 5 цепи защиты 4 разряжается в контуре 5-1-3-8-7-5. указанный контур содержит емкость 5 и емкость 3, а также дроссель 7, что определяет характер протекания процесса разряда. Так как емкости 5 и 3 соединены последовательно, то в контуое действует эквивалентная емкостьС 5 СзСэкэ 1 - С + СРезультатом взаимодействия эквивалентной емкости контура и дросселя 7 является колебательный разряд ее до нуля за половину периодаТ 1- =;йч7 Сэкэ 12Таким образом, в момент времени 1 г, когда 11 -ь =-Т 1/2, напряжение на конденсаторе 5 становится равным напряжению на конденсаторе 3, а ток в дросселе 7 достигает максимального значения. В этот же момент времени структура схемы изменяется: открывается диод 6, который был закрыт напряжением конденсатора 5, Поэтому ток дросселя 7 продолжает протекать, но уже в другом контуре, а именно: 7-6-3-8-7. Характер процесса также колебательный и через половину периода- = л/Г 7 СзТг2в момент времени 1 з, когда г - сз - Тг/2 становится равным нулю, диоды 6 и 8 закрываются.Из изложенного видно, что энергия конденсатора 5, определяемая выражением,4 - О 3 2 через дроссель передается в накопительный конденсатор 3.В момент времени 1 у в соответствии с алгоритмом работы тиристорного управляемого ключа открывается управляемый ключ 2. К тиристору 1 прикладывается напряжение накопительного конденсатора 3 и ток тиристора 1 переходит на цепь коммутации. Тиристор 1 выключается, Через интервал времени, длительность которого не меньше времени восстановления тиристора 1 в прямом направлении цуправляемый ключ 2 выключается. Ток переходит на цепь защиты 4 и конденсатор 5 заряжается от источника питания током нагрузки. Емкость конденсатора 5 выбрана такой, чтобы гемп роста напряжения на нем при максимальном токе нагрузки не превышал допустимого для полупроводниковых приборов, 5 используемых в схеме тиристорного управляемого ключа. За интервал времени 15-16 конденсатор 5 заояжается от напряжения, численно равного напряжению на конденсаторе 3 в предкоммутационный момент 10 времени, до напряжения источника питания. В таком состоянии схема ожидает следующего включения тиристора 1, которое произойдет в момент времени 17, а в интервале 16-17 происходит доэаряд накопитель ного конденсатора 3 до напряжения,достаточного для проведения очередной коммутации, Доэаряд осуществляется от специального устройства доэаряда, схема и работа которого к сущности заявляемого20технического решения не имеют и поэтому здесь не рассматриваются. Однако поскольку накопительный конденсатор 3 дополнительно получает энергию от конденсатора 5 цепи защиты 4, то установленная мощность25устройства доэаряда может быть сниженана величинуЬР = 31130 Поскольку конденсатор 5 цепи защиты4 соединен с анодами полупроводниковыхприборов непосредственно, с катодом тиристора 1 через диод 6, а с катодом управляемого ключа 2 - через диод 6 и35 накопительный конденсатор 3, то темп нарастания напряжения на нем определяет итемп нарастания напряжения на анодахобоих полупроводниковых приборов, Следовательно, конденсатор 5 цепи защиты 440 приобрел способность защищать от эффекта бо/бт сразу оба полупроводниковых прибора тиристорного управляемого ключа.Напряжение на аноде тиристора 1 изменяется от нуля при открытом управляемом45 ключе 2 до Осз при выключении управляемого ключа 2 скачком, а затем плавно до Осздо Од в процессе заряда конденсатора 5,Напряжение.на аноде управляемого ключа2 изменяется от нуля при его открытом со 50 стоянии до -Осз при его выключении, азатем плавно возрастает до значения(Оа - Осз).Так как напряжение на конденсаторе 3невелико-(16-25 В), то скачкообразное при 55 ложение его к тиристору 1 эффекта бо/01 невызывает,В момент времени 17 происходит включение тиристора 1 в соответствии с алгоритмом работы тиристорного управляемого1830602 Составитель А. ВолковТехред М.Моргентал Корректор Г Кос Редактор А. Егорова Заказ 2526 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 и далее все описанные процессы в его схеме повторяются.Ф ор мул а и зоб ре те н ия Тиристорный управляемый ключ; содержащий силовой тиристор, анод которого использован в качестве первого силового вывода тиристорного управляемого ключа, соединенного с первым выводом управляемого ключа, второй вывод которого соединен с первым выводом накопительного конденсатора. второй вывод которого соединен с катодом силового тиристора, и цепь защиты, выполненную в виде конденсатора и диода, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения экономичности и расширения функциональных возможностей, введены дроссель и дополнительный диод, анод которого соединен с вторым выводом 5 накопительного конденсатора, а катод - спервым выводом дросселя. второй вывод которого соединен с первым выводом конденсатора и анодом диода цепи защиты, катод которого соединен с катодом силово го тиристора, использовйнкого в качествевторого силового вывода тиристорного управляемого ключа, причем, анод силового тиристора соединен с вторым выводом конденсатора защитной цепи.