Устройство для фазового управления тиристором

О П И С Д Н И Е 44 О 75 ОИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических РеспубликГосударственный комитет Совета Министров СССР 32) ПриоритетОпубликовано 25,08,74 53) УДК 621.373летень3 ао лелам изобретений и аткры ата опубликования описания 15.04.7(71) Заявитель В. П. Дьяконов и С. И. Зиенкооленский филиал Московского ордена Ленина энергетическогоинститута(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРОМИзобретение относится к преобразовательной технике и может использоваться в схемахуправления выпрямителями на тиристорах, вустройствах фазового регулирования переменного напряжения и т. д,5Известны устройства для фазового управления тиристором, имеющим нагрузку в цепианода, содержащие релаксационный генераторна лавинном транзисторе с зарядным резистором. Однако их схема фазового управления 10принципиально не обеспечивает изменение угла регулирования от О до 180 эл. град,Амплитуда импульса управления зависит отугла ,регулирования: максимальна при углерегулирования 90 и уменьшается при других 15углах. Изменение амплитуды импульсов может повлечь за собой сбой в работе тиристорного блока. Трансформатор имеет сложнуюконструкцию, большой вес, габариты и стоимость, практически не возможен в интегральном исполнении. Управление фазовым сдвигом в известной схеме осуществляется большим током, намагничивающим сердечниктрансформатора,. поэтому усложняется и остальная часть схемы управления. 25Предлагаемое устройство отличается тем,что в цепь эмиттера лавинного транзисторавключены последовательно диод в непроводящем направлении и конденсатор, общая точка которых подключена через резистор к ис точнику управляющего напряжения и через другой резистор и дополнительный диод в проводящем направлении - к источнику переменного напряжения, причем к аноду этого дополнительного диода подключен зарядный резистор релаксационного генератора.Это позволяет расширить пределы регулирования, уменьшить мощность управления, увсличить амплитуду и крутизну фронтов управляющих импульсов.На фиг, 1 дана электрическая схема. предлагаемого устройства; Aа фиг, 2 - кривые, характеризующие состояние лавинного транзистора; па фиг. За, б, в, г - временные диаграммы работы устройства.Коллектор транзистора 1 с резистором 2 в базе через зарядный резистор 3 и диод 4 подключен к источнику переменного напряжения 5. Накопительный конденсатор 6 одним концом подключен к коллектору транзистора 1, а другим - к управляющему электроду тиристора 7, параллельно управляющему электро ду последнего подключен шунтирующий резистор 8, В цепь эмиттера транзистора через диод 9, предохраняющий эмиттерный переход ог пробоя, включен конденсатор 10. К общей точке диода 9 и конденсатора 10 подсоединены через зарядный резистор 11 и диод 4 источник 5 питания и через другой зарядный резистор 12 источник 13 управляющего напря45 50 55 60 3жения. Нагрузочное сопротивление 14 включено в цепь анода тиристора 7,Когда напряжение источника 5 питания становится отрицательным, а транзистор 1 закрыт, накопительный конденсатор 6 заряжается от источника 5 питания по цепи: диод 4 - зарядный резистор 3 - шунтирующий резистор 8 (см, фиг, Зв). Заряжается также и конденсатор 10 по цепи: источник 5 питания - диод 4 - зарядный, резистор 11, и от источника положительного управляющего напряжения 13 через резистор 12 (см. фиг. Зб). Заряд конденсатора 6 прекращается в момент времени И=с 1 так как диод 4 оказывается закрытым, поскольку напряжение на конденсаторе б становится больше напряжения источника 5 питания, Запертое состояние лавинного транзистора 1 обеспечивается соответствующим выбором исходной рабочей точки транзистора на участке вольтамперной характеристики с большим положительным сопротивлением (см. фиг. 2, точка в положении 1), При этом на лавинном транзисторе падает напряжение равное величине У близкой к напряжениюФвключения Ор, Запирающее