CS230795B1 - Zapojení obvodu pro bezeztrátové komplexní měření dynamických parametrů diod a tyristorů - Google Patents

Abstract

Předmět vynálezu se týká zapojeni obvodu pro bezeztrátové komplexní měření dynamických parametrů diod a tyristorů. Zapojení obvodu sestává z obvodu propustného proudu tvořeného dvěma LC obvody zapojenými do série. Paralelně k LC obvodům je přes první proměnnou indukčnost zapojena větev sestávající z měřeného prvku, čidla proudu, z diody a tyristorů. Obvod měřeného prvku sestává z obvodu pomocného kmitu a obvodu generátoru blokovacího napětí. Paralelně k obvodu měřeného prvku je připojen obvod komutace. Zapojeni je ještě doplněno obvodem elektronického vypínače. V zapojení podle vynálezu je vytvářen lichoběžníkový puls propustného proudu o dostatečné délce času, který umožňuje vyhodnocovat všechny dynamické parametry měřeného prvku.

Description

Vynález se týká zapojení obvodu pro bezeztrátová komplexní měření dynamických parametrů diod a tyristorů.

Měření dynamických parametrů tyristorů a diod, zvláště rychlých tyristorů, středofrekvenčních tyristorů a tyristorů typu GATT, se provádí lichoběžníkovým proudovým pulsem s volitelnou strmostí nárůstu proudu, a volitelnou maximální amplitudou a délkou pulsu a s volitelnou strmostí poklesu proudu, Na měřený tyristor se následně přikládá volitelná hodnota závěrného napětí a dále volitelná hodnota blokovacího napětí s volitelnou strmostí nárůstu. Při dostatečně dlouhém proudovém pulsu, řádově ms, lze na měřeném prvku vyhodnotit všechny dynamické parametry., zejména vypínací dobu, zapínací dobu, průběh úbytku napětí v závislostech na dospínávání, zotavovací vlastnosti, dále kritickou strmost nárůstu blokovacího napětí a kritickou strmost nárůstu proudu.

Vytvoření proudového lichoběžníkového pulsu © dostatečné časové délce je technicky velmi obtížné. Některá řešení používají pro spínání pomocný LC obvod a vlastní délku proudového pulsu vytváří pomocí zatěžovacího odporu. Takové řešení lze aplikovat pouze laboratorně, nastavování hodnot je obtížné a nelze volit požadované parametry v celém rozsahu.

Vytváření proudového lichoběžníkového pulsu pomocí L-C kmitavých obvodů neumožňuje zvětšit délku proudového pulsu, protože překmitové kondenzatory vycházejí rozměrově příliš veliké a technicky nerealizovatelné.

230 79S

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení obvodu pro bezeztrátové komplexní měření dynamických parametrů diod a tyristorů podle vynálezu· jehož podstata spočívá v tom, že paralelně k prvnímu zdroji pomocného napětí je zapojen první kondenzátor, jehož kladný pól je spojen s katodou první diody a anodou prvního tyristorů, jehož katoda je přes první indukčnost spojena e anodou druhého tyristorů a anodou první diody a katoda druhého tyristorů je spojena se záporným polem prvního kondenzátoru* Paralelně ke zdroji spínacího napětí je zapojen druhý kondenzátor a druhá dioda, jejíž anoda je spojena jednak přes serioantiparalelní spojení třetího kondenzátoru, druhé indukčnosti, třetí diody a třetího tyristorů s kladným pólem zdroje spínacího napětí a jednak s katodou prvního tyristorů, k jehož anodě je přes čidlo proudu zapojena anoda měřeného prvku, zapojeného do serie se čtvrtou diodou a čtvrtým tyristorem, překlenutým kontaktem, jehož katoda je přes první proměnnou indukčnost spojena se záporným pólem zdroje spínacího napětí. Paralelně k měřenému prvku a. čidlu proudu je přes pátou diodu zapojen zdroj blokovacího napětí a společný bod anody čtvrté diody a měřeného prvku je spojen s katodou pátého tyristorů, jehož anoda je přes třetí indukčnost spojena s kladným pólem zdroje napětí pomocného kmitu, k němuž, je paralelně zapojen čtvrtý kondenzátor. Záporný pól zdroje na?* pěti pomocného kmitu je spojen jednak β katodami šestého a sedmého tyristorů a jednak s katodou čtvrtého tyristorů. Anoda sedmého tyristorů je přes druhou proměnnou indukčnost spojena s kladným pólem pátého kondenzátoru, který je paralelně zapojen ke zdroji závěrného napětí, jehož záporný pól je spojen s kladným pólem zdroje blokovacího napětí a dále anoda šestého tyristorů je spojena jednak s katodou šesté diody a jednak s kladným pólem druhé zdroje pomocného napětí k němuž je paralelně zapojen šestý kondenzátor a záporný pól druhého zdroje pomocného napětí je spojen s anodou sedmého tyristorů a anoda šesté diody je spojena se záporným pólem prvního kondenzátoru·

