CS235592B1

CS235592B1 - Connecting the iisporable pulse power source for thyristors

Info

Publication number: CS235592B1
Application number: CS837955A
Authority: CS
Inventors: Jozef Floch; Vladimir Dudik
Original assignee: Jozef Floch; Vladimir Dudik
Priority date: 1983-10-28
Filing date: 1983-10-28
Publication date: 1985-05-15
Also published as: CS795583A1

Abstract

Zdroj úsporných zapínacích impulzov pre tyristory Je určený pře zapínanie tyristorov v obvodoch, kde vzniká časový posun prúdu za napátím, alebo viacnásobný přechod prúdu nulou, a kde doiteraz museli byť používané zdroje zapínacích impulzov s dlžkou impulzu počas celého žiadaného intervalu zopnutia tyristora. Tým že zdroj vyrába iba krátké impulzy, podstatné sa zmenšuje příkon do riadiacej elektrody, získajú sa strmé hrany zapínacích impulzov a zvyšuje sa odolnost proti rušeniu. Jeho použitie je univerzálně pre 1'ubovol'né typy tyristorov.Source of energy-saving switching pulses for thyristors It is intended for switching on thyristors in circuits where there is a time shift of the current behind the voltage, or multiple current zero crossings, and where sources of switching pulses with a pulse length during the entire required thyristor switching interval had to be used until now. Since the source produces only short pulses, the power input to the control electrode is significantly reduced, sharp edges of the switching pulses are obtained and resistance to interference is increased. Its use is universal for any type of thyristor.

Description

(54) Zapojenie zdroja iisporných zapínáních impulzov pre tyristory(54) Connection of a source of positive thyristor switching

Zdroj úsporných zapínacích impulzov pre tyristory Je určený pře zapínanie tyristorov v obvodoch, kde vzniká časový posun prúdu za napátím, alebo viacnásobný přechod prúdu nulou, a kde doiteraz museli byť používané zdroje zapínacích impulzov s dlžkou impulzu počas celého žiadaného intervalu zopnutia tyristora. Tým že zdroj vyrába iba krátké impulzy, podstatné sa zmenšuje příkon do riadiacej elektrody, získajú sa strmé hrany zapínacích impulzov a zvyšuje sa odolnost proti rušeniu. Jeho použitie je univerzálně pre 1'ubovol'né typy tyristorov.Thyristor Power Saving Power Supply It is designed for switching on thyristors in circuits where there is a time-to-voltage time-shift or multiple zero-crossing and where up to now the pulse-duration sources have to be used throughout the desired thyristor ON time. Since the source only produces short pulses, the power input to the control electrode is substantially reduced, steep edges of the trigger pulses are obtained and interference immunity is increased. Its use is universally for any type of thyristor.

Vynález sa týká zapojenia zdroja úsporných zapínacích impulzov pře tyristory.The invention relates to the connection of a source of economical switching pulses to thyristors.

Doteráz známe zapojenia zdrojov zapínacích impulzov pre tyristory, u ktorých okamžik přechodu prúdu nulou nie je známy, používalo poměrně dlhé zapínacie impulzy, minimálně svojou dížkou zrovnatelné s rozsahom, v ktorom sa vyskytuje přechod prúdu tyristora nulou. To málo za následok jednak vyššie energetické nároky na zdroje zapínacích impulzov a jednak v medzných prípadoch problémy s výkonovým preťažovaním riadiacej elektrody tyristora. Pokial' bolo potřebné sledovat přechod prúdu tyristora nulou pre účely použitia v riadiacom systéme zariadenia, tak sa k tomuto účelu používal samostatný snímač přechodu prúdu nulou. Váčšinou používané takzvané ,.zapalovacie transformátory“ museli vyhovovať často protichodným požiadavkám na vysokú izolačnú pevnost, malú rozptylovú indukčnosť za účelom dosiahnutia vysokej strmosti nábežnej hrany prúdového zapínacieho impulzu do riadiacej elektrody tyristora a malú hodnotu magnetizačného prúdu. Súčasne museli byť riešené z hladiska vysokej odolnosti na silné rušivé elektromagnetické polia. Pře tyristory užitočné malé záporné napatie na riadiacej elektróde, ktoré zvyšuje dovolenú hodnotu strmosti nárastu napatia na tyristore v blokovacom smere a zlepšuje odolnosť na rušivé elektromagnetické pódia, nebolo zvyčajne používané najma z dóvodov obťažnejšej realizovatelnosti.The hitherto known circuitry of thyristor switching sources for which the moment of zero-crossing current is unknown has used relatively long switching-on pulses, at least comparable in length to the extent to which the thyristor current crossing occurs at zero. This has little effect on the one hand, on the one hand, higher energy demands on the sources of switching pulses, and on the other hand, in extreme cases, problems with the power overload of the thyristor control electrode. If it was necessary to monitor the thyristor current crossing to zero for use in the control system of the device, a separate zero crossing current sensor was used for this purpose. Most commonly used so-called "ignition transformers" had to meet often contradictory requirements for high insulation strength, low stray inductance in order to achieve a high steepness of the leading edge of the current trigger pulse into the thyristor control electrode and low magnetization current. At the same time they had to be solved from the point of view of high resistance to strong interfering electromagnetic fields. For the thyristors, a useful small negative voltage on the control electrode, which increases the allowed value of the thyristor voltage rise steepness in the blocking direction and improves immunity to disturbing electromagnetic stages, has not usually been used for reasons of more difficult feasibility.

