CS225171B1 - Connection of the overvoltage protection of active semiconductors - Google Patents

Description

225171 (11) (Bl) eiSKOSLOVINSKA10 CIALI STI CKAREPUBLIKA(1B)

POPIS VYNÁLEZU

K AUTORSKÉMU OSVEPČEWIU

(22) Přihlášené 24 06 81(21) (PV 4776-81) (51) Int. Cl’H 02 H 7/127 (40) Zvere jnené 27 05 83

ORAD PRO VYNALBYA OBJIVY (45) Vydané 15 04 86 (75)

Autor vynálezu HARVANEK ZDENKO ing., POBUDA MIROSLAV ing., NOVA DUBNICA,ČERřJANSKÝ ANTON ing., TRENČÍN, MIHALClN JOZEF ing. CSc.,

NOVÁ DUBNICA (54) Zapojenie prepaťovej ochrany výkonových polovodičových súčiastok 1

Vynález sa týká zapojenia prepaťovej o-chrany pre skupinu výkonových polovodičo-vých súčiastok, ktoré majú jeden výkonovývývod připojený na spoločný potenciál. U známých zapojení prepáťových ochranvýkonových polovodičových súčiastok ide osériové zapojenie odporu a kondenzátora,ktoré sú dvorná volnými vývodmi připojenék výkonovým vývodom výkonovej polovodi-čové) súčiastky, alebo o paťfázové zapojenieprepaťovej ochrany pre. výkonové usměrňo-vače v trojfázovom zapojení. Ochrany zlože-né z odporu a kondenzátora spůsobujú pří-davné prúdové namáhanie chráněně) výko-novej polovodičové) súčiastky tým, že pri jejzapínaní sa kondenzátor vybíja cez odporochrany a spínaní výkonovú polovodičovúsúčiastku. V dósledku toho vznikajú tiež vý-konové straty na odpore ochrany.

Paťfázová ochrana odstraňujúca vyššiespomínané nedostatky, nemože byť pre jejdefinovaná zapojenie použitá na ochranu vý-konových polovodičových súčiastok v inomzapojení, ako je trojfázový usměrňovač vmostíkovom zapojení.

Vyššie uvedené nevýhody odstraňuje za-pojenie prepaťovej ochrany výkonových po-lovodičových súčiastok pódia vynálezu, kto-rých rovnaké výkonové vývody sú připoje-né na spoločný potenciál pódia vynálezu, 2 ktorého podstatou je, že na vzájomne nespo-jené výkonové vývody výkonových polovo-dičových súčiastok sú připojené anody, při-padne katody diod prepaťovej ochrany, kto-rých katódy, připadne anody sú spojené ceznabíjací odpor s jedným vývodom akumulač-ného kondenzátora a jedným vývodom vybí-jacieho odporu, pričom druhé vývody aku-mulačného kondenzátora a vybíjacieho od-poru sú spojené so vzájomne přepojenýmivýkonovými vývodmi výkonových polovodi-čových súčiastok.

Zapojením pódia vynálezu sa docieli pod-statné zníženie komutačného pre.patia nachráněných súčiastkach pri súčasnom zníže-ní výkonových strát v ochraně, čo zároveňumožňuje použitie ochrany pódia vynálezupre prácu pri vyšších frekvenciách v porov-naní s ochranou zloženou z odporu a kon-denzátora.

Na připojených výkresoch na obr. 1 je na-kreslený příklad zapojenia prepaťovej o-chrany skupiny výkonových polovodičovýchsúčiastok (tyristorov), ktorých spoločnýmvýkonovým vývodom je anoda, na obr. 2 jenaznačený příklad, kde spoločným výkono-vým vývodom je katoda. Na obr. 3 je znázor-něný příklad zapojenia prepaťovej ochranyv striedači prúdu a na obr. 4 v striedači na-patia s autotransformátorovou komutáciou. 225171 225171 V zapojení (obr. 1) na katódy výkonovýchpolovodičových súčiastok 1, sú připojenéanody diod 2 prepaťovej ochrany. Katódydiod 2 sú spojené cez nabíjací odpor 3 s jed-ným vývodom akumulačného kondenzátora4 a jedným vývodom vybíjacieho odporu 5.Druhé vývody akumulačného kondenzátora 4 a vybíjacieho odporu 5 sú spojené s ano-dami výkonových polovodičových súčiastok 1. Ku akumulačnému kondenzátoru 4 a vy-bíjaciemu odporu 5 je paralelné připojenýobvod 6 na snímanie napátia. V príkladnom zapojení prepaťovej ochra-ny výkonových polovodičových súčiastok(obr. 2} na anody výkonových polovodičo-vých súčiastok 1 sú připojené katódy diod2 prepaťovej ochrany. Anody diód 2 sú spo-jené cez nabíjací odpor 3 s jedným vývo-dom vybíjacieho odporu 5 a akumulačnéhokondenzátora 4.

Druhé vývody akumulačného konden-zátora 4 a vybíjacieho odporu 5 sú připoje-né ku katódam výkonových polovodičovýchsúčiastok 1. Ku akumulačnému kondenzá-toru 4 a vybíjaciemu odporu 5 je paralelnépřipojený obvod 6 na snímanie napátia. V príkladnom zapojení prepaťovej ochra-ny výkonových polovodičových súčiastok(obr. 3) pozostáva striedač prúdu z anódo-vej skupiny tyristorov Γ anodami připoje-ných na svorku +L. Na ich katódy sú při-pojené anódy diód 9 a komutačně konden-zátory 11. S katodami diód 9 sú spojené ano-dy diód 10, pričom ich katódy sú spojené svývodmi komutačných kondenzátorov 7 aanodami katódovej skupiny tyristorov 8. Ka-tody tyristorov 8 sú spojené so svorkou —L.Svorky U, V, W pre pripojenie záťaže strie-dača prúdu sú vyvedené zo spojení katoddiód 9 s anodami diód 10.