V zapojení obvodu pro bezeztrátové komplexní měření dynamických parametrů diod a tyristorů podle vynálezu, lze měnit nezávisle na sobě všechny parametry při zachování dostatečně

230 795 dlouhé doby lichoběžníkového pulsu propustného proudu». V zapojení nedochází k maření elektrické energie» protože energie nahromaděné v indukčnostech obvodů ae po skončení měřícího cyklu vrací zpět do hlavního bipoláraího kondenzátoru·

S výhodou lze použít bipolární kondenzátory, které mají ©proti unipolárním kondenzátořům méně než desetinovou váhu a rozměry» Použitím zapojení obvodu podle vynálezu odpadá nastavování kapacity zdroje šplhaného napětí podle velikosti zvoleného proudu, čímž se zjednoduší obsluha.

Příklad zapojení obvodu pro bezeztrátové komplexní měření , dynamických parametrů diod a tyristorů podle vynálezu je na při*· loženém výkresu·

Schéma zapojení je tvořeno především obvodem propustného proudu, sestávajícím ze dvou LC. obvodů, zapojených do serie» První LC obvod je tvořen prvním koadenzátorem χ, připojeným paralelně k prvnímu zdroji 1 pomocného napětí» Kladný pól prvního kondenzátoru χ je spojen s katodou první diody 11 a anodou prvního tyristorů 8» Záporný pól prvního kondenzátoru χ je spojen s katodou druhého tyristorů 10» jehož anoda je spojena s anodou první diody 11 a přes první indukčnost 2 ^s katodou prvního tyris* toru J2, která je dále spojena s.druhým LC obvodem» Druhý LC obvod je tvořen druhým kondensátorem 18· zapojeným paralelně ke zdroji 2 spínacího napětí a do serie připojenou první proměnnou ladukčností IX· Paralelně ke zdroji 2 spínacího napětí je zapojena druhá dioda 23. jejíž anoda je spojena přes serioantiparalelní spojení třetího kondenzátoru 21, druhé indukčnosti 20. třetí diody 22 a třetího tyristorů 18 s kladným pólem zdroje 2 spínacího napětí» Anoda prvního tyristorů 8 je přes čidlo proudu 12 spojena s anodou.měřeného tyristorů 13. zapojeného do serie sě čtvrtou diodou 14 a ětvrtým tyristorem 16, překlenutým kontaktem 15. Paralelně k čidlu proudu 12 a měřenému tyristorů 13 je přes pátou diodu 30 zapojen zdroj 5 blokovacího napětí» Spoj anody čtvrté diody 14 a katody měřeného tyristorů 13 je spojen s katodou pátého tyristorů 26, jehož anoda je přes třetí indukčnost 25 spojena s kladným pólem zdroje χ napětí pomocného kmitu, k němuž je paralelně zapojen čtvrtý kondenzátor 24. Záporný pól zdroje χ napětí pomocného kmitu je spojen jednak s katodami šestého a sedmého tyristorů 32 a 29 a jednak s katodou čtvrtého tyristorů X6. Anoda sedmého tyristorů 29 je přes druhou proměnnou indukč4

230 795 nost 28 spojena s.kladným pólem pátého kondenzátorů 27, který je paralelně zapojen ke zdroji £ závěrného napětí, jehož záporný pól je spojen e kladným pólem zdroje £ blokovacího napětí* Anoda šestého tyristorů 32 je spojena jednak s katodou šesté diody 33 a jednak s kladným pólem druhého zdroje 6 pomocného napětí, k němuž je paralelně zapojen šestý kondenzátor 31 a záporný pól druhého zdroje 6 pomocného napětí je spojen s ano* dou sedmého tyristorů 29 a anoda šesté diody 33 jo spojena se záporným pólem prvního kondenzátorů 2®

