Устройство для управления тиристором

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН БО)50 1)4 Н О М 1/О юл.34ий электрот хническ емено ыходные я тирис ирающих частоте 6, с. устроиорами импуль ЭП,26, рис, обра- ис- пре- исто- ение Изобретение о ельной техник осится к пр и может быт ых системах равления ти ния - умень овано в различ ователей для у Цель .изобрет ол бр ам источник 1 пи одинаковой р транзистора 2 истора 3 и чевым выводом исторому выводу ттер транзистоора 3 через реиттером транс одним вытся к преобраможет быть исх системах преавления тирисизобретения ной мощности тных показат г,1 иэображе едлагаемого диаграммы, и ва; на фиг.3 аботу устрой ичных характ- уменьшение уси улучшение маселей устройства, на принципиальная устройства; наоясняющие работуграфики, поясства для тиристоеристиктановлесогабарНа фсхема ифиг,2устройсняющиеров раз импульсногой вывод котоыводом источ транзистора 3 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР(56) Вчерашний Р.П. Вства систем управленис преобразованием отпсов на промежуточнойсер. ПТ, М., 1972, РТам же, рис. 4. 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСОРОМ Изобретение относ эовательной технике пользовано в различн образователей для уп торами.Цель установленнои мощности и улучшениемассогабаритных показателей. Разбросхарактеристик управления тиристоровобусловлен различием зависимостейнапряжения управления от тока управ-,ления тиристоров. Для надежного включения любого тиристора необходимосформировать сигнал управления, характеризуемый значениями напряженияи тока управления, которые должныпревышать значения, соответствующиенижней границе зоны гарантированноговключения. Сущность изобретения заключается в обеспечении включения тиристоров в зоне гарантированного включения с меньшей установленной мощно- дФстью, т,е, в обеспечении линии нагрузки, при которой устройство управленияработает либо в режиме источника то-.ка, либо источника напряжения, в зависимости от характеристики управления тиристора3 ил,Устройство содержи тания, транзисторы 2 проводимости, коллект соединен с базой тран рез резистор 4 - с пе точника 1 питания, к которого подключен эм ра 2, эмиттер транэис эистор 5 соединен с э зистора 2, а коллекто водом первичной обмот трансформатора 6, дру рой соединен с первым ника 1 питания, к баз3 15083 19 подключен катод стабилитрона 7, анод которого соединен с эмиттером транзистора 2, база которого подключена к клемме 8 входного сигнала, вторичная обмотка импульсного трансФорматора б одним концом через диод 9 предназначена для подключения к управляющему электроду тиристора, а другим - к его катоду, длл предохра нения тиристора от ложных отпираний между управляющим электродом и катодом тиристора включены параллельно ( соединенные резистор 10 и конденсатор 11. 15Устройство работает следующим образом,При подаче на базу транзистора 2 положительного сигнала Б,н 7 О ( с с в сна фиг.2) транзистор 2 20 открывается, в результате чего через резистор 4 протекает ток коллектора транзистора 2, Напряжение между коллектором и эмиттером транзистора 2 мало и близко к нулю, т.е. О 25 (Фиг.2). Это напряжение приложено к стабилитрону 7 и к базе транзистора 3, в результате чего стабилитрон 7 и транзистор 3 не проводят ток (фиг.2). При этом выходное напряжение устрой ства равно нулю, В момент времени с (Фиг.2) входной сигнал становится отрицательным, т,е, ц в с О, в результате чего транзистор 2 закрывается и ток от источника 1 через резистор 4 начинает протекать через стабилитрон 7 и базу транзистора 3, при этом напряжение между коллектором и эмиттером транзистора 2 равно напрянению стабилизации стабилитрона 7 (Фиг,2). 40 Транзистор 3 открывается и в его коллекторной цепи протекает ток, равный 50-бъггде 0 - напряжение стабилизациистстабилитрона 7,11 - напряжение между базой иэмиттером транзистора 3,Е - величина сопротивлениярезистора 5,16, - ток базы транзистора 365На первичной обмотке трансФорматора 6 появляется падение напряжения, равное где Е - напряжение источника 1 пита- П ния; напряжение между коллектором и эмиттером транзистора 3,Б, - падение напряненил на резисторе 5.Это напряжение трансФормируется во вторичную обмотку, в результате чего в цепи управляющий электрод - катод тиристора начинает протекать ток, создающий падение напряжения 0 ч э (Фиг,2) и включающий тиристор.На Фиг.3 а приведены граФики 12-14, 1 олснлющие работу устройства для тиристоров различных характеристик 0 у = Е(Х ). Разброс характеристик управления тиристоров в пределах первойтретьей характеристики обусловлен различием зависимостей напряжения Бу управления от тока 1 у управления тиристоров, Длл надежного включения любого тиристора данного типа необходимо сФормировать сигнал управления, характеризуемый. значениями Ь" и 1 у, причем они должны превышать значения Бу, и 1 уг, соответствующие нижней границе зоны гарантированного включения.Сущность работы предлагаемого устройства сводится к обеспечению включения тиристора в зоне гарантированного включения с меньшей установленной мощностью, т.е, к обеспечению линии нагрузки вида 15 (Фиг,3 а), при которой устройство управления работает либо в режиме источника тока, либо источника напрлнения, в зависимости от характеристики управления тиристора.Рассмотрим возможные режимы работы устройства. В зависимости от величи- ны напряжения управления тиристора возможны три случая.