Тиристорный ключ
Иллюстрации
Показать всеРеферат
Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в импульсных генераторах и формирователях импульсов, например для управления статическими преобразователями. Цель изобретения - возможность коммутации большей величины токатиристора ключа, повышение мощности формируемых импульсов в нагрузке , повышение надежности работы ключа . Поставленная цель достигается тем, что обеспечивается стабилизация температуры основного коммутирующего элемента - диода с временем восстановления большим, чем у тиристора ключа. Тиристорный ключ содержит: 1 тиристор (2), 1 диод (4), 1 основной источник питания (1). 1 вспомогательный источник питания (13), 1 формирователь разнополярных импульсов (6), 1 нагрузка (3), 1 электронагреватель диода (17) в виде резистора , 1 регулятор (16), 1 термодатчик (18) в виде терморезистора. 1 ил. Старт W fe СО д XJ ю СА) XI
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ"
РЕСПУБЛИК (51)5 Н 03 К 17/725
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
QCi
1М
Сд
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4796143/21 (22) 12.01.90 (46) 23.05,93. Бюл. М 19 (71) Научно-исследовательский институт bio передаче электроэнергии постоянным током высокого напряжения (72) Б.Д.Михайлов (56) Лабунцов В.А. и др. Кремниевые управ. ляемые вентили-тиристоры. Технический справочник, Энергия, 1964, Авторское свидетельство СССР
М 357880, кл. Н 02 М 1/08, 1968. (54) ТИРИСТОРНЫЙ КЛЮЧ (57) Изобретение относится к электротехнике и.предназначено для использования в импульсных генераторах и формирователях импульсов, например для управления стати, Ж,, 1817237 А1 ческими преобразователями. Цель изобретения — возможность коммутации большей величины тока тиристора ключа. повышение мощности формируемых импульсов в нагрузке, повышение надежности работы ключа. Поставленная цель достигается тем, что обеспечивается стабилизация температуры основного коммутирующего элемента — диода с временем восстановления большим, чем у тиристора ключа, Тиристорный ключ содержит: 1 тиристор (2), 1 диод (4), 1 основной источник питания (1), 1 вспомогательный источник питания (13), 1 формирователь разнополярных импульсов (6), 1 нагрузка (3), 1 электронагреватель диода (17) в виде резистора, 1 регулятор (1 6), 1 термодатчик (18) в виде терморезистора. 1 ил.
mumm"
1817237
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в импульсных генераторах и формирователях для управления статическими преобразователями, устройств в электроприводе и т.п.
Цель изобретения — повышение величины тока, повышение мощности импульсов в нагрузке, повышение надежности работы ключа.
На чертеже представлена электрическая схема тиристорного ключа.
К источнику питания 1 через тиристор 2 подключена нагрузка 3. Параллельно тиристору 2 подсоединены последовательно соединенные диод 4 (с временем восстановления большим чем у тиристора 2) и вторичная обмотка трансформатора 5 формирователя разнополярных импульсов
6. К первичной обмотке трансформатора 5 подключен формирователь, состоящий из накопительного конденсатора 7, катушки индуктивности 8 и маломощного тиристора
9 с антипараллельно включенным диодом
10. Накопительный конденсатор 7 подключен через зарядный резистор 11 к источнику питания 12. К вспомогательному источнику
13 через контакты 14 реле 15 регулятора 16 .подключен резистор 17. подогрева диода 4, Термодатчик 18, выполненный, например, на основе терморезистора с отрицательным
ТКС, соединен последовательно с обмоткой реле 15 через резистор 19 зашунтированный нормально замкнутыми контактами 20 реле 15. . К нормально-разомкнутым контактам
21 реле 1.5 подключен блок готовности 22.
Термодатчик 18 и резистор 17 имеют тепловой контакт с диодом 4.
Тиристор 2 может быть типа Т4-.120, а диод4-типа ВЛ-200. рВ качестве маломощного тиристора 9 можно использовать тиристор типа КУ 202. Тиристорный ключ работает следующим образом.
В исходном состоянии конденсатор 7 от источника питания 12 заряжен. От источника питания 13 через.контакты 14 реле 15 происходит нагрев резистора 17, а через него диода 4. При достижении заданной температуры корпуса диода 4 происходит срабатывание реле 15 (за счет увеличения тока через терморезистор18). При этом обесточивается резистор 17 за счет размыкания контактов 14 и на блок готовности 22 подается сигнал от замкнувшихся контактов . 21. Через блок готовности на управляющий переход тиристора 2 подается импульс управления "старт". Тиристор 2 включается и через нагрузку 3 от источника питания 1 течет ток, Окончание импульса в нагрузке
55 тельное увеличение времени приложения отрицательного напряжения ктиристору2 в предложенной схеме всегда обеспечивается за счет поддержания в нагретом состоянии структуры диода 4 до температуры близкой к предельной, и принудительного охлаждения тиристора 2, Следует указать, что при значительной частоте работы ключа частичный нагрев диода 4 будет обеспечиваться за счет прохождения через него тока и коммутационных процессов. Поэтому работа регулятора по поддержанию требуемой температуры может быть кратковременной. Точность поддержания температуры диода 4 обеспечивается резистором 19, который компенсиобеспечивается путем подачи на электрод управления тиристора 9 импульса "стоп".
