Устройство для управления электронно-лучевым вентилем

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоаетсинкСоцнапнстнчесникРеспублик о 1)884069(56)М. Кл. Н 02 Р 13/16 Веуаарстааивй квинтет СССР ае делан иаебретени 11 и етернткй(53) УДК 621.316. ,727 (088.8) Опубликовано 23.11,81, Бюллетень М 43 Дата опубликования описания 23,11,81 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕ ЛЕКТРОННО ЛУЧЕВЫМ ВЕНТИЛЕ из глав- последоИзобретение относится к электротехнике, в частности к быстродействующим выключателям постоянного тока модуляторам и высокочастотным инверт рам напряжения.Известно устройство для управления электронным вентилем, содержащее источник питания, основной ламповый ключ и источник отрицательного смещения, включенный последовательно с шунтирующим ламповым ключом 11 .Недостатком данного устройства яв ляется .низкая скорость переключения электронного вентиля, из-за влияния сравнительно больших проходных емкостей и внутренних сопротивлений ламповых ключей, а также из-за отсутствия возможности форсирования переход ных процессов., Наличие ламповых ключей снижает также надежность устройства.Известен тиристорный выключатель постоянного тока, йного тиристора, вк о вательно с источником, отключающеготиристора, соединенного последовательно с дросселем и гасящим конденсатором, а параллельно конденсатору подключцны последовательно соединенные вспомогательный тиристор и дополнительный дроссель 21.Недостатком устройства является большое время отключения нагрузки из-за наличия дросселя в шунтирующей цепи и большое время подготовки к повторному включению.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату, к изобретению является устройство для управления электронно-лучевым вентилем, содержащее источник питания, подклю" ченный к катоду вентиля и ко входу токоограничивающего блока, тиристор, зашунтированный встречно включенным диодом и подключенный катодом к управляющему электроду вентиля, шунтирующую цепь, состоящую из последовательно соединенных коммутирующего тиристора и гасящего конденсатора, источник отрицатель ного смещения зашунтированный конденсатором,подключенный через резистор к управляющему электроду вентиля, вспомогательную цепь, состоящую из последовательно соединенного дросселя и вспомогательного тиристора и подключенную однйм выводом к общей точке коммутирующего тиристора и гасящего конденсатора 131,Недостатком устройства при работе его на омическо-емкостную нагрузку является большое время отключения нагрузки из-за отсутствия форсированного перезаряда входной паразиткой емкости вентиля в переходных режимах. Целью изобретения является повышение быстродействия.Указанная цель достигается тем, что устройство для управления электрон. но-лучевым вентилем, снабжено дополнительными диодам и конденсатором, выпрямителем и. вторичной обмоткой дросселя, причем вспомогательная цепь другим выводом подключена к минусовой шиъ не источника смещения, а вторичная обмотка дросселя подключена к выпрямителю, выход которого зашунтирован дополнительным конденсатором и подкяочен ,плюсом к аноду тиристора, а минусом через вспомогательный тиристор - к катоду вентиля и к плюсу источника отрицательного смещения, а между анодом тиристора и другим входом токоограничивающего блока включен дополнительный диод согласно проводимости ти ристора.На чертеже приведена принципиаль-. ная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит электронно-лучевой вентиль 1, управляющий электрод 2 которого через тиристор 3, зашунтированный встречно включенным диодам 4, дополнительный диод 5 и токоограничивающий блок 6 подключен к источнику питания 7. Между анодом тиристора 3 и минусовой шиной источника 7 включена шунтирующая цепь из последовательно соединенных коммутирующего тиристора 8 и гасящего конденсатора 9, к общей точке которых через вспо" могвтельный тиристор 10 и дроссель 11 .подключен источник отрицательного смещения 12 и накопительный конденсатор 13. Источник 12 через резистор 14 соединен также с управляющим электродом 2 вентиля 1. Ко вторичной обмотке дросселя 11 подключен выпрямитель 15, выход которого зашунтирован конден 804069сатором 16 и соединен плюсом с анодомтиристора 3, а минусом через дополнительный тиристор 17 - с катодом вентиля 1,Устройство. работает следующим образом.В исходном состоянии тиристоры 3,8, 10 и 17 закрыты. К управляющемуэлектроду 2 вентиля через высокоомный резистор 14 прикладывается запирающее отрицательное напряжение 2-4 кВисточника 12, до которого заряжена ивходная паразитная емкость вентиля.Гасящий конденсатор 9 заряжен до1 .