Неполностью управляемое вентильное устройство

Неполностью управляемое вентильное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: управление тиристором в преобразующих устройствах. Сущность изобретения: в цепи, содержащей силовой тиристор 1 с параллельно подключенной к нему RC-цепочкой 2, 3, и обкладкам конденсатора 3 через вспомогательный тиристор 7 подключена первичная обмотка импульсного трансформатора 8, вторичная обмотка которого связана с управляющим входом силового тиристора 1. Благодаря использованию энергии конденсатора 3 снижается установленная мощность вспомогательного источника питания 6. 2 ил.

СОКОВ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОсудАРстВенный камитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКН1 СССР (21) 4822707/07 (22) 03.05.90 (48) 30.10.92. Бюл. М 40 (71) Научно-производственное объединение им. Коминтерна (72) Г.А,Соловьев. И.И.Егорин, Ю.Ф,Смирнов и И.M.Никифорова (56) Дмитриков В.Ф„Петящин Н.Б. и др.

Высокоэффективные формирователи гармонических колебаний. M.: Радио и связь, 1988, с, 35, рис. 2.26. (54) НЕПОЛНОСТЬЮ УПРАВЛЯЕМОЕ ВЕНТИЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

SU „„1772876 Al (57) Использование: управление тиристором в преобразующих устройствах. Сущность изобретения: в цепи, содержащей силовой тиристор 1 с параллельно подключенной к нему RC-цепочкой 2, 3, и обкладкам конденсатора 3 через вспомогательный тиристор 7 подключена первичная обмотка импульсного трансформатора 8, вторичная обмотка которого связана с управляющим входом силового тиристора 1. Благодаря использованию энергии конденсатора 3 снижается установленная мощность вспомогатель .ого источника питания 6. 2 ил.

1172876

Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для использования в усилителях мощности преобразовательных устройств.

Известны транзисторные вентильные устройства, Однако, укаэанные вентильные устройства имеют недостаток — ограниченную коммутируемую мощность (до сотен

Вт).

Наиболее близким по технической сущности является неполностью управляемое вентильное устройство, которое принятое за прототип.

Указанное вентильное устройство содержит мощный ключевой управляемый вентиль, параллельно которому подключена защитная цепь из последовательно соединенных резистора и конденсатора. Как известно, ключевые управляемые вентили, например, тиристоры или тиратроны, шунтируются защитными RC-цепями с целью ограничения скорости нарастания напряжения на них при запирании и для устранения колебательного процесса при установлении на них напряжения (ввиду наличия паразит-, ных емкостей между анодом и катодом вентиля). Однако, использование защитных (демпфирующих) цепей имеет свои недостатки: — снижается эффективность использования вентиля llo току, так как при открывании вентиля через него кроме тока нагрузки протекает импульс тока разряда демпфирующего конденсатора; — снижается КПД вентильнаго устройства, так как часть коммутируемой энергии источника запасается в емкости демпфирующего конденсатора при закрытом состоянии вентиля и затем рассеивается в резисторедемпфера при открывании вентиля. Мощность потерь в демпфере вентильного устройства при переключении определяется:

P = CVm Fnep

2 где С - "емкость демпфера;

V< — амплитуда прямого напряжения на вентильном устройстве; в практике, например, в резонансных преобразователях = (2,5-3) Ео, Ео — коммутируемое напряжение;

Fr>ep-частота переключения вентильного устройства.

Потери в демпфере могут составлять значительную часть коммутируемой мощности:

Р Я вЂ” 300 = (625 — 900 ) — —, р се,г„

P комм о где Рко и — коммутируемая мощность;

Ip — среднее значение коммутируемого тока.

Например, при использовании тиратрона ТГИ1-3000/30 дпя коммутации электрической цепи с параметрами: Ep= 6 кБ, tp=3

А, Гпор = 2 кГц и при емкости демпфера С =

2300 пФ (обычно используемой в импульсных водородных тиратронах):

Р, У, =(825-Ко)»

2300 10 2 6 10з 2 10з х

=(5-8) %

Целью изобретения является повышение КПД неполностью управляемага вентильного устройства, путем уменьшения мощности, потребляемой от вспомогательного источника питания.