напряжение на базе лавинного транзистора создается отрицательным напряжением, конденсатора 10 (см, фиг. Зб). Это напряжение возникает при соответствующем выборе резисторов 11 и 12 и напряжений истачников 5 и 13 питания, Диод 9 при этом прегохоаняет эмиттерный переход от пробоя. С момента времени со 1=оА конденсатор 10 начинает перезаряжаться, стремясь к величине положительного управляющего источника 13. Разряжается также конденсатор б. Но постоянная времени разряда конденсатора, примерно равная (Ли+Рз) Св, выбирается намного больше постоянной конденсатора 10, равной примерно Яд, Сщ, поэтому спад напряжения на конденсаторе б будет незначительным до самого момента включения транзистора в момент времени о 1 (см. фиг. Зв).При в 1)л диод 4 препятствует прохождению положительной полуволны напряжения источника 5 питания, поэтому процессы в схеме происходят независимо от цепи источника 5 питания. В момент времени о 1 напряжение на конденсаторе 10 становится равным напряжению отпирания У, транзистора 1, вольтамперная характеристика лавинного транзистора 1 сворачивается и рабочая точка перемещается из положения 1 в положение 11 (см. фиг. 2), характеризующееся отрицательным сопротивлением. Лавинный транзистор включается, его сопротивление резко падает и накопительный конденсатор 6 разряжается через открытый транзистор на конденсатор 10 и параллельно включенные шунтирующий резистор 8 и управляющий электрод тиристора,5 15 го 25 зо 35 40 Тиристор включается и к сопротивлению 14 нагрузки прикладывается напряжение источника 5 питания (см. фиг. Зг). Разряд конденсатора 6 происходит до тех пор, пока напря. жение на нем не станет, равным остаточному падению напряжения з на лавинном транзисторе 1, после чего транзистор 1 выключается,При разряде конденсатора 6 напряжение на конденсаторе 10 становится отрицательным и конденсатор 10 под действием источника 13 управляющего напряжения снова начинает перезаряжаться, стремясь к величине напряжения этого источника К При этом транзистор может включаться вновь и конденсатор 6 разряжается на управляющий электрод тиристора и шунтирующий резистор 8. Но тиристор 7 уже включился, поэтому наличие последующего импульса не имеет значения.С момента И)2 л начинается заряд конденсатора 6 и конденсатора 10. Ввиду того, что напряжение на конденсаторе 10 становится от рицательным, это напряжение запирает эмиттерный переход, тем самым обеспечивая запертое состояние транзистора 1 и расположение исходной рабочей точки в положении 1 (фиг. 2) вольтамперной характеристики транзистора.Конденсатор 6 заряжается до величины напряжения Уо.Далее процессы в схеме происходят аналогично.Таким образом, включение тиристора 7 возможно во всем диапазоне О 1=л - 2 д, для этого необходимо изменять величину управляющего напряжения 13 (У). С увеличением У, точка перейдет из положения А в положение Б (см. фиг. Зб), т. е. изменится угол включения от значения а до а,Предмет изобретения Устройство для фазового управления тиристором, имеющим нагрузку в цепи анода, со. держащее релаксационный генератор на лавинном транзисторе с зарядным резистором, отличающееся тем, что, с целью расширения пределов регулирования, уменьшения мощности управления и увеличения амплитуды и крутизны фронтов управляющих импульсов, в цепь эмиттера лавинного транзистора включены последовательно диод в непроводящем направлении и конденсатор, общая точка которых подключена через резистор к источнику управляющего напряжения и через другой резистор и дополнительный диод в проводящем направлении - к источнику переменного напряжения, причем к аноду этого дополнительного диода подключен зарядный резистор релаксационного генератора,446750 оставнтель Ю. Баева Техред Т. Курилко Корректор О, Тюрин едактор Н. нилович Заказ 933/18ЦН одписное ов С Типография, пр. Сапунова,Изд.199 ПИ Государственного по делам изо Москва, Ж, Тираж 740комитета Совета Миниретений и открытийРаушская наб., д. 4/5