Устройство для защиты от импульсных перенапряжений двух встречно параллельно включенных управляемых полупроводниковых вентилей

Устройство для защиты от импульсных перенапряжений двух встречно параллельно включенных управляемых полупроводниковых вентилей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к злектротехнике и может быть использовано для защиты от импульсных перенапряжений встречно параллельно включенных yпpaвляe ыx вентилей. Цель t37 I I I изобретения - повьшение надежности Поставленная цель достигается за счет снижения амплитуды перенапряжений и снижения величины напряжений,- пpиклaдывae гs к пороговым элементам 7, 8 в рабочем режиме при отсутствии перенапряжений. Снижение величины напряжения, прикладываемого, к пороговым элементам 7, 8 в рабочем, режиме обусловлено тем, что при частоте рабочего напряжения емкостное сопротивление достаточно велико, и основная часть напряжения прикла-- дывается к конденсаторам демпфирующей цепочки 4 и 6. Б свою очередь при появлении импульсного перенапряжения с крутым фронтом нарастания емкостное сопротивление уменьшается, что вызывает приложение основной части напряжения к пороговым элементам 7 и 8 снижается порог, при котором устройство начинает включаться, тем самым предотвращая приложение к тиристорам амплитуды импульса перенапряжения опасного уровня. 2 ил. с С/) Ы п 1 1 I j I I М5ф- i -к « 4 о: ot СП СХ) v2

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (ll) (я) 4 Н 02 Н 7/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4249454/24-07 (22) 27.05.87 (46) 23.03.89. Бюл. И- 11 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт. силовых полупроводниковых устройств (72) Л.А.Астапов, Е,P,Êóðîùåïîâ,, Г.М.Касьян и А.Е.Нейман (53) 621.314.572 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 598504, кл. Н 02 Н 7/10, 1972.

Тиристоры. Технический справочник.

/ Под ред. В.А.Лобунцова, — M,: Энергия, 1971, с ° 391, рис. 10-15. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ИМПУЛЬСНЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ ДВУХ ВСТРЕЧ- °

Н0 ПАРАЛЛЕЛЬНО ВКЛЮЧЕННЫХ УПРАВЛЯЕMblX ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ВЕНТИЛЕЙ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты от импульсных перенапряжений встречно параллельно включенных управляе)ых вентилей. Цель изобретения — повышение надежности.

Поставленная цель достигается за счет снижения амплитуды перенапряжений и снижения величины напряжений,. прикладываеилх к пороговым элементам 7, 8 в рабочем режиме при отсутствии перенапряжений. Снижение величины напряжения, прикладываемого. к пороговым элементам 7, 8 в рабочем режиме обусловлено тем, что при частоте рабочего напряжения емкостное сопротивление достаточно велико, и основная часть напряжения прикла-дывается к конденсаторам демпфирующей цепочки 4 и 6. В свою очередь при появлении импульсного перенапряжения с крутым фронтом нарастания емкостное сопротивление уменьшается, что вызывает приложение основной части напряжения к пороговым элементам

7 и 8 снижается порог, при котором устройство начинает включаться, тем самым предотвращая приложение к тиристорам амплитуды импульса перенапряжения опасного уровня. 2 ил..

1467658

1О

40

1!эобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты от импульсных перенапряжений преобразователей, содержащих силовые узлы, состоящие из пар встреч но параллельно включенных управляемых вентилей (тиристоров).

Цель изобретения — повышение надежности.

На фиг.1 представлена .принци-пиальная схема устройства; на фиг.2— вариант схемы с демпфирующей цепомкой, состоящей из двух резисторов и конденсатора.

Устройство для защиты от импульсных перенапряжений двух встречно параллельно включенных управляемых полупроводниковых вентилей 1 и 2 содержит демпфирукщую цепочку 3, вклю-. ченную параллельно вентилям 1 и 2 и состоящую из последовательно сое" диненного конденсатора 4, резистора

5 и дополнительного конденсатора 6.

Точка соединения резистора 5 с конденсатором 4 через пороговый элемент

7 подключена к управлякщему электроду вентиля 1, а точка соединения резистора ..5 с конденсатором 6 через пороговый элемент 8 подключена к управляяицему электроду вентиля 2.

Вентили 1 и 2 включены в цепь питания последовательно с нагрузкой 9.

Устройство работает следующим образом.