Указанная цель достигается тем, что неполностью управляемое вентипьное устройство, содержащее основной вентиль, 5 зашунтированный защитной RC-цепочкой, последовательно соединенные информационный узел с вспомогательным источником питания и формирователь управляющих импульсов, имеет упомянутый формирователь управляющих импульсов, выполненный в виде вспомогательного вентиля, через первичную обмотку введенного трансформатора подключенного к обкладкам конденсатора указанной КС-цепочки, вторичная обмотка введенного трансформатора через введенный резистор подключена к управляющему входу основного вентиля, а управляющий вход вспомогательного вентиля образует управляющий вход формирователя управляющих импульсов.

Это обеспечивает снижение мощности вспомогательного источника, а следовательно, повышение КПД устройства, так как питание формирователя управляющих. импульсов осуществляется энергией, запасенной в конденсаторе демпфера, и рассеиваемой на тепло в устройстве-прототипе. Например, при использовании в качестве основного вентиля тиристора ТЧ-100 с

50 минимально допустимым током управления

1упр ося. = 5 А, а в качестве вспомогательного вентиля — тиристора КУ221 с минимальным током управления lynp acn. = 0,1 А и пологая

КПД информационного узла и формирователя управля ащих импульсов равными 80, мощность на выходе вспомогательного источника питания определяется: дпя предлагаемого устройства

1772876 ур всп сп „ р "и р

P -P всп с ип J3h0

О,l 5.4 Ю-в@

0,025(81) р для устройства-прототипа:. у р осн п р Гппр всп2 ипр.i ма Pq ч«0 O25»

5 5, 4, о- <О4 паа25 - .25 Ьт о.в где Ео,— напряжение вспомогательного источника, принимаемое равным 5 В;

tymp — длительность импульса управления, принимаем =4 мкс.

Иэ рассмотренного примера видно, что использование предлагаемого устройства позволяет в несколько десятков раэ уменьшить мощность вспомогательного источника.питания, что имеет важное значение при большом количестве вентильных устройств, (например, при соединении тиристоров в высоковольтные "столбы" ), На фиг. 1 приведена структурная схема неполностью управляемого вентильного устройства; на фиг. 2 приведена схема предлагаемого устройства.

Неполностью управляемое вентильное устройство содержит основной вентиль 1, зашунтированный защитной цепочкой из резистора 2 и конденсатора 3, а также последовательно соединенные информационный узел 4 и формирователь управляющих импульсов 5, вспомогательный источник питания 6. Формирователь управляющих импульсов 5 предлагаемого вентильного устройства выполнен в виде вспомогательного вентиля 7, через первичную обмотку трансформатора 8 подключенного к обкладкам конденсатора 3 защитной цепочки, вторичная обмотка трансформатора 8 через резистор 9 подключена к управляющему входу основного вентиля 1, а управляющий

ВХОД Вспомогательного ВРнтиля 7 зб .3. управляющий входформирователя, пр- вляющих импульсов 5.

Предлагаемое устройство работает сле5 дующим образом.

При поступлении с информационного узла 4 управляю цего импульса на вспомогательный тирис.ор 7 происходит отпирание последнего и конденсатор 3 защитной це10 почки вентиля 1 разряжается через вентиль

7 и первичную обмотку трансформатора 8, при этом возника|ощий во вторичной обмотке трансформа гора 8 импульс тока поступает через резистор 9 на управляющий

15 электрод основного вентиля 1 и открывает его. По окончании импульса тока через осНоВНоА вентиль 1 происходит его запирание и затем медленное нарастание напряжений на вентиле 1, конденса горе 3 и вспомога20 тельном вентиле 7.

Формула и çîáðå — åíèÿ

Неполностью управляемое вентильное устройство, содержащее основной вентиль, 25 зашунтированный защитной RC-цепочкой, последовательно соединенные информационный узел со вспомогательным источником питания и формирователь управляющих ир,пульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с

30 целью повышения КПД за счет снижения мощности вспомогательного источника питания, упомянутый формирователь управляющих импульсов выполнен в виде вспомогательного вентиля, через первич35 ную обмотку введенного трансформатора подключенного к обкладкам конденсатора указанной RC-цепочки, вторичная обмотка введенного трансформатора через введенный резистор подключена к управляющему

40 входу основного вентиля, а управляющий вход вспомогательного вентиля образует управляющий вход упомянутого формирователя управляющих импульсов.

1772876

Составитель Г,Соловьев

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М.Ревская

Редактор

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

Заказ 3850 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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