Неполностью управляемое вентильное устройство

СОКОВ СЭВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Й 1 2 М 1/08,7/515 ИЗО ЕТЕНИ ЛЕТЕЛ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССРОПИСАНИЕК АВТОРСКОМУ СВИ(21) 4822707/07 (22) 03,05.90 (46) 30.10.92. Бю (71) Научно-про им. Коминтерна (72) Г.А,Соловь нов и И.М.Ники (56) Дмитриков Высокоэффекти нических коде 1988, с, 35, рис (54) НЕПОЛНОС ТИЛЬНОЕ УСТР л.%40изводственное обьединен в, И,И,Егорин, Ю.Ф,СмирфсроваВ.ФПетящин Н.Б. и др, вные формирователи гармоаний. М.: Радио и связь, 2.26.ТЬЮ УПРАВЛЯЕМОЕ ВЕН- ОЙСТВО(57) Использование: управление тиристором в преобразующих устройствах. Сущность изобретения: в цепи, содержащей силовой тиристор 1 с параллельно подключенной к нему ЯС-цепочкой 2, 3, и обкладкам конденсатора 3 через вспомогательный тиристор 7 подключена первичная обмотка импульсного трансформатора 8, вторичная обмотка которого связана с управляющим входом силового тиристора 1. Благодаря использованию энергии конденсатора 3 снижается установленная мощность вспомогатель .ого источника питания 6. 2 ил.Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для использования в усилителях мас 4 насти преобразовательных устройств.Известны транзисторные вентильные устройства, Однако, укаэанные вентильные устройства имеют недостаток - ограниченную коммутируемую мощность (да сотен Вт).Наиболее близким по технической сущности является неполностью управляемое вентильное устройство, которое принятое за прототип.Указанное вентильнае устройство содержит мощный ключевой управляемый вентиль, параллельна которому подключена защитная цепь из последовательно соединенных резистора и конденсатора. Как известно, ключевые управллемые вентили, например, тиристоры или тиратроны, шунтируютсл защитными ВС-цепями с целью ограничения скорости нарастания напряжения на них при запирании и для устранения колебательного процесса при установлении на них напрлженил (ввиду наличия паразит-, ных емкостей между анодом и катодом вентиля). Однако, использование защитных демпфирующих) цепей имеет свои недостатки:- снижается эффективность использования вентиля по току, так как при открывании вентиля через него кроме тока нагрузки протекает импульс тока разряда демпфирующего конденсатора;- снижается КПД вентильнаго устройства, так как часть коммутируемой энергии источника запасается в емкости демпфирующего конденсатора при закрытом состоянии вентилл и затем рассеивается в резистаредемпфера при открывании вентиля. Мощность потерь в демпфере вентиль- ного устройства при переключении определяетсл:Р = СЧп) Рпер2 где С -"емкость демпфера;Чп) - амплитуда прямого напряжения на вентильном устройстве; в практике, например, в резонансных преобразователях = (2,5-3) Ео,Ео - коммутируемое напряжение;эссер-частота переключения вентильного устройства.Потери в демпфере могут составлять значительную часть коммутируемой мощности:Р % 0 - 200 = (525 - 900 ) -- ,Р се,гР комм9 О где Ркомм - коммутируемая мощность;1 о - среднее значение коммутируемоготока.Например, при использовании тиратрона ТГИ 1-3000/30 для коммутации электрической цепи с параметрами: Ео = 6 кБ, о = 3 А, Гпер = 2 кГц и при емкости демпфера С = 2300 пФ (обычно используемой в импульсных водородных тиратранах):Р, д =(625-900)к2300, 10 - 2, 6, 10 з, 2Х3=(5 - 8) %Целью иэабратессил являетсл повышение КПД неполностью управллемага вентильного устройства, путем уменьшения мощности, потребляемой от вспомогательного источника питания.Указанная цель достигается тем, что неполностью управляемое вентильнае устройство, содержащее основной вентиль, 5 зашунтираванный защитной ЕС-цепочкой,последовательно соединенные информационный узел с вспомогательным источником питания и формирователь управляющих импульсов, имеет упомянутый формирователь управляющих импульсов, выполненный в аиде вспослагательнага вентиля, через первичную обмотку введенного трансформатора подключенного к обкладкам конденсатора указанной КС-цепочки, вторичная обмотка введенного трансформатора через введенный резистор подкл)олена к управляющему входу основного вентиля, а управляющий вход вспомогательного вентиля образует управляющий вход формирователя управляющих импульсов.