CS225925B1 - Circuitry of semiconductor switch controllable by voltage - Google Patents

Description

Vynález se týká zapojení polovodičového spínače řiditelného napětím, které obsahuje napěíově závislé prvky, odporníky, transformátor, diodu, řiditelný polovodičový spínací prvek a Zenerovu diodu. První výstupní svorka zapojení je vytvořena první výstupní elektrodou řiditelného polovodičového spínacího prvku. Druhá výstupní svořka zapojení je vytvořena druhou výstupní elektrodou řiditelného polovodičového spínacího prvku. Odporník je zapojený mezi první vstupní elektrodu řiditelného polovodičového spínacího prvku a druhou vstupní elektrodou řiditelného polovodičového spínacího prvku. Zenerova dioda, jejíž anoda je zapojena na druhou vstupní elektrodu řiditelného polovodičového spínacího prvku má katodu zapojenou na anodu diody·

Dosud známá zapojení polovodičových spínačů řiditelných napětím obsahují například hladinové obvody pro vyhodnocení úrovně vstupního signálového napětí a ke zpracování signálu pro řízení řiditelného polovodičového spínacího prvku užívají aktivních součástek jako jsou například tranzistory. Tato zapojení ke své funkci vyžadují pomocný zdroj stejnosměmého napájecího napětí. Při ztrátě tohoto napětí neúčinkují a jsou proto méně spolehlivá.

Uvedenou nevýhodu odstraňuje zapojení polovodičového spínače řiditelného napětím podle vynálezu jehož podstata spočívá v tom, že mezi první vstupní svorkuu a druhou vstupní svorkou Jsou dvě paralelní větve. První větev je vytvořena sériovým spojením nejméně jednoho prvního napětově závislého prvku, jehož první konec je zapojen na první vstupní svorku a druhý na začátek primárního vinutí transformátoru, s prvním odporníkem, jehož první konec je zapojen

225 925 . ' I

225 925 na druhou vstupní svorku a druhý na začátek primárního vinutí transformátoru. Druhá větev je vytvořena sériovým s^pojením nejméně jeclnoh^{o d}ru^hého · ⁿapět^ove závislého p^rvku, za^pojene^{ho p}r^{v n}írn koncern ^na druh°^u vstu^pní svorku a ^druhým na konec primárn^o ^vinutí teaM^rrnátoru, в druhým odporrn.ke^m, ^zapojeným ^prvním koncem na první ^vstupní svorto a druhým ⁿa ^konec primárního vinutí transformátoru. Začátek sekundárního vinutí transformátoru je zapojen na anodu diody. Její katoda je ^přes od^porník zapojena na první vsWpní elektrod^u řiditel^éého pol^ovodičového spínacího prvku.

Pr^aktick^é · provedení předmětu vyniálezu je zobraaeno na ^výkr^^esu_l na ^které^{m je z}n^ázorněno zai^í^Je^íí polovodičového spínače řiditeléého napětím.

Mezi první vstupní svorkou 1. a druhou vstupní svorkou 2 jsou dvě paralelní · větve. Prvnítvětev je vnořena triovým s^pojením ^prvn^ího na^pěto^vě ^závi^sl^ého pr^vku 2» ^jehož prrn ^kon^ec* ^{je zap}o^jen na prv^ní v^stu^pní svorku i a ±ru^hý na začáte^k prim^árního ^vinutí tra^nsforaiátoru £,’ ^{s p}rvním od^porní^kem ^£, jehož první·^konec je zapojen na ďruh^ou sv^ork^u 2 a ^druh^ý na začátek prim^rní^h^o vinutí transformátoru 4. Druhá větev je vytvořena sériovým spojením nejméně jednoho druhého napětově závislého prvku £, zapojeného prvním koncem na druhou vstupní svorku 2 a drukiým na konec ^•imárního vinutí -transformátoru 4, s druh^ým odporníkem 7, ^za“ pojeným prvním koncem na první vstupní svorku 1 a druhým na konec primárního vinutí transformátoru £. Začátek sekulárního vinutí transformátoru 4 je zapojen na anodu diody 8, jejíž katoda je přes třetí odporník £ zapojena na první vstupní elektrodu řiditelného polovodičového spínacího prvku 10, která tvoří první výstupní svorku 11. Druhá výstupní svorka 12 je vytvořena druhou výstupní elektrodou řiditelného polovodičového spínacího prvku 10, na kterou je rovněž připojena anoda Zenerovy diody 14, jejíž katoda je zapojena na katodu diody 8.

