Способ включения тиристора

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик 1983930(22) Заявлено 270580 (21) 2930032/18-21 У) М.Ку 3 Н 02 М 1/02 с присоединением заявки Йо Государственный коиитет СССР но делаи изооретений и открытий(54) СПОСОБ ВКЛЮЧЕНИЯ ТИРИСТОРА Иэо водник частно оро неративв одной один вспоой эмитым электт н к 5 0 ретение относится к полупро вым приборам: тиристорам, в ти к способам переключения ействующих импульсных тирис егенеративным управлением. Известны тиристоры с рег ным управлением, содержащие полупроводниковой структуре могательный эмиттер н основ тер, контактирующий с силов родом.Известен способ включения таких ирксторов, заключающийся в подаче а управляющий электрод импульса тоа управления, приводящего к протеканию через тиристор тока нагрузки, причем первоначально включается вспомогательный участок полупроводнико- вой структуры. При включении вспомогательного участка он приобретает потенциал анода и передает основному участку структуры усиленный положительный сигнал управления, включающий этот участок. Длительность импульса тока управления достаточно велика ( 1 мкс и 7 9 мкс) и всегда превышает время, необходимое для включения основного участка йолупроводниковой структуры (0,5 мкс и (1 мкс)Однако известный способ включения снижает надежность и часто приводит к отказам тиристоров с регенераткв" ным управлением, особенно прк эксплуатации с высокими значениями скорости нарастания анодного тока (Ж/Ж), вследствие повреждения (прожога) тиристорной структуры в области вспомогательного участка, вызываемого его токовой перегрузкой в процессе включения. Это объясняется тем, что когда длительность импульса тока управления велика и превышает время, необходимое для включения основного участка, вспомогательный участок проводит ток более длительное время, чем это требуется для .выполнения его основной функции - обеспечения включения основного участка. В результате значительно увеличивается токовая нагрузка вспомогательного участка, часто превышающая допустимую величину.Целью изобретения является повы" шение надежности.Поставленная цель достигается тем, что, согласно способу включения тиристора с основныи и вспомогательным катодными змиттерами, заключающемуся в том, что подают импульс токауправления на, управляющий электрод тиристора, импульс тока управления заканчивают в момент достижения током нагрузки значения тока включения в области основного катодного эмиттера. 5На фиг. 1. изображены процессы, происходящие в тиристоре с регенеративным управЛением при его включении; ,на фиг. 2 - эпюры токов, протекающих в тиристоре с регенеративным управ(1 лением при его включении.При подаче на управляющий электрод 1 (фиг.1) отпирающего импульса тока управления 1 у сначала происходит переключение в проводящее состояние. только вспомогательного участка, образованного слоями 2-4 и вспомогательным катодным эмиттером 5. Возникающий при этом ток 11 является током управления для основного участка 20 (и полностью течет через катод б вспомогательного, участка), образованного слоями 2-4 и основным катодным эмиттером 5, стимулируя его включение. Под действием этого тока возникает напря жение между катодом б вспомогательно" го участка и катодом 8 основного участка, причем его полярность противо. - положна полярности сигнала управления и является запирающей для вспомога тельного участка. По мере нарастания тока через вспомогательный участок (Чиг, 2) растет и указанное напряжение, уменьшая ток управления 1 . Когда оно превысит напряжение источника 9 питания в цепи управления, часть тока нагрузки 11 создает в этой цепи отрицательнйй ток 1 , ослабляющий положительную обратную связь по току во вспомогательном участке и способствующий его выключению. 40Таким образом время возникновения и амплитуда обратного тока в цепи управления, определяющего величину тока нагрузки через вспомогательный участок, зависят от наличия в этой 45 цепи сигнала управления от внещнего источника 9. Сигнал управленияв цепи управляющего электрода 1 имеет длительность 1 и исчезает в момент достижениЯ током 1 н чеРез тиРистоР 50 тока включения в области основного катодного эмиттера, что практически, учитывая разбросй параметров отдельных тиристоров соответствует (20 50) от амплитудного значения тока 55 1 ц,длительность 1 сигнала управления в соответствии с известным способом переключения показана штриховой линией). Исчезновение сигнала управления длительностью 1 на эта пе нарастания тока нагрузки приводит к более раннему и резкому возрастанию (так как длительность заднего фронта импульса 1обычно значительно короче переднего фронта тока нагруз. ки) тока 1 (по сравнению с аналогичным током при известном способе запуска, показанном штриховой линией), что приводит к уменьшению тока через вспомогательный участок и быстрому его выключению.Проводят испытания импульсных быстродействующих тиристоров с регенеративным: управлением, переключаемых по известному и предлагаемому способам, в следующем режиме: рабочее напряжение 1000 В, ток нагрузки 250 А, 61/ЖЪ 1000 А/ мкс, длительность импульса тока нагрузки 0,5 мкс, частота следования 2000 Гц. Переключение тиристоров осуществляется подачей на управляющий электрод импульсов тока управления длительностью (измеренной на уровне О,5), равной 1 мкс в известном способе переключения и 0,35 мкс в предлагз.емом способе переключения. Оценка результатов испытаний по количеству отказавОих тиристоров (все отказы были вызваны разрушением вспомогательного участка полупроводниковой структуры) показала, что Й/Ж устойчивость тиристоров с регенеративным управлением переключенных по предлагаемому способу, повысилась вдвое.Длительность. импульса управления для тиристоров, коммутирующих трапецеидальные импульсы тока, при переключении по предлагаемому способу может быть установлена эмпирически, а именно- 0,5+ (0,2 - 0,5) где 1 - норма на время задержки вклю.чения тиристора;1 - длительность изменения токанагрузки в пределах от 10до 90.Формула изобретенияСпособ включения тиристора с основньм и вспомогательным катодными эмиттерами, заключающийся в том, что подают имцульс тока управления на управляющий электрод тиристора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, импульс тока управления заканчивают в момент достижения током нагрузки значения тока включения в области основного катодного эмиттера,983930 Составитель И.Беляковфилиппова Техред З.Палий орректор Е. Рошко акт исно аказ 9 филиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул.Проектная УЭ 0 ВНИИПИ Госу по делам 3035, МосквТираж 72 рственного зобретений Ж-Э 5, Рауш митета СССРоткрйтийая наб., д. 4/5