отрицательного напряжения, конденсатор 16 - до положительного напряжения.,Причем значения этих напряженийпревышают напряжения соответствующихисточников 12 и 7. Для отпирания элеко тронно-лучевого вентиля 1 подаютсяимпульсы на управляющие электродытиристоров 3 и 17. Напряжение конденсатора 16 ускоренно перезаряжает паразитную входную емкость вентиля и он25 форсированно отпирается. Так как величина тока через вентиль определяется величиной напряжения на управляющем электроде, то всплеск управляющего напряжения обеспечивает в своюочередь всплеск айодного тока вентиля,что приводит к обострению переднегофронта напряжения на нагрузке в случае ее емкостного характера. Послеразряда конденсатора 16 до напряженияисточника 7 тиристор 17 запирается,35 ъдиод 5 отпирается и управление вентилем осуществляется от номинальногоположительного напряжения (4-8 кВ)источника 7. Наличие в первоначальныймомент на конденсаторе 16 напряжения40выше номинального значения источника7 наряду с уменьшением времени включения вентиля исключает влияние напереходной процесс токоограничиваюшего блока 6.Запирание вентиля 1 осуществляется путем включения коммутирующеготиристора 8. В этот момент к анодутиристора 3 прикладывается отрицательное напряжение конденсатора 9, чтоо возможно благодаря наличию токоограничивающего блока 6, и он запирается,В качестве блока 6 может быть использован резистор или безынерционнаяцепочка со смещенным диодом, Закры 55 тый тиристор 17 препятствует перезаряду конденсатора 16 от напряженияконденсатора 9 через тиристор 8, чтотакже способствует обострению заднего884069 40 45 фронта импульса, Паразитная входнаяемкость вентиля, заряженная до положительного напряжения, быстро перезаряжается до отрицательного напряженияконденсатора 9 по цепи: управляющийэлектрод 2, диод 4, тиристор 8, конденсатор 9 и катод вентиля 1. В дальнейшем закрытое состояние вентиляподцерживается через резистор 14 источником смещения 12, который имеет 10малую мощность, определяемую токомутечки входной цепи вентиля. Послеотпирания тиристора 8 конденсатор 9начинает перезаряжаться от источника7. При достижении на конденсаторе 9положительного напряжения источника7 тиристор 8 запирается. Через интервал времени, определяемый временемвосстановления запирающей способности тиристора 8, подается импульс наотпирание вспомогательного тиристора.10, Конденсатор 9 по цепи: тиристор10, дроссель 11, конденсатор 13 начинает перезаряжаться полуволнойтока до отрицательного напряжения,величина кбторого превышает напря-жение источника 12. Напряжение на вторичной обмотке дросселя 11, равное "производной от тока колебательногоконтура поступает на вход выпрямителя15. Выпрямленное пиковое напряжениезаряжает конденсатор 16Число витковвторичной обмотки дросселя выбираетсятаким образом, чтобы напряжение на конденсаторе 16 превышало бы напряжениеисточника 7 обычно. в полтора-два ра 35за), Диод 5 отсекает конденсатор 16от источника 7. Перезаряд конденсатора 9 с помощью .тиристора 10 ускоряетподготовку устройства к следующемуциклу работы, Превышение напряженияна конденсаторах 16 и 9 по отношениюк напряжениям соответствующих источни"ков 7 и 12 способствует обострениюпереднего и заднего фронтов импульсана входе вентиля,Предлагаемое устройство управления увеличивает быстродействие коммутирующих блоков, выполненных на базе электронно-лучевых вентилеи, это позволя 50 ет повысить эффективность их использования в высоковольтных импульсных 6модуляторах и высокочастотных инверторах напряжения,Формула изобретенияУстройство для управления электронно-лучевым вентилем, содержащее источник питания, подсоединенный к катодувентиля и к входу токограничивающегоблока, тиристор, зашунтированныйвстречно включенным диодом.и подключенный катодом к управляющему электроду вентиля,- шунтирующую цепь,. состоящую из последовательно соединенныхкоммутирующего тиристора и гасящегоконденсатора, источник. отрицательногосмещения, зашунтированный конденсатором;, подключенный через резистор куправляющему электроду вентиля, вспомогатеЛьиую цепь, состоящую из последовательно соединенного дросселя ивспомогательного тиристора и подключенную одним выводом к общей точкекоммутирующего тиристора и гасящегоконденсатора, о т л и ч а ю щ е -е с я тем, что, с целью повышениябыстродействия, оно снабжено дополнительными диодом и конденсаторомвыпрямителем и вторичной обмоткойдросселя, причем вспомогательнаяцепь другим выводом подключена к минусовой шине источника отрицательного смещения, вторичная обмотка дросселя подключена к выпрямителю, выходкоторого эашунтирован дополнительнымконденсатором, и подключен плюсом каноду тиристора, а минусом черезвспомогательный тиристор - к катодувентиля и к плюсу источника отрицательного смещения, а между анодомтиристора и другим входом токоограничивающего блока включен дополнительный диод согласнопроводимости тиристора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Швеции В 117120,кл. Н 03 К 17/74, 1943.2. Патент ЧССР У 148114,кл. Н 03 К 17/74, 1973.3. Тиристорный выключатель постоянного тока, 1973, А 94, У 9 539542, 35, 36.884069 актор О. Билак Гос ак В 113035, Кос ул. Проектная,едактор Н, Гу атее аз 025/82 Составитель Е. ЖданТехред О,Д)олай 3 Поднмсиое.арствеиного комитата СССРиэобретенмй и открмтмй