Anódy, resp. katódy diód 2 prepaťovej o-chrany sú připojené na katódy anódovejskupiny tyristorov Γ, připadne na anódy ka-tódovej skupiny tyristorov 8. Katódy, připad-ne anódy diód 2 sú cez nabíjací odpor 3spojené s jedným vývodom akumulačnéhokondenzátora 4 a s jedným vývodom vybí-jacieho odporu 5. Druhé vývody akumulač-ného kondenzátora 4 a vybíjacieho odporu 5 sú spojené s anodami tyristorov Γ anódo-vej skupiny, připadne s katodami tyristo-rov 8 katódovej skupiny. V príkladnom zapojení striedača napatias autotransformátorovou komutáciou dopl-něnou o zapojenie prepaťovej ochrany (obr.4], striedača napatia pozostáva z anódovejskupiny tyristora Γ připojených na svorku+L. Katódy skupiny tyristorov Γ sú spoje-né s jedným vývodom autotransformátorov30, pričom na ich druhé vývody sú připo-jené anódy katódovej skupiny tyristorov 8, ktorých katódy sú spojené so svorkou —L.Na středné vývody autotransformátorov 30sú připojené spoločné body dvojíc komu-tačných kondenzátorov 12 a 15, 13 a 18, 14a 17. Krajné vývody komutačných kondenzá-torov 12, 13, 14 sú spojené so svorkou +La komutačných kondenzátorov 15, 16, 17so svorkou —L. Medzi středné vývody auto-transformátorov 30 a svorkou +L, připadne—L sú zapojené spatné diódy 24, 25, 28,připadne diódy 27, 28, 29, pričom so svor-kou +L sú spojené katódy diód 24, 25, 26a so svorkou —L sú spojené anódy diód 27,28, 29. Na katódy anódovej skupiny tyristo-rov Γ, připadne anódy katódovej skupinytyristorov 8 sú připojené anódy, připadnekatódy diód 2, pričom ich katódy, připadneanódy sú cez rekuperačně odpory 18, 19,20 spojené so svorkou +L, připadne cez re-kuperačně odpory 21, 22, 23 spojené so svor-kou —L. Prepaťová ochrana anódovej sku-piny tyristorov Γ, připadne katódovej skupi-ny tyristorov 8, je tvořená skupinami diód 2,ktoré sú anodami, připadne katodami připo-jené na katódy anódovej skupiny tyristorovΓ, připadne anódy katódovej skupiny tyris-torov 8. Katódy, připadne anódy diód 2, súspojené cez nabíjací odpor 3 s jedným vý-vodom akumulačného kondenzátora 4 a jed-ným vývodom. vybíjacieho odporu 5. Druhévývody akumulačného kondenzátora 4 a vy-bíjacieho odporu S je spojená so svorkou+L, připadne —L.

Funkcia všetkých zapojení z obr. 1, 2, 3a 4 je rovnaká a nasledovná: pri vypínanívýkonových polovodičových súčiastok kle-sá ich prúd do záporných hodnůt, až dosiah-ne maximálnu závernú hodnotu danú vlast-nosťami výkonovej polovodičovej súčiastkya parametrami komutačných obvodov. Pripoklese prúdu z maximálnej závernej hod-noty na nulu vzniká v důsledku existencieindukčnosti v komutačnom obvode výkono-vej polovodičovej súčiastke komutačně pre-patie. Keď hodnota komutačného prepátiapřekročí okamžitú hodnotu napatia na aku-mulačnom kondenzátore 4, otvorí sa pří-slušná dioda 2 a energia indukčnosti v ko-mutačnom obvode je převedená cez nabíja-cí odpor 3 do akumulačného kondenzátora 4. Akumulačný kondenzátor 4 je trvale vy-bíjaný vybíjacím odporom 5. Hodnota ko-mutačného prepátia na výkonovej polovo-dičovej súčiastke je počas vypínacieho pro-cesu daná súčtom napatia na nabíjacom od-pore 3 a akumulačnom kondenzátore 4.Vhodnou vol'bou hodnoty nabíjacieho odpo-ru 3 je možné podstatné ovplyvniť hodnotukomutačného prepátia na výkonovej polo-vodičovej súčiastke pri vypínaní.

Claims (3)

225171 5 PREDMET

1. Zapojenie prepaťovej ochrany výkono-vých polovodičových súčiastok, ktoré majúrovnaký výkonový vývod připojený na spo-ločný potenciál, vyznačujúce sa tým, že navzájomne nespojené výkonové vývody výko-nových polovodičových súčiastok (1) sú při-pojené anody, připadne katody diod (2) pre-paťovej ochrany, ktorých katody, připadneanody sú spojené cez nabíjací odpor (3] sjedným vývodom akumulačného kondenzá- VYNÁLEZU tóra (4) a jedným vývodom vybíjacieho od-poru (5), pričom druhé vývody akumulačné-ho kondenzátora (4) a vybíjacieho odporu(5) sú spojené so vzájomne přepojenými vý-konovými vývodmi výkonových polovodičo-vých súčiastok (1).

2. Zapojenie pódia bodu 1, vyznačujesa tým, že ku akumulačnému kondenzátoru (4) a vybíjaciemu odporu (5j je paralelnépřipojený snímací obvod (6) napatia.

3 listy výkresov