Funkce zapojeni obvodu pro bezetrátové komplexní měření dynamických parametrů diod a tyristorů je následující» měřící cyklus začíná sepnutím prvého a druhého tyristorů 8 a 10 obvodu přípravného kmitu* Obvodem tvořeným kondenzátorem 2» prvním tyristorem 8, první indukčnósti 3 a druhým tyristorem 20 začne protékat proud sinusového tvaru, jehož amplituda je dána velikostí napětí na prvním kondenzátorů 2 nabitém z prvního zdro*» je 2 pomocného napětí* V čase při dosažení maximální hodnoty prou da v první indukčnósti 2 zaniká proud ve druhém tyristorů 10. uzavírá se přes první diodu 11 a současně spíná měřený tyristor 13 z napětí na druhém kondenzátorů 18. jehož velikost je nastave* na v© zdroji 2 spínacího.napětí* V obvodu tvořeném čidlem.proudu 12* měřeným tyristorem 13. čtvrtou diodou II» kontaktem 25» P^rv ní proměnnou indukčnósti 17 * druhým kondenzátorem 18 a vodivým prvním tyristorem £ začne narůstat proud s definovanou strmosti nárůstu, která je určena velikostí první proměnné indukčnósti 17 a velikostí napětí zdroje 2 spínacího napětí*.? okamžiku, kdy velikost proudu tekoucího měřeným tyristorem 13 přesáhne velikost proudu v první indukčnósti JJ,. dochází ke komutaci prvního tyrisi* toru 8, spíná třetí tyristor 19 a zbylý náboj v druhém kondenzá* toru 18 se rychle přemístí přes druhou indukčnost 20 do třetího kondenzátorů 21. Proud tekoucí měřeným tyristorem 13 není dále ovlivňován napětím na druhém kondenzátorů 18 a je udržován na konstantní velikosti první indukíností Do vyíerpání náboje na třetím kondenzátorů 21 se proud uzavírá přes druhou indukčnost 20 a třetí diodu 22 a posléze přes druhou diodu 23* Po zvolené době trvání lichoběžníkového pulsu spíná sedmý tyristor 29. V obvodu tvořeném pátým kondenzátorem 27. druhou proměnnou indukčnósti 28. sedmým tyristorem 29. kontaktem 25» čtvrtou diodou 21» která jo ve vodivém stavu, měřeným tyristorem 13 a čidlem proudu 22» začne

230 7SS narůstat proud se strmostí danou velikostí druhé proměnné indukčnosti 28 a napětím zdroje <£ závěrného napětí· Proud, tekoucí měřeným tyristorom 13 je součtem ©bou proudů v obvodu, lineárně klesá až do.záporných hodnot, kdy dochází ke komutaci měřeného tyristoru 13» V době před komutací měřeného tyristoru 13 spíná pátý tyristor-26 a v obvodu pomocného kmitu, tvořeném čtvrtým kondensátorem 24« třetí indukčnosti 25. pátým tyristorom lát čtvrtou diodou a kontaktem 15 začne protékat proud sinusového charakteru, který se ve čtvrté diodě 14 sčítá s proudem tekoucím měřeným, tyristořem 13 a udržuj© ji vě vodivém stavu i po jeho komutaci.·Tím je po dobu kmitu pomocného obvodu připojen měřený tyristor 13 přes vodivou čtvrtou diodu 14. sepnutý sedmý tyristor 29 a druhou proměnnou indukčnost 28 na závěrné napětí , na pátém kondenzát oru 27« Po ukončení doby kmitu pomocného obvodu komutuje pátý tyristor 26 a čtvrtá dioda 14 odpíná katodu měřeného tyristoru 13 od obvodu propustného proudu a obvodu komutace* Ze zdroje 2 blokovacího napětí se v tomto okamžiku přikládá na měřený tyristor 13 blokovací napětí s určenou strmostí nárůstu a s určenou amplitudou. Změnou doby sepnutí pátého tyristoru 26 vůči době sepnutí sedmého tyristoru 29 lze měnit dobu přiložení závěrného napětí na měřený tyristor 13 a tím jeho vypínací dobu. Po ukončení kmitu pomocného obvodu spíná Šestý tyristor 32 v obvodu elektronického vypínače, tvořeného šestým kondenzátorem 21 a druhým zdrojem 6 pomocného napětí a zároveň sedmý tyristor 29 komutuje a po jeho vypínací dobu je.na něm udržováno závěrné napětí přivedené přes šestý tyristor 32 z.šestého kondenzátora

Proud, který tekl sedmým.tyristořem 29 se nyní uzavírá v obvodu šestého kondensátoru 31 a šestého tyristoru 32« první indukčnosti 11. druhé diody 23. první indukčnosti 2, první diody 11« pátého kondenzátora 27« druhé proměnné indukčnosti 28.