Tieto nedostatky odstraňuje zapojenie zdroja úsporných zapínacích impulzov pre tyristory, ktorého podstatou je, že výstup referenčného zdroja je spojený s prvým vstupom porovnávacieho člena, ktorého druhý vstup je spojený s anodou tyristora, pričom výstup porovnávacieho člena je spojený s prvým vstupom súčtového zosilňovača, ktorého druhý vstup je spojený s výstupom časovacieho člena a výstup súčtového zosilňovača je spojený s prvým vstupom hradla a tiež výstup vázobného člena je spojený s druhým vstupom hradla, ktorého výstup je spojený so vstupom výkonového spínacieho stupňa a jeho výstup je spojený so vstupom časovacieho člena a s jedným polom obmedzovacieho člena, zatiafčo druhý pól obmedzovacieho člena je spojený so zdrojom záporného napatia a s riadiacou elektródou tyristora.These drawbacks are eliminated by the connection of a thyristor power-saving power supply, which is based on the output of the reference source being connected to the first input of the comparator whose second input is connected to the thyristor anode, the output of the comparator being connected to the first input of the summing amplifier the input is connected to the output of the timing member and the output of the summation amplifier is connected to the first gate input and also the output of the coupler is connected to the second gate input whose output is connected to the input of the power switching stage and its output is connected to the input of the timer while the other pole of the limiting member is connected to a negative voltage source and a thyristor control electrode.

Hlavně výhody zapojenia zdroja úsporných zapínacích impulzov pre tyristory spočívajú v tom, že sa podstatné znižujú nároky na příkon zdroja zapínacích impulzov, pri súčasnom zlepšení kvality zapínacieho impulzu, najma strmosti nábežnej hrany prúdového impulzu a jeho amplitúdy, pričom při nevodivom stave tyristora sa na riadiacej elektróde tyristora udržuje malé záporné napatie, zvyšujúce dovolenú hodnotu strmosti nárastu napátia na tyristore v blokovacom smere a súčasne zvyšujúce odolnosť zdroja úsporných zapínacích impulzov proti silným rušivým elektromagnetickým poliam. Znížením stredného příkonu do riadiacej elektrody odpadá tiež problém výkonového preťažovania riadiacej elektrody tyristora. Informáciu o objavení sa napatia na tyristore v blokovacom smere, čo zodpovedá nevodivému stavu tyristora, je možné okrem jej funkcie v úspornom zdroji zapínacích impulzov pre tyristory využit aj pre iné účely v riadiacom systéme zariadenia, čo vedie k úspoře nezávislého snímača přechodu prúdu nulou. Zdroj úsporných zapínacích impulzov pre tyristory podl'a vynálezu je možné používat aj ako náhradu zdrojov jednotlivých zapínacích impulzov, ktoré dávajú zapínací impulz len na nábežnú hranu povelového impulzu. Pri induktívnom charaktere záťaže, keď po skončení zapínacieho impulzu prúd tyristora nedosiahne hodnotu prídržného prúdu, generuje zdroj úsporných zapínacích impulzov pre tyristory sériu impulzov s krátkými medzerami až do času, kým prúd tyristora nedosiahne prídržnú hodnotu. Pretože sa u zdrojov· zapínacích impulzov požaduje aj galvanické oddelenie obvodu riadiacej eleiktródy tyristora od riadiaceho systému, možno v tomto případe pre galvanicky oddělené napájanie použit podstatné menej náročný napájací transformátor, ako pri priamom přenose impulzov cez transformátor. Na přenos povelového signálu do zdroja úsporných zapínacích impulzov pre tyristory, ako aj spátnej informácie o vygenerovaní zapínacieho impulzu, alebo o vodivostnom stave tyristora je možné použit optoelektrické vazobné členy. Na budenie vstupného vazobného člena potom stačí výstup TTL hradla, čím odpadajú výkonové spínacie stupně v riadiacam systéme zariadenia.In particular, the advantages of connecting a thyristor-saving power supply are that the power consumption of the power supply is substantially reduced, while improving the quality of the power supply, in particular the steepness of the leading edge of the current pulse and its amplitude. The thyristor maintains a small negative voltage, increasing the allowable steepness value of the thyristor voltage rise in the blocking direction, while increasing the resilience of the power-saving trigger pulses against strong interfering electromagnetic fields. By reducing the mean power input to the control electrode, the problem of power overload of the thyristor control electrode is also eliminated. In addition to its function in the thyristor-saving power supply, the information about the occurrence of a thyristor voltage in the blocking direction, which corresponds to the non-conducting state of the thyristor, can also be used for other purposes in the control system of the device. The thyristor-saving power supply for the thyristors according to the invention can also be used as a substitute for the individual power supply pulses which give the power supply only to the leading edge of the command pulse. In the inductive nature of the load, when the thyristor current does not reach the holding current value after the closing pulse has ended, the thyristor power-saving starting pulse generator generates a series of short pulses until the thyristor current reaches the holding value. Since galvanic isolation of the thyristor control circuit from the control system is also required for the pulse sources, in this case a substantially less demanding supply transformer can be used for the galvanically isolated supply than for direct transmission of the pulses through the transformer. Optoelectric couplers can be used to transmit a command signal to a source of thyristor-saving trip pulses, as well as feedback information about the trip pulse generation or thyristor conductivity. Then the TTL gate output is sufficient to drive the input coupler, thus eliminating the power switching stages in the plant control system.