При возникновении импульсных перенапряжений с крутыми фронтами нарас-. тания практически вся величина импульса перенапряжений прикладывается к резистору 5, так как емкостное сопротивление конденсаторов 4 и 6 уменьшается с увеличением частоты.

При заданном и неизменном пороге срабатывания элементов 7 и 8 порог срабатывания защиты определяется величиной напряжения, которое приложено к вентилям 1 и 2 до момента их. включения по цепи управления через элементы 7 и 8.

При приложении к вентилям и 2 импульса перенапряжения, имеющего крутой фронт нарастания, напряжение фронта импульса выделяется на резис" торе 5 за счет дифференцирующих свойств RC-цепи и прикладывается л через элемент 7 или 8. к управляющему переходу соответствующего вентиля, вызывая его включение. При этом чем круче передний фронт импульсов, тем большая величина напряжения выделяется на резисторе 5, достигая порога срабатывания элемента 7 или 8 при меньшем значении напряжения на вентиле или 2 и, тем сам м, предоставляя время для включения вентиля до достижения импульсом перенапряжения опасной величины. Таким образом, чем круче фронт импульса перенапряжения, тем при меньшем значении напряжения {пороге срабатывания схе-. мы) включается вентиль: при его включении перенапряжение прикладывается к нагрузке 9, Устройство обеспечивает также ограничение возникающих в редких случаях перенапряжений с длинными фронтами за счет наличия емкостного делителя ° При этом ограничение импульсных перенапряжений с крутыми фронтами происходит на более низком уровне, чем перенапряжений с длинными фронтами.

Так как тиристоры в схеме включены встречно параллельно, осуществляется защита тиристоров от повреждений импульсными перенапряжениями любой полярности, потому что для одного из тиристоров приложенное перенапряжение будет прямой полярности и приведет к его отпиранию в прямом направлении, тем самым предотвратив пробой другого тиристора импульсом переналряжения в обратном направлении.

Демпфирунщие цепочки из последовательно соединенных резисторов и конденсаторов служат также для подавления коммутационных перенапряжений, связанных с включением и отключением тиристоров, а также снижает крутизну фронта до допустимого по условию обеспечения времени, требуемого для ср абатынания схемы.

Демпфирующая цепочка 3 может быть выполнена и согласно фиг.2; при этом она состоит иэ последовательно соединенных резистора 5, конденсато".. ра 4 и дополнительного резистора 10, причем точка соединения конденсатора

4 с резистором 10 подключена к управляющему электроду вентиля 1, а точка соединения конденсатора 4 с резисто-. ром 5 подключена -.к управляющему электроду вентиля 2.

1467658

Работа схемы по фиг.2 происходит аналогично описанному выше. (Фо р мул а и з о б р е т е н и я

Устройство для защиты импульсных перенапряжений двух встречно парал5 лельно включенных управляемых полупроводниковых вентилей, содержащее демпфирующую цепочку, включающую. резистор и конденсатор и предназна1О ченную для подключения параллельно вентилям, к управляющим электродам которых предназначены для подключе» ния одни выводы пороговых элементов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыаения надежности, демпфирукицая цепочка снабжена дополнительным конденсатором и выполнена в виде последовательного соединения двух конденсаторов, между которыми включен резистор, каждый вывод которого подключен к другому выводу соответствукщего порогового элемента так, чтобы в цепь управления каждого вентиля был включен резистор демпфирующей цепочки.

При превышении амплитуды напряжения на резисторах 5 и !0 величины порога срабатывания элементов 7 или

8 на управляющем переходе вентиля, к которому перенапряжение приложено в прямом. направлении, формируется импульс управления, отпирающий этот вентиль до того, как амплитуда перенапряжения на вентилях 1 и 2 достиг-. нет опасного уровня.

Таким образом, за счет снижения амплитуды импульсных перенапряжений, прикладываемых к вентилям путем снижения порога срабатывания при возникновении импульсов перенапряжения и за счет снижения величины на- пряжения, прикладываемого к пороговому элементу в рабочем режиме при отсутствии перенапряжений, повьппается надежность защиты, Составитель В.ЖиУров

Редактор F.,Папп Техред Л.Caypgacosa Корректор С.йекмар

Заказ 1205/50

Подвисное

Тираж 605

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГККТ СССР

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

Производственно-издательский комбннат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина 101