Mezi první vstupní elektrodou a druhou vstupní elektrodou řiditelného polovodičového spínacího prvku 10 je zapojen čtvrtý odpcrník 1J. Napětově závislými prvky £,£ mohou být dvojpoly, u kterých je závislost proudu I na napěěí U vyjádřena například rovnicí kde C a · jsou kladné konstanty, přieemž velikost · je řádu desstek. Tak je tomu například u varietoru, což je strukturálně nelineární polovodičový odpor. Jinými napětově závislými prvky mohou být lavinové polovodičové diody s podobnou výraznou zááislostí proudu na nappěí. Kiditenným polovodičovým spínacím prvkem 10 je tyristor. Jeho řadicí elektroda je první vstupní elektrodou a katoda je druhou vstupní elektrodou řiditelnéhj polovodičového spínací^· prvku 10. Anoda tyristoru je první výstupní elektrodou a katoda je druhou výstupní elektrodou řidttllééhj polovodičového spínacího prvku 10_o

Činⁿost opojení polovodičov^o s^na^ ^d^edéého na^tím je možné ^popsat ^pomocí ^oudu tekoucího napětově závislými prvky £ a 6 ^a proudu I tekoucího odpomíky £ a 7. Proud v primárním vinutí transformátoru £ je dán rozdíeem I_y - I . V důsledku napětové zááiss.0ssi uvedených napětově závislých prvků je také proud primárního vinutí transformátoru funkcí vstupního nape^tí. Při klíoovém vstupním napětí je proud odporníků I _y ·o někooik řádů větší než proud napěťově z^A^isl^ych prvků I_y a primárním vinutím transformátoru £ protéká proud jedné poonaity. Zvýšením vstupního ΜρέΗ, například přepětím, dochází k rychlé změně polarity primárního proudu transformátoru a k transformaci proudu v jeho sekundárním vinutí.

225 925

V sekundárním vinutí transformátoru zatíženém vstupním obvodem řiditelného polovodičového spínacího prvku 10, který sestává-z odporu řídicí elektrody tyristoru a předřad^ého. odporníku 9 vznikne proudový impuus, který tento tyristor sepne. Komutace proudu transformátoru_ má impulsní charakter. Naapřklad pro oc = 15 nárůst vstupního napětí 1,5 krát zvýšení proudu I. 485 krát. Kommuací primárního proudu, to jest změnou magnneického toku transformátoru v celém rozsahu magnneizační chaaaktteistiky použitého feromagnetického matteiálu jeho jádra se dosáhne optimální transformace proudu a maximálního vyuuiií maanneického obvodu. Půjde vlastně o změnu magnneického toku od -0^ _ do +0^^· VIVvem nasycení jádra transformátor max líiQX omezuje minoitví enefrgie přenášené vstupními svorkami ze - zdroje vstupního napětí a užité k sepnnuí řidteenného polovodičového spínacího prvku tak, ie-nemůže dojít k jeho poškození. Daaší výhodou zapooení napětím řiditlnného polovodičového spínače je to, ie jeho vstupní .

svorky jsou galvanicky odděleny od svorek výstupních.

Zapooení napětím řidteenéého polovodičového spínače podle vynálezu se můíe s výhodou použit nappíklad tak, ie se vstupním proměnným napětím řídí proud v různé zátěži zapínáním ř:^clie=n^2^^ch polovodičových spínacích prvků jako jsou transistory, tyristory i optoelektronické spínací prvky.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Zapečení polovodičového spínače řidíeinéého napětím, obssaujjcí napětové závislé prvky, odperníky, transformátor, diodu, řiditelný polovodičový spínací prvek a Zenerovu diodu, s první výstupní svorkou vytvořenou první výstupní elektrodou řidteenéého polovodičového ' spínacího prvku, s druhou výstupní svorkou vytvořenou druhou výstupní elektrodou řidteenéého polovodičového spínacího prvku, s odporníkem zapojeným mezi první vstupní elektrodu řidteenéého polovodičového spínacího prvku a druhou vstupní elektrodou řiditlnééUo polovodičového spínacího prvku,' s Zenerovou diodou, jejíi enoda je zapojena na druhou vstupní elektrodu řiditenného polovodičového spínacího prvku a jejíi katoda je zapojena na anodu diody, vyznačené tím, ie mezi první vstupní svorkou (1) a druhou vstupní svorkou (2) jsou dvě para^lní větve, z .nichž první větev je vytvořena sériovým spojením nejméně jednoho prvního napětově závislého prvku (3), jehoi první konec je zapojen na první vstupní svorku (1) a druhý na začátek primárního vinutí transformátoru (4), s prvním odporníkem (5), jehoi první konec je zapojen na druhou vstupní svorku (2) a druhý na začátek primárního vinutí transformátoru (4) a druhá větev je vytvořena sériovým spojením nejméně jednoho - druhého napětové závislého prvku (6), zapojeného prvním koncem na druhou vstupní svorku - (2) a druhým na konec p^:!máiního vinui;í transformátoru (4), s druhým odporníkem (7), zapojeným prvním koncem na první vstupní svorku (1) a druhým na konec primárního vinutí transformátoru (4), zatímco začátek sekundárního vinutí transformátoru (4) je zapojen na anodu diody (8), jejíi katoda je přes třetí odpoomík (9) zapojena na první vstupní elektrodu řz^čltee^né^f^o polovodičového spínacího prvku (10) a konec sekundárního vinutí transformátoru (4) je zapojen . na druhou vstupní elektrodu řidteenéého polovodičového spínacího prvku (10).