CS240700B1 - Obvod pro měření zotavovacích vlastností tyristoru a diod - Google Patents

Abstract

Zapojení se týká obvodu pro měření zotavovacích vlastností polovodičových tyristorů a diod. Obvod je složený ze dvou zdrojů napětí, dvou kondenzátorových baterií, tranzistoru zapojeného jako zdroj propustného proudu, tyristorového spínače, proměnné indukčnosti, bloku řízení a aktivních a pasivních součástí. Zotavovací děj začíná v okamžiku, kdy se hodnota závěrného proudu rovná hodnotě propustného proudu. Proud rovný rozdílu proudu v propustném a závěrném směru protéká měřeným prvkem a bočníkem, z kterého je snímán papříklad osciloskopem nebo jiným vyhodnocovacím zařízením.

Description

Vynález se týká obvodu pro měření zotavovacích vlastností tyristorů a diod.

Dosud známé obvody jsou složeny ze dvou tranzistorových zdrojů proudu, které jsou zapojeny proti sobě. Požadovaný průběh proudu v měřeném prvku je získáván jako rozdíl proudů z propustného a závěrného zdroje. Tranzistory v obou proudových zdrojích pracují v lineárním režimu, takže jsou zatíženy značnou kolektorovou ztrátou. To se týká zejména tranzistorů v závěrném proudovém zdroji, neboť tento zdroj musí být navržen na takovou hodnotu proudu, která je součtem nejvyššího propustného proudu a největší amplitudy zotavovacího proudu, která přichází v úvahu u měřených prvků. Z důvodu značné kolektorové ztráty musí být použity výkonové tranzistory. Ty však nemohou zajistit požadovaný velmi rychlý a zároveň lineární pokles proudu v měřeném prvku. Přitom zotavovací parametry tyristorů i diod jsou na strmosti poklesu proudu značně závislé a s rostoucí strmostí poklesu proudu pe výrazně zvyšují.

Dále jspu známy obvodýVčs.AO 230 798 , ve kterých se pro měření zotavovacích vlastností využívá půlsinusového průběhu proudu a nelze tedy docílit ustáleného průběhu propustného proudu před započetím zotavovacího děje.

240 70Q

Výše uvedené nevýhody odstraňuje obvod pro měření zotavovacích vlastností polovodičových tyristorů a diod podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že kladná svorka prvního zdroje napětí, ke kterému je paralelně připojena první kondenzátorová baterie, je spojena jednak přes bočník s anodou měřeného prvku a jednak s anodou diody, která je antiparalelně zapojena k paralelní kombinaci druhé kondenzátorové baterie a druhého zdroje napětí.

Záporný pól prvního zdroje napětí je spojen přes emitorový resistor s emitorem tranzistoru a s první svorkou řídícího bloku, jehož druhá svorka je spojena s bází tranzistoru. Kolektor tranzistoru je spojen s katodou měřeného prvku, jehož řídící elektroda je spojena s třetí svorkou řídícího bloku. Katoda měřeného prvku je spojena jednak se čtvrtou svorkou řídícího bloku a jednak s anodou nulové diody, která je paralelně zapojena k proměnné indukčnosti. Katoda nulové diody je spojena s katodou tyristorového spínače, která je spojena s pátou svorkou řídícího bloku. Anoda tyristorového spínače je spojena s kladným pólem druhého zdroje napětí a řídící elektroda je spojena s šestou svorkou řídícího bloku.

Výhoda uvedeného obvodu podle vynálezu spočívá v tom, že umožňuje dosažení vyšší strmosti poklesu proudu v měřeném prvku, než zapojení s tranzistorovým zdrojem závěrného proudu, dále umožňuje měřit prvky s podstatně vyšší amplitudou zotavovacího proudu a odpadá potřeba tranzistorového zdroje závěrného proudu, na který jsou kladeny protichůdné požadavky. V obvodu závěrného proudu je zařazen pouze tyristor, který pracuje ve spínacím režimu, takže je zatížen minimální výkonovou ztrátou.

Obvod podle vynálezu dále zaručuje, že před počátkem zotavovacího děje protéká ustálený propustný proud.

Schéma zapojení obvodu pro měření zotavovacích vlastností tyristorů a diod podle vynálezu je na přiloženém výkresu.

Konkrétní zapojení

Silový obvod se skládá v podstatě ze dvou hlavních smyček. Smyčka propustného proudu začíná na kladném pólu první kondenzátorové baterie 2, spojeném s kladným pólem prvního zdroje 1 napětí, pokračuje přes bočník 2 na anodu měřeného prvku 4® kterým je v tomto případě tyristor, z katody měřeného prvku na kolektor tranzistoru 2, z emitoru tranzistoru přes emitorový rezistor 6 na záporný pól první kondenzátorové baterie 2 spojený se záporným pólem prvního , -, 240 700 zdroje 1.

Smyčka závěrného proudu začíná na kladném pólu druhé kondenzátorové baterie 8, spojené s kladným pólem druhého zdroje £ napětí, pokračuje spojem s anodou tyristorového spínače 12, z katody tyristorového spínače přes proměnnou indukčnost 10 na katodu měřeného prvku £, z anody měřeného prvku přes bočník £ na záporný pól druhé kondenzátorové baterie 8, spojený se záporným pólem druhého zdroje £ napětí. Obě smyčky mají společnou tu část, ve které je zapojen měřený prvek £ v sérii s bočníkem £. Proudy v obou smyčkách protékají opačným směrem, takže měřeným prvkem £ a bočníkem J protéká proud rovný rozdílu proudu v obou smyčkách. Bočník £ slouží ke snímání průběhu proudu měřeným prvkem £.

