CS220157B1

CS220157B1 - Circuitry of dc sources fed by voltage on semiconductor element

Info

Publication number: CS220157B1
Application number: CS867881A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Caha; Jaroslav Zacek; Tomas Cetl; Lubomir Koucky; Pavel Mnuk
Original assignee: Zdenek Caha; Jaroslav Zacek; Tomas Cetl; Lubomir Koucky; Pavel Mnuk
Priority date: 1981-11-25
Filing date: 1981-11-25
Publication date: 1983-03-25

Abstract

Zapojení stejnosměrného zdroje napájeného napětím na polovodičové součástce je určeno především k napájení řídicích, indikačních a diagnostických obvodů výkonových polovodičových součástek. Podstatou vynálezu je vytvoření vhodného zapojení obvodu, které umožňuje nabíjení stejnosměrného zdroje (kondenzátoru, akumulátoru) při obou polaritách napětí na součástce a současné využití tohoto obvodu pro rovnoměrné rozdělení napětí na více součástkách řazených do série. Uvedené zapojení dovoluje přesně definovat napětí zdroje při použití vhodných součástek v jeho obvodu a tím umožňuje jednoduché uspořádání obvodů, které mají být ze zdroje napájeny. Předmětem vynálezu je i uspořádání obvodu určeného ke generování řídicích impulsů pro polovodičovou součástku, jejíž napětí je využíváno k napájení zdroje.Connecting a DC powered power supply the voltage on the semiconductor component is intended primarily for supplying control, indicating and diagnostic power circuits semiconductor devices. The essence of the invention is to provide a suitable wiring circuit that allows DC charging sources (capacitor, accumulator) with both polarities voltage on component a simultaneous use of this circuit for uniform stress distribution on multiple components sorted in series. This connection allows accurately define the source voltage when used suitable components in its circuit and thus allows simple circuit layout to be supplied from the source. Subject of the invention is also the arrangement of the circuit intended to generate control pulses for a semiconductor device whose voltage is being used power supply.

Description

Vynález se týká zapojení stejnosměrného napěťového zdroje, napájeného napětím na výkonové polovodičové součástce. Zdroj pracuje na potenciálu polovodičové součástky. Vynález se týká oboru výkonových polovodičových měničů.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The invention relates to a DC power supply that is powered by a voltage on a power semiconductor component. The power supply works at the potential of the semiconductor device. The invention relates to the field of power semiconductor converters.

Dosavadní známá zapojení řeší tento problém buď samostatným akumulátorem, nebo baterií, připojenou na potenciál výkonové polovodičové součástky. Nevýhodou je nutnost časté výměny zdroje při odstavení výkonové polovodičové součástky nebo oddělovacím transformátorem s usměrňovačem na sekundární straně a primárním vinutím, napájeným z libovolného střídavého zdroje. Sekundární vinutí transformátoru a usměrňovač jsou na potenciálu výkonové polovodičové součástky. Nevýhodou je nutnost použití oddělovacího transformátoru, který odděluje potenciál výkonové polovodičové součástky, obvykle vysokého napětí, od potenciálu napájecího střídavého zdroje.The prior art known solutions solve this problem either by a separate accumulator or by a battery connected to the potential of a power semiconductor component. The disadvantage is the necessity of frequent replacement of the power supply when the power semiconductor component is shut down or by a isolation transformer with a rectifier on the secondary side and primary winding supplied from any AC power source. The transformer secondary winding and rectifier are at the potential of the power semiconductor component. The disadvantage is the need to use a decoupling transformer that separates the potential of a power semiconductor component, usually a high voltage, from the potential of an AC power supply.

Další známé zapojení je opatřeno stejnosměrným zdrojem, který využívá pouze jedné polarity na výkonové polovodičové součástce. Nevýhodou je závislost napětí stejnosměrného zdroje na tvaru křivky napětí na výkonové polovodičové součástce.Another known wiring is provided with a DC power supply that utilizes only one polarity on the power semiconductor component. The disadvantage is the dependence of the voltage of the DC source on the shape of the voltage curve on the power semiconductor component.