Характеристика управления проходит через точку Х (Фиг.3 а). При этом параметры устройства выбирают следующим образом, Для надежного включения тиристора на его управляющий электрод нунно подать сигнал, характеризуемый значениями напряжения и тока управления, превышающими значения 0 уг и Х , соответствующие нижней границе зоны гарантированного включенил, при этом для снижения установленной мощности и массы устройства управления необходимо и достаточно обеспечить равенство тока и напряжения их гарантированным значенилм, равнымО у 0 угту = угВ этом случае падение напряжения Б на вторичной обмотке трансформатора равно 11 +0 (3) где Бу, - напряжение, соответствующеенижней границе зоны гарантироеанного включения;Б - прямое падение напряженияна диоде 9.Ток во вторичной обмотке равен 1 1 г = у. К 7 ,7- 1, При необходимо, цтобыпротекал ток,в первичнойравный 11 1 у /К, (4) а падение напряжения нэ первичной обмотке равно,201 1/с ) у г оВ этом случае режим работы транзистора 3 выбирают таким, чтобы рабочая точка на его выходных характеристиках находилась в точке В (Фиг.36), т.е. чтобы транзистор 3 работал е активном с 5 режиме, но с минимальным падением напряжения между коллектором и эмиттером, Таким образом транзистор 3 работает в активном режиме при П з = =. Б , . Падение напряжения на резис торе 5 определяется напряжением стабилизации стаоилитрона и равно- 0 ст - 0 эл (5) а напряжение источника 1 питания должно быть равнымПри этом ток коллектора транзистора 3 определяется соотношением (1) и равен 1, , что соответствует протеканию в цепи управляющего электрода тиристора тока 1 (Фиг.3 а),Характеристика упраелзния тиристора проходит через точку 2 (Фиг,3 а). Как видно из Фиг.3 а при протекании тока 1 . в цепи управляющего электро да падение напряжения управляющий электрод " катод будет меньше Б у, и равно Б . При этом падение напряжения на вторичной обмотке, равное11 а 2 0 уэ + 11 у (") 50 уменьшается, а следовательно, уменьшается и Б но так как транзистор 3 включен по схеме с общим коллектором и Ус = сопес тоИ 5 . Бст Беэз сог 181(8) 55з з оэт.е, увеличивается падение напряжения коллектор-эмиттер транзистора 3 при 1= совет Рабочая точка транзистора 3 при этом из точки В перемещается в точйу А (Фиг.36), а ток коллектора транзистора 3 остается поимерно постоянным и равен 1 Таким образом, при характеристиках управления тиристорами, лежащих в диапазоне между графиками 13 и 14 (Фиг 3 а), устройство упраепения работает как источник постоянного тока, что подтверждает вертикальный участок линии нагрузки вида 16 на Фиг3 а.Характеристика управления тиристо" ра проходит через точку У (Фиг.3 а). В данном случае при токе управления, равном 1., падение напряжения управляющий электрод-катод тиристора возрастает, е результате чего увеличиваются соответственно напряжения У 1 иПри увеличениинапряжения Б,уменьшается падение напряжения между коллектором и эмиттером транзистора 3, вследствие чего транзистор 3 выходит из активного режима, его рабочая точка перемещается иэ точки В к точке С (Фиг.36) .и при Б= сопее уменьшается ток коллектора транзистора 3, что вызывает уменьшение тока в цепи управляющего электрода тиристора. В цепи управляющего электрода тиристора будет протекать ток 1, соответствующий точке У на характеристике управления тиристора. Таким образом, при характеристиках управления тиристорами, лежащих в пределах графиков 12 и 13 (Фиг.3 а), устройство управления работает как источник пос" тоянного напряжения, что подтверждает горизонтальный участок линии нагрузки на Фиг.3 а. Применение для управление тиристором предлагаемого устройства, работающего в режиме источника тока 1 либо источника напряжения Бу, (е зависимости от характеристики управления конкретного тиристора), соответствующих нижней границе эоны гарантированного включения, позволяет обеспечить надежное включение тиристора при минимальной мощности сигнала управления. В свою очередь, это позволяет снизить установленную мощность и улучшить массогабаритные показатели устройства управления.Резистор 10 и конденсатор 11 позволяют повысить помехоустойчивость устройства за счет уменьшения уровняпомех, воздействующих на управляющийвход тиристора.формула изобретенияУстройство для управления тиристором, содержащее первый и второй транзисторы одинаковой проводимости, причем коллектор первого транзистора сое динен с базой второго транзистора непосредственно и через первый резистор - с первым выводом источника питания, база первого транзистора сое" динена с клеммой входного сигнала, а 35 эмиттер - с вторым выводом источника питания, коллектор второго транзистора соединен с одним концом первичной обмотки импульсного трансформатора,один конец вторичной обмотки которогочерез диод предназначен для подклю"чения к управляющему электроду тиристора, а другой - непосредственно кего катоду, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью уменьшения установленной мощности и улучшения массогабаритных показателей, в него введенстабилитрон, причем второй вывод источника питания соединен через стаби"литрон с базой. второго транзистора,через второй резистор - с его эмит-.тером, а другой конец первичной обмотки импульсного трансФорматора соединен непосредственно с первым выводом источника питания.1508319 Составитель А.Меркуловаедактор А,Ревин Техред И.Ходанич Корректор С,Черни аж бч 7 Заказ 55 ч 9/5 писное и ГКНТ ССС Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужг агарина, 1 9 у 1 НИИПИ Государственного комитета по изобретени 113035, Москва, Ж, Раушская