Na priloženom výkrese je na obr. 1 zapojenie zdroja úsporných zapínacích impulzov pre tyristory. Na obr. 2 je naznačený příklad prevedenia zapojenia zdroja úsporných zapínacích impulzov pre tyristory podlá predmetu vynálezu, pričom referenčný zdroj 1 je tvořený zdrojom záporného napatia na kondenzátore Cl, porovnávací člen 2 je tvořený odpormi R1 a R2, súčtový zosilňovač 4 je tvořený tranzistorom VI, hradlo 6 je tvořené fototranzistorom optoelektrického vazobného člena V2 a Schmittovým klopným obvodom na tranzistore V3 a vázobný člen 7 je tvořený diodou optoelektrického vázobného člena V2. Spínací stupeň 8 je tvořený výkonovým zosilňovačom tvořeným tranzístorami V5 a V6, pričom výstupný vázobný člen je připojený, ako je naznačené v bode 3 predmetu vynálezu, na výstup hradla 6 a tvoří ho dioda optoeleiktrického vázobného člena V4. Obmedzovací člen 9 je tvořený odporom R9 a časovači člen 5 je tvořený kondenzátorom C3, diodou V7 a odporom R5. Zdroj záporného napatia 10 je tvořený diodami V9 a V10, pričom je napájaný zo zdroja záporného napatia cez odpor R10.In the accompanying drawing, FIG. 1 wiring of a thyristor power saving power supply. In FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a thyristor power saving power supply circuit according to the present invention, wherein the reference source 1 is a negative voltage source on capacitor C1, the comparator 2 is formed by resistors R1 and R2, the total amplifier 4 is formed by transistor VI, gate 6 is formed by the phototransistor of optoelectric coupler V2 and Schmitt's flip-flop on transistor V3 and coupler 7 is formed by the diode of optoelectric coupler V2. The switching stage 8 is formed by a power amplifier formed by transistors V5 and V6, the output coupler being connected, as indicated in point 3 of the invention, to the output of the gate 6 and formed by the diode of the optoeleictric coupler V4. The limiting member 9 is formed by a resistor R9 and the timer 5 is formed by a capacitor C3, a diode V7 and a resistor R5. The negative voltage source 10 is formed by diodes V9 and V10, and is supplied from the negative voltage source via a resistor R10.

Claims

235592 5 is a capacitor C3, a diode V7 and a resistor R5. The source of the negative node 10 is formed by the diodes V9 and V10, and is supplied from the negative na-patio source via resistor R10. P R E D Μ E T

1. Connection of a source of power-on pulses for thyristors, characterized in that the output of the reference source (1) is connected to the first input of the comparator (2), the second input of which is connected to the thyristor (3), the output of the comparator the member (2) is connected to the first input of the summing amplifier (4), the second input being connected to the output of the timing member (5), while the output of the total amplifier (4) is connected to the first gate of the gate (6) and also the output of the coupling member (7) is connected to the second input of the gate (6), the output of which is connected to the output of the switching stage (8) and its output is connected to the input of the timing member (5) and one field of the limiting member ( 9), while the second pole of the limiting member (9) is coupled to a negative voltage (10) and thyristor control electrode (3).

2. Connection of a power-on-pulsation source to thyristors according to (1), characterized in that the summation amplifier output (4) and the first gate input (6) are connected to the input of the coupler (11).

3. Connecting a power-saving pulsation source to thyristors according to (1), characterized in that the gate output (6) and the power switching stage (8) are connected to the input of the binding member (12).

4. Connecting a power-on-pulsating power supply source to thyristors according to (1), characterized in that the output of the timing element (5), the alcohol input and the limiting element (9) are coupled to the input of the binding element (13). 2 sheets of drawings