Výše uvedené nedostatky řešení odstraňuje zapojení stejnosměrného zdroje podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že stejnosměrný zdroj, tvořený akumulátorem nebo kondenzátorem je zapojen mezi třetí svorkou a čtvrtou svorkou stejnosměrného výstupu jednofázového můstkového· usměrňovače tvořeného první diodou zapojenou mezi druhou svorkou a třetí svorkou, druhou diodou zapojenou mezi čtvrtou svorkou a pátou svorkou, třetí diodou zapojenou mezi druhou svorkou a čtvrtou svorkou a čtvrtou diodou zapojenou mezi třetí svorkou a pátou svorkou, připojeného druhou svorkou a pátou svorkou přes první odpor, paralelně k první svorce a šesté svorce výkonové polovodičové součástky.The above mentioned drawbacks of the solution eliminate the connection of the DC power supply according to the invention. It is based on the fact that a DC source of accumulator or capacitor is connected between the third terminal and the fourth terminal of the DC output of the single-phase bridge rectifier formed by the first diode connected between the second terminal and the third terminal, the second diode connected between the fourth terminal and the fifth terminal a diode connected between the second terminal and the fourth terminal and a fourth diode connected between the third terminal and the fifth terminal connected by the second terminal and the fifth terminal through the first resistor, parallel to the first terminal and the sixth terminal of the power semiconductor component.

Základní výhoda zapojení podle vynálezu spočívá v tom, že usměrňovač je připojen přes vhodně volený odpor na napětí na výkonové polovodičové součástce a že lze k nabíjení stejnosměrného zdroje využívat obou polarit střídavého napětí na výkonové polovodičové součástce. Zapojení podle vynálezu je dále blíže vysvětleno na dvou příkladech podle obr. 1 a 2.The basic advantage of the circuitry according to the invention is that the rectifier is connected via a suitably selected voltage resistor on the power semiconductor component and that both AC polarities on the power semiconductor component can be used to charge the DC power supply. The circuit according to the invention is explained in more detail below with reference to two examples according to FIGS. 1 and 2.

Na obr. 1 je znázorněno úplné schéma elektrického zapojení výkonové polovodičové součástky V a stejnosměrného zdroje tvořeného kondezátorem C. Jednofázový usměrňovací můstek tvořený první diodou VI, druhou diodou V2, třetí diodou V3 a čtvrtou diodou V4 napájí stejnosměrný zdroj, jímž je ve schématu kondenzátor C. Velikost nabíjecího proudu je vhodně omezena odporem Rl, který může být zapojen mezi první svorkou 1 a druhou svorkou 2 nebo mezi pátou svorkou 5 a šestou svorkou 6. K omezení napětí na kondenzátoru C na požadovanou hodnotu lze s výhodou použít místo diod VI, V2, V3 V4 Zenerových diod, a to buď místo první diody VI a čtvrté diody V4 nebo místo druhé diody V2 a třetí diody V3 nebo místo všech diod VI, V2, V3, V4.FIG. 1 shows a complete circuit diagram of a power semiconductor component V and a DC power source formed by capacitor C. A single-phase rectifier bridge formed by a first diode VI, a second diode V2, a third diode V3, and a fourth diode V4 supplies a DC power source. The charge current is suitably limited by a resistor R1 which can be connected between the first terminal 1 and the second terminal 2, or between the fifth terminal 5 and the sixth terminal 6. It is advantageous to use diodes VI, V2 instead of diodes VI, V2 , V3 V4 of the Zener diodes, either instead of the first diode VI and the fourth diode V4, or instead of the second diode V2 and the third diode V3, or instead of all the diodes VI, V2, V3, V4.