Эта обеспечивает снижение мощностивспомогательного источника, а следовательно, повышение КПД устройства, так как питание формирователя управляющих. импульсов осуществляется энергией, запасенной в конденсаторе демпфера; и рассеиваемой на тепло в устройстве-прототипе. Например, при использовании в качестве основного вентиля тиристора ТЧс 0 минимально допустимым током управления1 упр осп. = 5 А, а в качестве вспомогательного вентиля - тиристара КУ 221 с минимальным током управления 1 упр есп. = 0,1 А и пологая КПД информационного узла и фарглировэтеля управлясащих импульсов равными 80 ОО, мощность на выходе вспомогательного источника питания определяется:для предлагаемого устройстварр вспп рГп рР аявсв 1 ппаппп р0,15410 ва 00,025(В 1)для устройства-прототипа:.Япр.осн Еп ф 5 пр Гоар всп 2 впр п 4 рр00254 5.5 4 0 .04 п 0025 а 4.25 Ьт 0.5 где Ео. - напряжение вспомогательного источника, принимаемое равным 5 В;1 упр - длительность импульса управления, принимаем =4 мкс.Иэ рассмотренного примера видно, что использование предлагаемого устройства позволяет в несколько десятков раэ уменьшить. мощность вспомогательного источника питания, что имеет важное значение при большом количестве вентильных устройств, (например, при соединении тиристоров в высоковольтные "столбы" ),На фиг. 1 приведена структурная схема неполностью управляемого вентильного устройства; на фиг. 2 приведена схема предлагаемого устройства.Неполностью управляемое вентильное устройство содержит основной вентиль 1, зашунтированный защитной цепочкой из резистора 2 и конденсатора 3, а также последовательно соединенные информационный узел 4 и формирователь управляющих импульсов 5, вспомогательный источник питания 6. Формирователь управляющих импульсов 5 предлагаемого вентильного устройства выполнен в виде вспомогательного вентиля 7, через первичную обмотку трансформатора 8 подключенного к обкладкам конденсатора 3 защитной цепочки, вторичная обмотка трансформатора 8 через резистор 9 подключена к управляющему входу основного вентиля 1, а управляющий вход вспомогательного в" тиля 7 зб .з: ;-, управляющий вход формирователя , првляющих импульсов 5,Предлагаемое устройство работает сле дующим образом.При поступлении с информационногоузла 4 управляю.цего импульса на вспомогательный тирис,ор 7 происходит отпирание последнего и конденсатор 3 защитной це почки вентиля 1 разряжается через вентиль7 и первичную обмотку трансформатора 8, при этом возникасощий во вторичной обмотке трансформа гора 8 импульс тока поступает через резистор 9 на управляющий 15 электрод основного вентиля 1 и открываетего. По окончании импульса тока через основной вентиль 1 происходит его запирание и затем медленное нарастание напряжений на вентиле 1, конденса горе 3 и вспомога тельном вентиле 7. Ф о р мул а и э о бр ете н ия Неполностью управляемое вентильноеустройство, содержащее основной вентиль, 25 зашунтированный защитной ВС-цепочкой,последовательно соединенные информационный узел со вспомогательным источником питания и формирователь управляющих ир;пульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с 30 целью повышения КПД за счет снижениямощности вспомогательного источника питания, упомянутый формирователь управляющих импульсов выполнен в виде вспомогательного вентиля, через первич ную обмотку введенного трансформатораподключенного к обкладкам конденсатора указанной ВС-цепочки, вторичная обмотка введенного трансформатора через введенный резистор подключена к управляющему 40 входу основного вентиля, а управляющийвход вспомогательного вентиля образует управляющий вход упомянутого формирователя управляющих импульсов.1772876 М.Ревска дак Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 аказ 3850 ВНИИПИ оставитель Г,Соловьевехред М.Моргентал Кор Тираж Подписноедарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж; Раушская наб., 4/5