CS212479B1 - Zapojeni pro induktivní přenos řídicích pulsů - Google Patents

Description

Vynález se týká zapojení pro induktivní přenos' řídících pulsů, zejména pro současné spouštění řízených polovodičových součástek řazených do série, sestávající z generátoru pulsů a smyčkového transformátoru.

Pro induktivní přenos řídicích pulsů k většímu počtu sériově řazených tyristorů se v současné době používá kabelový smyčkový transformátor, nebo jednotlivé transformátorky s paralelně propojeným primárním vinutím, případně tyčový transformátor s jedním tyčovým feromagnetickým jádrem, několika primárními paralelně spojenými vinutími a stejným počtem sekundárních vinutí.

Pro správnou funkci tyristorů řazených do série musí být řídicí pulsy, přiváděné k hradlům tyristorů, současné, dostatečně velké a dlouhé se strmým čelem, oddělené od zdroje pulsů izolací na plné provozní napětí sloupce tyristorů a mezi jednotlivými sekundárními cívkami izolovány na plné napětí jednoho tyristoru. Generátory v dosavadních zapojeních neumožňují vytváření optimálního průběhu řídicího pulsu. Zapojení jsou složitá a vyžadují na primárním vinutí smyčkového transformátoru vysokonapělovou izolaci.

Uvedené nedostatky v podstatě odstraňuje zapojení pro induktivní přenos řídicích pulsů podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že generátor pulsů je zapojen na zdroj stejnosměrného proudu a kladným výstupem na středový vodič smyčkového transformátoru.

První kondenzátor spojující oba póly zdroje je zapojen přes první diodu a odpor na kladný výstup generátoru. Druhý kondenzátor spojující oba póly zdroje je zapojen přes druhou diodu a první tlumivku na kladný výstup generátoru. Třetí kondenzátor spojující oba póly zdroje je zapojen přes druhou tlumivku na kladný výstup generátoru. Zpětný vodič primárního vinutí smyčkového transformátoru je zapojen na záporný pól stejnosměrného zdroje přes paralelní kombinaci klíčovacího tyristoru a obtokové diody. Na zpětný vodič je klíčovací tyristor zapojen anodou a obtokové dioda katodou.

Zapojení podle vynálezu mé řadu předností. Především je to strmější čelo pulsu a možnost jeho tvarování, jako vyšší začátek, nižší týl při dostatečné délce. Zanedbatelné není ani snížení výkonu pomocného zdroje a zatížení klíčovacího tyristoru.

Na připojených výkresech je na obr. 1 uveden příklad zapojení generátoru pulsů na smyčkový transformátor, a na obr. 2 příklad pulsu pro řízení polovodičových součástek.

Koncový stupeň generátoru O pulsů dává pulsy dostatečně velké, dlouhé, se strmým Čelem a dostatečně velkou půlvlnou proudu opačné polarity pro přemagnetování jédra smyčkového transformátoru. Puls vzniká vybíjením soustavy kondenzátorových článků (nejméně tří) sestávajících z prvního, druhého a třetího kondenzátoi £, g, g, prvních a druhých tlumivek 1, 8 a odporu g, které jsou přes klíčovací tyrist. g připojeny přímo ke středovému vodiči 21 primárního vinutí smyčkového transformátoru £0. Strmost čela proudového pulsu určuje puls i£, vznikající vybíjením prvního kondenzátoru £ přes první diodu 4 a odpor g se zanedbatelnou indukčností. Druhý kondezátor 2, vybíjející se přes první tlumivku £, nebo odpor 14 s první tlumivkou 2 a druhou diodu 6 dává impuls 12. tj. s menší strmostí a menší amplitudou, ale delší. Vhodnou volbou druhého kondenzátoru 2, první tlumivky J a odporu 14 můžeme získat řadu jednotlivých pulsů, lišících se tvarem a amplitudou.

Jejich sečtením s pulsem posledním , který vzniká vybitím třetího kondenzátoru g z relativně největší kapacitou přes druhou tlumivku 8 s relativně největší indukčností, dostaneme puls výsledný, strmý jako puls ij. a dlouhý jako puls poslední i}.

Vybíjením třetího kondenzátoru g přes druhou tlumivku 8 bez zařazené diody se vytváří úplné vlna proudu s téměř symetricky vyvinutou zápornou půlvlnou, které se uzavírá mimo klíčovací tyristor g přes obtokovou diodu 15. Tím se bezpečně dosáhne přemagnetování jádra smyčkového transformátoru 10 a navíc se zkrátí a zhospodární nabití největšího třetího kondenzátoru g.

