Блок для управления и защиты полупроводникового переключателя

Блок для управления и защиты полупроводникового переключателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

БЛОК ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯ, содержап(ий элемент задержки, отличающийся тем, что, с целью увеличения надежности при возникновении режима короткого замыкания нагрузки, в него введены первый и второй элементы И, третий элемент И с инверсным входом и одновибратор , причем вход элемента задержки, первый вход первого элемента И и прямой вход -третьего элемента И объединены и являются входом блока управления и защиты, выход элемента задержки подключен к второму входу первого элемента И, выход которого подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого явI ляется вторым входом блока управления и защиты, выход второго элемента И (Л через одновибратор подключен к инверсному входу третьего элемента И, выход которого является выходом блока управления и защиты. ел со 00 со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ЗСЮ H 02 M 1/18; Н 02 М 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ а4 :.АХО iÛÐ.

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3574048/24-07 (22) 06.04.83 (46) 30.07.84. Бюл. В 28 (72) В.С ° Васильев, Н.П. Кутлер и П.Г. Дерменжи (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по автоматизированному электроприводу в промышленности, сельском хозяйстве и на транспорте (53) 621.314.572(088.8) (56) 1. Ландышев А.Б., Медведев Ю.А. и Сергеев В.В. Силовой транзисторный ключ. "Радио и связь", ЗТвА, M.

1982, Ф 13, с. 203-207.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3373889/18-21, 1981. (54) (57) БЛОК ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯ, содержащий элемент задержки, о т—

„„SU„„1105989 A л и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения надежности при возникновении режима короткого замыкания нагрузки, в него введены первый и второй элементы И, третий элемент И с инверсным входом и одновибратор, причем вход элемента задержки, первый вход первого элемента И и прямой вход третьего элемента И объединены и являются входом блока управления и защиты, выход элемента задержки подключен к второму входу первого элемента И., выход которого подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого является вторым входом блока управления и защиты, выход второго элемента И через одновибратор подключен к инверсному входу третьего элемента И, выход которого является выходом блока управления и защиты.

1 »о

Изобретение относится к электронной технике, а более конкретно к электронной коммутационной технике, и может быть использовано, например, при построении силовых преобразовательных устройств.

Известны блоки управления, построенные на транзисторах и интегральных микросхемах, осуществляюг;ие функцию регулирования тока управления и защиты транзисторного ключа, информационный вход которых подключен к шунту в силовой цепи транзисторного ключа (!,г.

Недостаток этих устройств — невыt5 сокая надежность функционирования защищаемого объекта.

Наиболее близким к предлагаемому является блок управления и защиты, содержащий элемент задержки, входящий в состав переключателя, содержащего

20 управляемый тиристор, транзистор и нелинейный двухполюсник. Блок управления и защиты предназначен для включения и выключения управляющего тран25 эистора и всего переключателя под действием на входе блока управляющих импульсов и для защиты переключателя при коротком замыкании в цепи нагрузки. В случае короткого замыкания силовой транзистор выходит из насыщения, потенциал на его коллекторе повышается, блок управления и защиты отключают силовой тиристор, а значит и весь переключатель j 2 7.

Основным недостатком известного 35 устройства является то, что после первичного выключения переключателя при возникновении короткого замыкания в цепи нагрузки к моменту прихода нового импульса он снова подготавли- 40 вается к работе и снова включается.

Таким образом, достаточно тяжелый режим работы переключателя в режиме короткого замыкания цепи нагрузки происходит из-за переключения его с 45 частотой следования управляющих импульсов, что может привести к неоправданно большим потеря:i энергии в силовой цепи, разогреву переключателя и снижению надежности его работы. 50

Цель изобретения — повышение надежности при возникновении режима короткого замыкания нагрузки.

Указанная цель достигается тем, что н блок для управления и защиты 55 полупроводникового переключателя, содержащий элемент задержки, введены первый и второй элементы И, третий

5989 2 элемент И с инверсным входом и одновибратор, причем вход элемента задержки, первый вход первого элемента

И и прямой вход третьего элемента И объединены и являются входом блока управления и защиты, выход элемента задержки подключен к второму входу первого элемента И, выход которого подключен к первому входу второго элемента И, второи вход которого является вторым входом блока управления и защиты, выход второго элемента И через одновибратор подключен к инверсному входу третьего элемента И, выход которого является выходом блока управления и защиты.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема блока управления и защиты полупроводникового переключателя.

