CS240841B1

CS240841B1 - Connecting a DC source powered by a change in AC voltage on a power semiconductor component

Info

Publication number: CS240841B1
Application number: CS842363A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Caha; Lubomir Koucky; Jaroslav Zacek
Original assignee: Zdenek Caha; Lubomir Koucky; Jaroslav Zacek
Priority date: 1984-03-29
Filing date: 1984-03-29
Publication date: 1986-03-13
Also published as: CS236384A1

Abstract

Zdroj může být napájenjbu3 kladnou, nebo zápornou derivaci napětú na polovodičové součástce. V případě napájení kladnou derivací je stejnosměrný zdroj, který je tvořený bu3 akumulátorem nebo kondenzátorem (C 1), připojen záporným pólem nebo prvním vývodem kondenzátoru (0 1) současně ke katodě výkonové polovodičové součástky (V) a k anodě Zenerovy diody (VI). Katoda Zenerovy diody (V 1) je připojena současně k anodě usměrňovači diody (V 2) a přes sériovou konbinaci kondenzátoru (C 2) a odporu (R) k anodě výkonové polovodičové součástky (V). Kladný pól akumulátoru nebo druhý vývod kondenzátoru (C 1) je připojen ke katodě usměrňovači diody (V 2). V případě napájení zápornou derivací je anoda usměrňovači diody (V 2) spojena se záporným pólem akumulátoru nebo s druhým vývodem kondenzátoru (C 1) a katoda Zenerovy diody (V 1) je připojena ke kladnému pólu akumulátoru nebo k prvnímu vývodu kondenzátoru (C 1). Zapojení stejnosměrného zdroje je určeno především k napájení řídicích, indikačních a diagnostikých obvodů výkonových polovodičových součástek.The source can be powered by either a positive or negative derivative of the voltage on the semiconductor component. In the case of power supply by positive derivative, the DC source, which is formed by either a battery or a capacitor (C 1), is connected by the negative pole or the first terminal of the capacitor (0 1) simultaneously to the cathode of the power semiconductor component (V ) and to the anode of the Zener diode (VI ). The cathode of the Zener diode (V 1) is connected simultaneously to the anode of the rectifier diode (V 2) and through a series combination of the capacitor (C 2) and the resistor (R) to the anode of the power semiconductor component (V 2). The positive pole of the battery or the second terminal of the capacitor (C 1) is connected to the cathode of the rectifier diode (V 2). In the case of negative derivation power supply, the anode of the rectifier diode (V 2) is connected to the negative pole of the battery or to the second terminal of the capacitor (C 1) and the cathode of the Zener diode (V 1) is connected to the positive pole of the battery or to the first terminal of the capacitor (C 1). The connection of the DC source is intended primarily for powering control, indication and diagnostic circuits of power semiconductor components.

Description

Vynález se týká zapojení stejnosměrnéhov zdroje, napájeného změnou střídavého napětí na výkonové polovodičové součástce. Zdroj pracuje na potenciálu polovodičové součástky. Vynález se týká oboru výkonových polovodičových měničů.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a DC power supply powered by varying the AC voltage of a power semiconductor component. The power supply works at the potential of the semiconductor device. The invention relates to the field of power semiconductor converters.

Dosavadní známá zapojení řeší tuto otázku bud samostatným akumulátorem, nebo baterií připojenou na potenciál výkonové polovodičové součástky. Nevýhodou je nutnost časté výměny zdroje při odstavení výkonové polovodičové součástky. Nebo oddělovacím transformátorem s usměrňovačem na sekundární straně a priat-érním vinutím, napájeným z libovolného střídavého zdroje. Sekundární vinutí transformátoru a usměrňovač jsou na potenciálu výkonové polovodičové sou částky. Nevýhodou je nutnost použití oddělovacího transformátoru, který odděluje potenciál výkonové polovodičové součástky, obvykle vysokého napětí, od potenciálu napájecího střídavého zdroje.Existing known connections solve this question either by a separate accumulator or by a battery connected to the potential of a power semiconductor component. The disadvantage is the necessity of frequent replacement of the power supply when the power semiconductor component is shut down. Or a isolation transformer with a rectifier on the secondary side and a primary winding powered from any AC source. The transformer secondary winding and rectifier are at the potential power semiconductor sum. The disadvantage is the need to use a decoupling transformer that separates the potential of a power semiconductor component, usually a high voltage, from the potential of an AC power supply.

Další známá zapojení jsou opatřena stejnosměrným zdrojem, který využívá pouze jedné polarity napětí na výkonové polovodičové součástce. Nevýhodou je závislost napětí stejnosměrného zdroje na tvaru křivicy napětí na výkonové polovodičové součástce a okolnost, že v obvodu vznikají trvalé ztráty.Other known connections are provided with a DC power supply that utilizes only one voltage polarity on the power semiconductor component. The disadvantage is the dependence of the voltage of the DC power source on the shape of the voltage curve on the power semiconductor component and the fact that there are permanent losses in the circuit.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zapojení stejnosměrného zdroje podle vynálezu. Tento zdroj je napájen změnou střídavého napětí na výkonové polovodičové součástce, a to bučí jeho kladnou^ nebo zápornou derivací. Jeho podstatou je, že stejnosměrný zdroj, tvořený akumulátorem nebo kondenzátorem_> je záporným pólem nebo prvním vývodem připojen současně ke katodě výkonové polovodičové součástky a bud k anodě Zenerovy diody, nebo & anodě usměrňovači diody. Katoda Zenerovy diody nebo katoda usměrňovači diody je připojena současně k anodě usměrňovači diody nebo k anodě ZenerovyThe above-mentioned drawbacks eliminate the wiring of the DC power supply according to the invention. This power supply is powered by varying the AC voltage on the power semiconductor component, either by its positive or negative derivative. Its essence is that the direct current source consisting of a battery or a _capacitor> is the negative pole and the first terminal concurrently connected to the cathode of the power semiconductor component and either the anode of the zener diode and the anode of rectifier diode &. The cathode of the Zener diode or the cathode of the rectifier diode is connected simultaneously to the anode of the rectifier diode or to the anode of the Zener

