Устройство для управления силовым тиристором

СОК)З СОВЕТСКИХСО 1 ИЛЛИС 1 И 1 ЕСКИРЕСПУБЛИК 67 с 11.( 1 02 ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ОПИСА К АВТОРСКОМ ЕЛЬСТВУ ус рис ОСУДАРСТВЕН 11 ЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР Я 746831, кл, Н 02 М 1/08, 1980.Авторское свидетельство СССР ЬЬ 1134089, кл. Н 02 М 1/08, 1982.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СИЛОВЫМ ТИРИСТОРОМ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления силовыми ключами различных устройств преобразовательной техники. Целью изобретения является упрощение устройства. Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления силовыми ключами различных устройств преобразовательной техники.Целью изобретения является упрощение устройства.На фиг. 1 приведена структурная схематройства; на фиг. 2 и 3 - варианты устрОйства для формирования управляющего импульса положительной и отрицательной полярности соответственно; на фиг. 4- показано включение диода в ВС-цепь и шунтирование конденсатора этой цепочки дополнительным резистором.Устройство для управления силовым титором содержит источник постоянного В исходном состоянии вспомо 1 ательный ключ 2 закрыт. По цепи источник питания 1 - резистор 4 - управляющий переход тиристора 7 - резистор 5 - источник 1 проходит ток, и управляющий переход тиристора 7 смещен в обратном направлении. При отпирании ключа 2 по цепи источник 1 - ключ 2 - управляющий переход тиристора 7 - стабилитрон 3 - источник 1 проходит ток управления, и тиристор 7 отпирается, Для уменьшения динамического сопротивления стабилитрон 3 может быть зашунтирован конденсатором б. Для ограничения тока управления последовательно с стабилитроном 3 может быть включен резистор 8. Для выключения тиристора 7 запирают вспомогательный ключ 2 и управляющий переход тиристора 7 смещается в обратном направлении током от источника 1. 1 з.п, ф-лы, 4 ил. напряжения 1, вспомогательный ключ 2, пороговый элемент 3, резисторы смещения 4, 5, Пороговый элемент 3 может быть зашунтирован конденсатором б. К выходным зажимам устройства подключен силовой ключ 7. Последовательно с пороговым элементом 3 может быть включен резистор 8. На фиг. 2 и 3 резистор смещения 4 ивай пороговый элемент 3 подключены к выводам источника постоянного напряжения 1 через диоды 9 и 10 соответственно. Вспомогательный ключ содержит транзисторы разных типов проводимости 11 и 2, резисторы 13 и 14, зашунтированные соответственно ВС-цепочками (15 - 16) и (17-18), резисторы 19 и 20.На фиг. 4 последовательно с ВС-цепочкой (15-.16) включен диод 21, Конденсатор 15 зэшунтирован резистором 22.Устройство работает следующим образом,В исходном состоянии вспомогательный ключ 2 закрыт. По цепи 1 - 4 - управляющий переход силового тиристора 7-5 - 1 проходит ток смещения, и управляющий переход силового тиристора 7 смещен в обратном направлении. При отпирании вспомогательного ключа 2 по цепи 1 - 2 - управляющий переход силового тиристора 7-3-1 проходит ток управления, и тиристор 7 отпирается, Для уменьшения динамического сопротивления пороговый элемент 3 может быть зашунтирован конденсатором 6. Для ограничения тока управления последовательно с пороговым элементом 3 может быть включен резистор 8.Для выключения силового тиристора 7 (силового транзистора) запирают вспомогательный ключ 2 и управляющий переход силового тиристора 7 смещается в обратном направлении током смещения,Для выключения тиристора 7 запирают вспомогательный ключ 2 одновременно с подачей обратного смещения на тиристор.В качестве вспомогательного ключа 2 могут быть использованы, например, полностью управляемые тиристоры. Однако полностью управляемые тиристоры имеютотносительно большое время включения, что приводит к уменьшению скорости нарастэния тока управления силового тиристора,С целью повышения скорости нарастания тока управления силового тиристора 7 вспомогательный ключ 2 выполнен на транзисторах 11 и 12 различных типов проводимости (см. фиг. 2, 3), Первый выводисточника постоянного напряжения 1 через резистор 13, зашунтированный ВС-цепочкой (15-16) и транзистор 11 соединен с управляющим электродом силового тиристора 7, база транзистора 11 через резистор 19 связана со вторым выводом источника постоянного напряжения 1, а через резистор14, зашунтировэнный ВС-цепочкой (17 - 18), транзистор 12 и диод 9 - с первым выводомисточника питания 1. База транзистора 12через резис 1 ор 20 связана с коллекторомтранзистора 11. Резистор смещения 4 через диод 9 подключен к первому вь 1 воду источника питания 1, к второму выводу которого через диод 10 подключены пороговыйэлемент 3 и дополнительный резистор смещения 5. Вчводч управления устройством подключень к бззе и змиттеру транзистора 12, 5 10 15 20 25 30 35 40 50 55 В исходном состоянии транзисторы 11и 12 закрыты. По цепи 1-9-4 - управляющий переход тиристора 7-5-10 проходитток (см, фиг. 2). Управляющий переход силового тиристора 7 смещен в обратном направлении. Падение напряжения на диодах9 и 10 смещает в обратном направлениитранзисторы 12 и 11 соответственно, Вместо диодов 9 и 10 при необходимости могутбыть включены стабилитроны.