Vysokou indukčnost jednoduché smyčky lze snížit nepříznivě složitšjším uspořádáním primárních vodičů, smyčkového transformátoru £O,tj. pomocí více zpětných vodičů 22 smyčky. Středovým vodičem 21. který prochází osou symetrie celého útvaru,je veden celkový primární proud smyčkového transformátoru £0. Vodivé druhé spojka 24 na konci smyčky rozvede proud do zpětných vodičů 22. které jsou umístěny symetricky kolem osy. Vodivá první spojka 23. která spojuje zpětné vodiče na začátku smyčky, slouží jako druhý přívod smyčkového transformátoru £0. Všechny primární vodiče mohou být stejného průřezu z vodivých, například mosazných tyčí a jsou opatřeny jednoduše proveditelnou vysokonapětovou izolací 25.

Záporná půlvlna se uzavírá pouze přes odpor 12. dioda 13 propouští k hradlu tyristoru jen kladný spouštěcí puls i'.

Délka pulsního transformátoru £0 může být prakticky libovolné, je déna počtem tyristorů řazených v sérii. Vzdálenost sekundárních vinutí musí zajistit dostatečnou izolační pevnost na plné napětí jednoho tyristoru ve sloupci. Celková délka je omezena pouze podmínkou mechanické pevnosti a tuhosti konstrukce smyčky a případným zpožděním čela proudového pulsu mezi začátkem a koncem smyčky, vznikající rozložením parazitní indukčnosti a kapacity smyčky podél její osy.

Propojení generátoru G pulsů se smyčkovým transformátorem £0 se provádí s výhodou stíněným kabelem.

Po přivedeni řídicího pulsu na hradlo klíčovacího tyristoru g začnou se vybíjet kondenzátorové články,avšak odlišným způsobem. První článek poskytuje proud 11 s velkou amplitudou, strmým nárůstem,ale krátkou dobou trvání, druhý puls 12 navazuje co možná plynule na první, přičemž je prodloužení pulsu provedeno zařazením první tlumivky 2,případně odporu 14. Poslední puls i3 je vytvářen článkem s největší hodnotou indukčnosti a bez odporu diody, takže v součinnosti s obtokovou diodou 15 se vytváří úplná vlna prudu i3. která zajištuje svou zápornou půlvlnou demagnetizaci feromagnetických jader smyčkového transformátoru 10.

Proud i vznikající superpozicí všech tří vybíjecích proudů jednotlivých kondenzátorových článků prochází primárními vodiči smyčkového transformátoru 10. V jednotlivých sekundárních vinutích 27 na toroidech navlečených na středový vodič 21 se indukuje proud, jenž je v podstatě obrazem primárního proudu transformovaným nepřímo v poměru počtu závitů. Uspořádání primárních vodičů podle vynálezu zajištuje značné snížení rozptylové indukčnosti a tím i podstatný pokles rozptylového magnetického pole a citlivost přenosu na jiná pozitivní pole.

Claims (3)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Zapojení pro induktivní přenos řídicích pulsů zejména pro současné spouštění řízených polovodičových součástek řazených do série, sestávající z generátorů pulsů a smyčkového transformátoru vyznačené tím, že generátor (G) pulsů je napojen na zdroj stejnosměrného proudu a kladným výstupem na středový vodič (21) smyčkového transformátoru (10), přičemž první kondenzátor (1) spojující oba póly zdroje je zapojen přes první diodu (4) a odpor (5) na kladný výstup generátoru (G), druhý kondenzátor (
2. 2) spojující oba póly zdroje je zapojen přes druhou diodu (6) a první tlumivku (7) na kladný výstup generátoru (G) a třetí kondenzátor (3) spojující oba póly zdroje je zapojen přes druhou tlumivku (8) na kladný výstup generátoru (G), zpětný vodič (22) primárního vinutí smyčkového transformátoru (10) je zapojen na záporný pól stejnosměrného zdroje přes paralelní kombinaci klíčovacího tyristoru (9) a obtokové diody.(15), přičemž na zpětný vodič (22) je klíčovací tyristor (9) zapojen anodou a obtoková dioda (15) katodou.
3. 3 listy výkresů