K jeho svorkám je možno připojit osciloskop nebo jiné vyhodnocovací zařízení. Záporný pól první kondenzátorové baterie 2 je dále spojen s první svorkou řídícího bloku 13. jehož druhá svorka je spojena s bází tranzistoru Katoda měřeného prvku £ je spojena s třetí svorkou řídícího bloku U a řídící elektroda v případě, že měřeným prvkem £ je tyristor je spojena s čtvrtou svorkou řídícího bloku Katoda tyristorového spínače 12 je spojena s pátou svorkou řídícího bloku 13. jehož šestá svorka je spojena s řídící elektrodou tyristorového spínače.

Měřící cyklus začíná přivedením napětí z řídícího bloku 13 na bázi tranzistoru % a přes emitorový rezistor 6 na emitor tranzistoru 2· Kolektorový proud tranzistoru £ a tím i proud ve smyčce propustného proudu je roven podílu přivedeného napětí a odporu emitorového rezistoru 6. Je-li měřeným prvkem tyristor, je třeba přivést na začátku měřícího cyklu též zapalovací impuls do jeho řídící elektrody. Po uplynutí zvolené doby je přiveden zapalovací impuls do řídící elektrody tyristorového spínače 12. Po sepnutí tyristorového spínače 12 narůstá proud v závěrné smyčce. Proud narůstá podle sinusovky, jejíž-parametry jsou dány nastavenou hodnotou proměnné indukčnosti 10, kapacitou druhé kondenzátorové baterie 8 a napětím druhého zdroje £ napětí. Závěrný proud protéká měřeným prvkem^v opačném směru a odečítá se od propustného proudu. Kdyby v obvodu nebyl zařazen měřený prvek^ měl by průběh závěrného proudu tvar poloviny sinusovky, jejíž amplituda několikanásobně převyšuje amplitudu propustného proudu. Protože je v obvodu zařazen měřený prvek^ dochází v okamžiku, kdy se hodnota závěrného proudu vyrovná s amplitudou propustného proudu, k po4

240 700 čátku zotavovacího děje, ve kterém se obnovují závěrné vlastnosti měřeného prvku^ Z toho důvodu nevyužijeme celou aqplitudu sinusového kmitu, ale pouze jeho malou část, kterou je možno s nepatrnou chybou považovat za přímkovou. Strmost poklesu proudu v měřeném prvku^je rovna podílu napětí na druhé kondenzátorové baterii^ a nastavené hodnoty proměnné indukčnosti. Jestliže nastavíme proměnnou indukčnost/na nulovou hodnotu, je maximální dosažitelná strmost poklesu proudu v měřeném prvku£omezena pouze parazitními indukčnostmi v obvodu, které je možno vhodným konstrukčním uspořádáním snížit na zanedbatelnou hodnotu·

Výsledný proud ve společné větvi tvořené bočníkem % a měřeným prvkem 4 prochází nulou a mění svůj směr· Po obnovení závěrných vlastností měřeného prvku 4 přestává protékat proud přes společnou větev a uzavírá se přes zbývající část obou smyček tj. z kladného pólu první kondenzátorové baterie 2 na záporný pól druhé kondenzátorové baterie 8, tyristorový spínač 12, proměnnou indukcnost 10.. tranzistor emitorový rezistor 6 na záporný pól první kondenzátorové baterie 2. Po ukončení řídícího napěťového impulsu přivedeného do báze tranzistoru % proud tranzistoru a tím i proud v obou smyčkách zaniká. Proud vybudovaný v proměnné indukčnosti 10 se uzavírá přes nulovou diodu 11, Dioda χ připojená paralelně k druhé kondenzátorové baterii 8 chrání elektrolytické kondenzátory této baterie# před přivedením napětí nesprávné polarity.

Tento obvod je vhodný pro měření zotavovacích vlastností polovodičových diod a tyristorů při jejich výrobě a aplikacích·

Claims (1)

1. Obvod pro měření zotavovacích vlastností tyristorů a diod, sestávající ze dvou zdrojů napětí, dvou kondenzátorových baterií, tranzistorového zdroje propustného proudu, tyristorového spínače, proměnné indukčnosti řídícího bloku a aktivních a pasivních prvků, vyznačený tím , že kladná svorka prvního zdroje /1/ napětí, ke kterému je paralelně připojena první kondenzátorová baterie /2/, je spojena jednak přes bočník /3/ s anodou měřeného prvku /4/ a jednak s anodou diody /7/, která je antiparalelně zapojena k paralelní kombinaci druhé kondenzátorové baterie /8/ a druhého zdroje /9/ napětí, přičemž záporný pol-prvního zdroje /1/ napětí je spojen přes emitorový rezistor /6/ s emitorem tranzistoru /5/ a s první svorkou řídícího bloku /13/, jehož druhá svorka je spojena s bází tranzistoru /5/, jehož kolektor je spojen s katodou měřeného prvku /4/, jehož řídící elektroda je spojena s třetí svorkou řídícího bloku /13/ a dále katoda měřeného prvku /4/ je spojena jednak se čtvrtou svorkou řídícího bloku /13/ a jednak s anodou nulové diody /11/, která je paralelně zapojena k proměnné indukčnosti /10/, přičemž katoda nulové diody /11/ je spojena s katodou tyristorového spínače /12/, která je spojena s pátpu svorkou řídícího bloku /13/, anoda tyristorového spínače /12/ je spojena s kladným pólem druhého zdroje /9/ napětí a řídící elektroda je spojena s šestou svorkou řídícího bloku /13/·