Процесс выключения тиристорэ 2 происходит следующим образом. Конденсатор
7 через катушку индуктивности 8 и включенный тиристор 9 перезаряжается (поскольку в данном контуре созданы условия для колебательного процесса). Полуволна тока на вторичной стороне трансформатора 5 про10 ходит через диод 4 и тиристор 2, обеспечивая накопление в базе диода 4 избыточных носителей заряда. При формировании второй полуволны колебательного процесса указанного контура в формирователе разно"5 полярных импульсов через диод 10 на вторичной стороне трансформатора 5 проиСходит смена полярности напряжения, что приводит к переключению тока с тиристора на диод. При этом через диод 4 неко20 торое время протекает обратный ток (диод находится в проводящем состоянии) обусловленный рассасыванием накопленных носителей заряда. К тиристору 2 зэ этот промежуток времени прикладывается отрицательное напряжение обеспечивающее
его выключение. При восстановлении запирающих свойств диода 4 к тиристору 2 прикладывается напряжение источника 1 и схема возвращается в исходное положение.
30 При формировании последующих
"старт" и "стоп" импульсов процессы в схеме повторяются аналогично выше описанному. Известно, что время прямого и обратного восстановления тиристора в основном зависит от прямого тока, предшествующего выключению, и температуры, Таким образом, чем больше время приложения отрицательного напряжения к тиристору 2, тем больший ток в импульсе, а
40 следовательно и мощность, могут быть обеспечены в нагрузке 3.
Время приложения отрицательного напряжения зависит от различия частных свойств тиристора 2 и диода 4. Ко дополни1817237
Экономический эффект от использования предлагаемого технического решения определяется, снижением массогабаритов. стоимости, упрощением, что обусловлено следующими обстоятельствами: для достижения прототипом такой же максимальной мощности как в заявленном решении требуется, например, два тиристорных ключа, работающих в параллель на одну нагрузку, а также снижением времени не работы ключа при устранении аварий, обусловленных срывом коммутации тиристора в результате нестабильного времени приложения отрицательного напряжения, Ф
Формула изобретения
Составитель Б.Михайлов
Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор -А,Обручар
Редактор Т.Козлова
Заказ 1730 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент". r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 рует разницу между током включения реле
15 и током его отпускания, Т.е. при срабатывании реле 15 резистор 19 расшунтировызается контактами 20 и снижает ток через обмотку реле 15 до уровня несколько ниже 5 тока отпускания. Далее, по мере охлаждения диода 4, сопротивление терморезистора 18 увеличивается, ток через реле 15 уменьшается и при величине равной току отпускания реле переключается в исходное 10 состояние.
За счет температурной стабилизации диода 4 обеспечивается стабилизация времени приложения отрицательного напряжения к тиристору 2, что значительно снижает 15 вероятность срыва коммутации этого тиристора, и, в конечном итоге, повышает надежность работы ключа, Следует отметить, что при индуктивной нагрузке 3 диод 4 следует использовать с 20 лавинной характеристикой, что обеспечивает ограничение перенапряжения на диоде 4 и тиристоре 2 в момент восстановления запирающих свойств диода 4.
Предложенная схема ключа может быть 25 использована при применении в качестве тиристора 2 не только обычных тиристоров, но и двухоперационных комбинированно выключаемых.
Использование предлагаемого устрой- 30 ства обеспечивает по сравнению с прототипом следующие преимущества: повышение амплитуды формируемых импульсов тока в нагрузке; повышение мощности формируемых импульсов тока в нагрузке; повышение 35 надежности работы тиристорного ключа. !. Тиристорный ключ, содержащий тиристор, анод которого через последовательно соединенные диоды, включенные в обратном направлении и формирователь разнополярных импульсов, соединен с катодом, а клеммы источника питания через тиристор подключены. к нагрузке, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения величины тока в нагрузке, введен дополнительный источник питания, электронагрева- . тель диода, регулятор и термодатчик, причем электронагревагель диода соединен с вспомогательным источником питания через регулятор, вход управлени.; которого подключен к термодатчику, который имеет тепловой контакт с диодом.
2. Тиристорный ключ по п,1, о т л и ч аю шийся тем, что тиристор снабжен системой охлаждения.