Схема содержит элемент задержки 1, вход которого объединен с первым входом первого элемента И 2 и прямым входом третьего элемента И 3, выход элемента задержки 1 соединен с вторым входом первого элемента И 2, выход которого соединен с первым входом второго элемента И 4, выход которого через одновибратор 5 подключен к инверсному входу третьего элемента И 3, выход которого предназначен для подключения к точке соединения транзис— тора 6 и тиристора 7 полупроводникового переключателя, двухполюсник 8, включенный между управляющим электродом тиристора 7 и эмиттером транзистора 6, нагрузку 9.

На схеме обозначено: ОВгг — входное напряжение;" 0 ы„ — выходное напряжение, U „ — напряжение смещения, Ll — напряжение на нагрузке.

Полупроводниковый переключатель с блоком управления и защиты работает следующим образом.

До прихода на вход блока положительного управляющего импульса на выходе блока управления и защиты, соединенного с базой транзистора 6, сигнал управления отсутствует, транзистор 6 закрыт, и ток в управляющий электрод тиристора 7 не втекает.

Положительный отпирающий импульс

Ug>, поступающий на вход. блока, подается на входы элемента И 2 как непосредственно, так и через элемент задержки 1 переднего фронта. Величина задержки выбирается в несколько раз больше времени, необходимого для снижения напряжения на коллекторе, 1105989

Составитель О. Мещерякова

Техред О.Неце Корректор А.Тяско

Редак гор A. Гул ько

Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 5611/43

Филиал "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 открывающегося транзистора. Сигнал ного тока выходит из насыщения, и на выходе элемента И 2 отличается напряжение транзистора увеличивается. от входного сигнала тем, что перед- При этом появляется сигнал на втоний фронт сдвинут на время Т . При ром элементе И 4, поступающий на одотсутствии короткого замыкания (к.з ) g новибратор 5. Одновибратор 5 выдает в цепи нагрузки 9 третий элемент И 3 сигнал, длительность которого в неповторяет входной сигнал, последний сколько раз превышает длительность включает транзистор б. Сигналы на входного импульса, что обеспечивает выходе второго элемента И 4, а также надежное восстановление всех элеменна выходе одновибратора 5 отсутствуют 1р тов переключателя. Сигнал на выходе

Когда входной сигнал переключателя третьего элемента И 3 пропадает, что становится равным нулю, пропадает приводит к быстрому закрыванию трансигнал .на выходах первого и третьего зистора 6. Напряжение на коллекторе элементов И, выходитиз насыщения тран- транзистора 6 становится примерно зистор 6. Напряжение на коллекторе 1 равным напряжению стабилизации двухтранзистора резко увеличивается и ста- полюсника 8. Остаточный заряд в тиновится несколько большим напряжения ристоре 7 рассасывается за счет обрат" стабилизации двухполюсника 8. Это ного тока, протекающего через управвызывает протекание тока через управ- ляющий электрод тиристора 7 и двухляющий электрод тиристора 7, и ток gp полюсник 8. анода становится равным сумме токов Транзистор 6 подготовится к новому катода, который быстро убывает до циклу включения только после изчезно- нуля, и тока управляющего электрода. ° вания импульса одновибратора 5.

Но ток управляющего электрода в мо- Импульс одновибратора 5 устанавлимент выключения имеет противоположное 2 вают такой длительности, что частота направление по отношению к току через включающих импульсов в режиме коротэлектрод в момент включения. После кого замыкания становится много меньполного закрытия транзистора 6 и до ше (в 10-12 раз) частоты импульсов момента рассасывания избыточного заря- управления на входе блока управления да в тиристоре 7 ток управляющего Зб и защиты (200-400 Гц), а длительность электрода равен току нагрузки, а за- самого включающего импульса составтем уменьшается вместе со спадом тока ляет несколько мкс, что резко уменьтиристора 7. шает потери в силовом переключателе

При возникновении к.з. в цепи на- в режиме к. э. грузки, когда тиристор 7 и транзистор Таким образом, благодаря рассмот-6 открыты и проводят ток, коллектор- ренным конструктивным отличиям, обесный ток через транзистор не может воз- печивающим уменьшение частоты коммурасти больше величины, определяемой тации и длительности включающих импроизведением величины базового то- пульсов в режиме короткого замыкания, ка на коэффициент усиления тиристора. повышается надежность устройства в

Транзистор при нарастании коллектор- целом.