Napětí na šestém kondenzátora 31 posléze mění svou.polarita a roste až na velikost napětí na pátém kondenzátora 27 a tím se otvírá šestá dioda 33. Proud se potom uzavírá ze záporného pelu prvního kondensátoru 2. přes.šestou diodu 33«·šestý tyristor 32« první proměnnou·indukčnost 17. druhou diodu 23« první indukčnost. 2, první diodu 11 do jeho kladného pólu. Napětí na prvním kondensátoru 2 vzrůstá do té doby, až zanikne proud v obvodu. Tím se energie, která byla nashromážděna v indukčnostech obvodu vrací zpět do prvního kondensátoru 2 ^a celý cyklus je ukončen.

230 795

Je-li na místě měřeného prvku 13 dioda, je rozpojen kontakt 15 a řídícím pulsem pro měřený prvek je spínán čtvrtý tyristor 16. Funkce obvodu je stejná s tím rozdílem, že zdroj £ blokovacího napětí není použit.

Zapojení obvodu pro bezeztrátové komplexní měření dynamických parametrů diod a tyristorů lze použít pro měření všech typů tyristorů a diod, S výhodou lze lichoběžníkového proudového pulsu použít pro měření úbytku napětí v propustném směru na tyristořech.a diodách v závislosti na době vedení proudu měřeným prvkem, Y případě, že nastavíme trojúhelníkový průběh proudu měřeným prvkem, lze vyhodnocovat kritickou strmost nárůstu propustného proudu tyristorů.

Claims (1)

1. Zapojení obvodu pro bezeztrátové komplexní měření dynamických parametrů diod a tyrietorů, sestávající ze zdrojů pomocného napětí, zdroje spínacího, závěrného a blokovacího napětí a z jednotlivých elektronických prvků, vyznačené tím , že paralelně k prvnímu zdroji /1/ pomocného napětí je zapojen první kondenzátor /7/, jehož kladný, pól Je spojen s katodou první diody /11/ a anodou prvního tyristoru /8/, jehož katoda je přes první indukčnost /9/ spojena s anodou druhého tyristoru /10/ a anodou první diody /11/ a katoda druhého tyristoru /10/ je spojena se záporným pólem prvního kon* denzátoru /7/» přičemž paralelně ke zdroji /2/ spínacího napětí je zapojen druhý kondenzátor /18/ a druhá dioda /23/, jejíž anoda je spojena jednak přes serioantiparalelní spojění třetího kondenzátoru /21/, druhé indukčnosti /20/, třetí diody /22/ a třetího tyristoru /19/» s kladným pólem zdroje /2/ spínacího napětí a jednak s katodou prvního tyristoru /8/, k jehož anodě je přes čidlo proudu /12/ zapojena anoda měřeného prvku /13/» zapojeného do serie se čtvrtou diodou /14/ a čtvrtým tyristorem /16/, překlenutým kontaktem /15/» jehož katoda je přes první proměnnou indukčnost /17/ spojena se záporným polem zdroje /2/ spínacího napětí a dále paralelně k měřenému prvku /13/ a čidlu proudu /12/ je přes pátou diodu /30/ zapojen zdroj /5/ blokova?cího napětí a společný bod anody čtvrté diody /14/ a katody.měřeného prvku /13/ je spojen s katodou pátého tyristoru /26/, jehož anoda je přes třetí indukčnost /25/ spojena s kladným pólem zdroje /3/ napětí pomocného kmitu» k němuž je paralelně zapojen čtvrtý kondenzátor /24/» přičemž záporný pól zdroje /3/ napětí pomocného kmitu je spojen jednak s katodami šestého a sedmého tyristoru /32/ a /29/ a jednak s katodou čtvrtého tyristoru /16/ a anoda sedmého tyristoru /29/ je přes druhou proměnnou indukčnost /28/ spojena s kladným pólem pátého kondensátoru /27/» který je paralelně zapojen ke zdroji /4/ závěrného napětí, jehož záporný pól je spojen s kladným pólem zdroje /5/ blokovacího napětí a dále anoda šestého tyristoru /32/ je spojena jednak s katodou šesté diody /33/ a jednak s kladným pólem druhého zdroje /6/

   230 79S pomocného napětí, k němnž je paralelně zapojen Šestý kondenzátor /31/ a záporný pól druhého zdroje /6/ pomocného napětí jo spojen s anodou sedmého tyristora /29/ a anoda šestá diody /33/ je spojena se záporným pólem prvního kondenzátora /7/·