Mezi první svorkou 1 a šestou svorkou 6 je zapojena výkonová polovodičová součástka V tvořená na obr. 1 tyristorem. Odpor Rl je zapojen mezi první svorkou 1 a druhou svorkou 2. Bez újmy na správnosti funkce může být odpor Rl zapojen místo mezi první svorkou 1 a druhou svorkou 2 mezi pátou svorkou 5 a šestou svorkou 6. Mezi dvojicemi svorek 2 a 3, 2 a 4, 3 a 5, 4 a 5 jsou zapojeny diody tak, že tvoří jednofázový usměrňovací můstek s kladným pólem na třetí svorce 3 a záporným na čtvrté svorce 4. Mezi třetí svorkou 3 a čtvrtou svorkou 4 je zapojen nabíjený stejnosměrný zdroj, v daném případě kondenzátor C.Between the first terminal 1 and the sixth terminal 6 is connected a power semiconductor component V formed in FIG. 1 by a thyristor. Resistance R1 is connected between the first terminal 1 and the second terminal 2. Without prejudice to the correct function, the resistance R1 can be connected instead of between the first terminal 1 and the second terminal 2 between the fifth terminal 5 and the sixth terminal 6. Between the pairs of terminals 2 and 3, 2 and 4, 3 and 5, 4 and 5 the diodes are connected to form a single-phase rectifier bridge with a positive pole on the third terminal 3 and a negative on the fourth terminal 4. Between the third terminal 3 and the fourth terminal 4 is a charged DC supply, in this case capacitor C.

Na obr. 2 je znázorněno zapojení stejnosměrného zdroje, kde se využívá omezení napětí zdroje a které je použitelné ke generování řídicích impulsů výkonové polovodičové součástky. V tomto případě je přivedeno kladné napětí přes další odpor R2 na spínací tranzistor V5 a na řídicí elektrodu výkonové polovodičové součástky V a záporné napětí ze čtvrté svorky 4 stejnosměrného zdroje, tvořeného akumulátorem A přes další spínací tranzistor VB bud přímo, nebo přes třetí odpor R3 na katodu výkonové polovodičové součástky V na šestou svorku 6. K druhému a třetímu odporu R2, R3 mohou být paralelně připojeny první a druhý kondenzátor Cl, C2.FIG. 2 shows a DC power supply employing a power supply voltage limitation that is useful to generate control pulses of a power semiconductor component. In this case, a positive voltage is applied via a further resistor R2 to the switching transistor V5 and to the control electrode of the power semiconductor component V and a negative voltage from the fourth terminal 4 of the DC power supply constituted by the accumulator A. The first and second capacitors C1, C2 can be connected in parallel to the second and third resistors R2, R3.

Elektrického obvodu podle vynálezu lze využít buď jako zdroje stejnosměrného napětí pro napájení řídicích obvodů výkonových polovodičových součástek na potenciálu vysokého napětí při jejich sériovém řazení, přičemž jako omezovacího prvního odporu Rl lze využít odporu napěťového děliče sériově řazených výkonových polovodičových součástek, nebo jako zdroje stejnosměrného napětí pro indikační, ochranné a diagnostické obvody.The electrical circuit according to the invention can be used either as a DC voltage source for supplying the control circuits of power semiconductor components to the high voltage potential in series, whereby the voltage divider resistor R1 of the series power semiconductor components can be used as limiting resistor R1 or DC indication, protective and diagnostic circuits.

Claims

SUBJECT

1. A DC power supply connected to a semiconductor component, operating at its potential and using both alternating polarities on the component for its power supply, characterized in that the DC source consisting of a battery (A) or a capacitor (C) is connected between the third terminal (3) and fourth terminal (4) of the DC output of a single-phase bridge rectifier formed by the first diode (VI) connected between the second terminal (2) and the third terminal (3), the second diode (V2) connected between the fourth terminal (4) and the fifth a terminal (5), a third diode (V3) connected between a second terminal (2 J and a fourth terminal (4) and a fourth diode (V4) connected between a third terminal (3) and a fifth terminal (5) connected by a second terminal ( 2) and the fifth terminal (5) via a first resistor (R) parallel to the first terminal (1) and the sixth terminal (6), power semiconductor components (V) ^{^2/1} invention

A DC power supply according to claim 1, characterized in that either the first diode (VI) and the fourth diode (V4), or the second dida (V2) and the third diode (V3), or all diodes (VI, V2, V3, V4) are formed by Zener diodes.

3. The DC power supply according to claim 1, characterized in that the third DC output terminal (3) is connected either directly or via a second resistor (R2) to a switching transistor (V5) connected further to the control electrode of the power semiconductor component (V). and the fourth terminal (4) of the DC output is connected via another switching transistor (V6) either directly or through a third resistor (R3) to the cathode of the power semiconductor component (V), the first capacitor ( C1) and a second capacitor (C2) is connected in parallel to the third resistor (R3).

2 sheets of drawings