При подаче управляющего сигнала открывается транзистор 12. По цепи 1 - 9 - 12 - 14(17 - 18) - база транзистора 11 начинает про-текать ток, что приводит к появлению токапо цепи 1 - 13(15 - 16) - 11 - 7 - 3 - 10 - 1, а такжек дополнительному току базы транзистора12 через резистор 20. Происходит лавинообразное отпирание транзисторов 11 и 12. Последовательно соединенные пороговыйэлемент 3 и диод 10 могут быть зашунтированы конденсатором 6.Входной сигнал противоположной полярности запирает транзистор 12, запирается транзистор 11, управляющий переходсилового тиристора 7, смещается в обратномнаправлении,ВС-цепочки (15 - 16) и (17 - 18) обеспечивают формирование форсированной частиимпульса управления ключом 7. Параметрыфорсированной и установившейся частейуправляющего импульса могут устанавливаться независимо.Длительность запирающего импульсадолкна быть не меньше четырех постоянных времени разряда конденсатора 15, Приуправлении силовыми тиристорами минимальная длительность запирающего импульса равна примерно 100 мкс,Минимальная длительность отпирающего импульса равна нескольким микросекундам.Для уменьшения минимальной длительности запирающего импульса последовательно с ВС-цепочкой (15-16) включендиод 21, а конденсатор 15 зашунтированрезистор 22 (см, фиг. 4).Устройство работает следующим образом. При отпирании транзистора 11 форсированная часть импульса управлениятиристором 7 формируется ВС-цепочкой(15 - 16), После заряда конденсатора 15 токчерез диод 21 определяется последовательно соединенными резисторами 22 и 16 изначительно меньше амплитудного значения тока. Полярность напряжения на конденсаторе 15 при этом указана на чертеже.При эапирании транзистора 11 диод 21исключает разряд конденсатора 15 черезрезисторы 13 и 20. Конденсатор разряжается через резистор 22. В этом случае длитель 1677811ность запирающего сигнала должна быть больше времени обратного восстановления диода 21 и может измеряться микросекун, дами.Скорость нарастания и спада тока управления силового тиристора 7 определяется параметрами транзисторов 11 и 12 благодаря положительной обратной связи и не зависит от параметров сигнала управления.Малая длительность управляющих импульсов устройства, низкие требования к фронтам позволяют включить на входе помехоподавляющие цепочки из пороговых элементов, конденсаторов, резисторов и исключить ложное срабатывание устройства.Помехи по цепи источника питания могут быть легко отфильтрованы конденсатором фильтра,Источник постоянного напряжения 1 может быть удален от силового ключа.Импульсы управления устройством могут подаваться через развязывающий трансформатор. Ф ар мула и зоб рете н и я 1. Устройство для управления силовым тиристором, содержащее источник питания, первый конденсатор, один вывод которого соединен с положительным выводом источника питания, другой - с отрицательным, первый транзистор, база которого соединена с одним выводом первого резистора и одним выводом источника сигнала управления, эмиттер первого транзистора соединен сдругим выводом источника сигнала управления, катодом первого диода, анод которого соединен с положительным выводом источника питания и катодом второго диода, анод которого соединен с базой первого транзистора, коллектор которого через первую ВС-цепь, эашунтированную вторым резистором, соединен с базой второго транзистора, обратной по отношению к первому транзистору проводимости, кол лектор которого соединен с одним выводомвторой ВС-цепи и одним выводом 1 ретьего резистора, эмиттер второго транзистора предназначен для подключения к управляющему электроду силового тиристора, чет вертый резистор, один вывод которогосоединен с базой второго транзистора, другой - с одним выводом второго конденсатора, другой вывод которого соединен с одним выводом пятого резистора, третий диод, ка тод которого соединен с отрицательным выводом источника питания и другим выводом четвертого резистора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены стабилитрон и шестой рези стор, причем катод стабилитрона предназначен для подключения к катоду силового тиристора, анод соединен с анодом третьего диода, один вывод шестого резистора предназначен для подключения к управля ющему электроду силового тиристора, другой соединен с анодом стабилитрона, катод которого соединен с также с другим выводом второго конденсатора, другой вывод пятого резистора соединен с эмиттером 30 первого транзистора, другой вывод первогорезистора соединен с коллектором второго транзистора, другой вывод третьего резистора связан с другим выводом второй ВС- цепи и соединен с положительным выводом 35 источника питания,2. Устройство по п. 1, отл и ч а ю щеес я тем, что другой вывод второй ВС-цепи соединен с другим выводом третьего резистора через дополнительный диод, а кон денсатор второй ВС-цепи эашунтировандополнительным резистором,Составитель А. МеркуловаТехред М,Моргентал Корректор М. Максимишинец В. Фельдма дакто оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 аз 3120 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5