- 2 240 841 diody a v sérii přes kondenzétor a odpor k anodě výkonové polovodičové součástky. Kladný pól akumulátoru nebo druhý vývod kondenzétoru je připojen bud ke katodě usměrňovači diody, nebo ke katodě Zenerovy diody.- 2 240 841 diodes and in series through the capacitor and resistance to the anode of the power semiconductor component. The battery positive terminal or the second capacitor terminal is connected either to the cathode of the rectifier diode or to the cathode of the Zener diode.

Základní výhoda zapojení podle vynálezu spočívá v tom, že jednocestný usměrňovač je připojen přes vhodně volenou sériovou kombinaci odporu a kondenzátoru na napětí na výkonové polovodičové součástce a že lze k nabíjení stejnosměrného zdroje využívat kladné derivace při obou polaritách střídavého napětí na výkonové polovodičové součástce.The main advantage of the circuitry according to the invention is that the one-way rectifier is connected via a suitably selected series resistor / capacitor combination to the voltage on the power semiconductor component and that positive derivatives can be used to charge the DC source at both AC polarities on the power semiconductor component.

Další výhodou zapojení podle vynálezu proti známým zapojením je to, že napájení stejnosměrného zdroje je zajištěno při libovolném řídicím úhlu. Zapojení podle vynálezu je dále blíže vysvětleno na dvou příkladech podle obr. 1 a 2.A further advantage of the wiring according to the invention over the known wiring is that the DC power supply is provided at any control angle. The circuit according to the invention is explained in more detail below with reference to two examples according to FIGS. 1 and 2.

Na obr. 1 je uvedeno úplné schéma elektrického zapojení výkonové polovodičové součástky V a stejnosměrného zdroje tvořeného kondenzátorem 0 1. Výkonovápolo»«tt’«wb je i^cřená v tomto případě tyristorem. Kondenzétor C 1 je svým prvním vývodem připojen současně ke katodě tyristoru Vak anodě Zenerovy diody V 1. Katoda zenerovy diody V 1 je připojena současně k anodě usměrňovači diody V 2 a v sérii přes kondenzétor C 2 a odpor R k anodě tyristoru 7. Druhý vývod kondenzátoru C 1 je připojen ke katodě usměrňovači diody V 2»FIG. 1 shows a complete circuit diagram of the power semiconductor component V and a DC power source 0 1. The power field wb is in this case a thyristor. The capacitor C1 is connected simultaneously to the cathode of the thyristor V2 and the anode of the Zener diode V1. The cathode of the zener diode V1 is connected simultaneously to the anode of the rectifier diode V2 and in series via capacitor C2 and resistor R to the anode of thyristor 7. capacitor C 1 is connected to the cathode of rectifier diode V 2 »

Jednocestný usměrňovač, tvořený usměrňovači diodou V 2 a Zenerovou diodou 7 1^napájí stejnosměrný zdroj, jímž je v tomto případě kondenzétor 0 1. 7elikost a průběh nabíjecího proudu je vhodně omezena sériovou kombinací odporu R a kondenzátoru C 2. Tato kombinace umožňuje nabíjení kondenzátoru C 1 při kladné derivaci střídavého napětí na tyristoru 7. Jakmile napětí na kondenzátoru C 1 překročí napětí generový diody 7 1, přestane se proud uzavírat přes tento kondenzétor C 1 a uzavírá se přes kombinaci odporu R a kondenzátoru 0 2 do katody tyristoru 7.The one-way rectifier, consisting of rectifier diode V 2 and Zener diode 71 1, supplies a direct current source, which in this case is a capacitor 0 1. 7The size and course of the charging current is suitably limited by a series combination of resistor R and capacitor C 2. As soon as the voltage across capacitor C 1 exceeds the voltage of the generator diode 7 1, the current stops closing through this capacitor C 1 and closes via a combination of resistor R and capacitor 0 2 into the cathode of the thyristor 7.

- 3 240 841- 3 240 841

V případe, že k napájení zdroje je použita záporná derivace střídavého napětí, je k prvnímu vývodu kondenzátoru C 1 připojena anoda usměrňovači diody V 2, jejíž katoda je připojena jednak k anodě Zenerovy diody V 1 a jednak přes sériovou kombinaci kondenzátoru C 2 a odporu R k anodě tyristoru Y. K druhému vývodu kondenzátoru C 1 je připojena katoda Zenerovy diody V 1.If a negative AC voltage derivative is used to supply the source, the rectifier diode V 2 is connected to the first terminal of capacitor C 1, the cathode of which is connected both to the anode of the Zener diode V 1 and through a serial combination of capacitor C 2 and resistor R The cathode of the Zener diode V 1 is connected to the second terminal of the capacitor C1.

Na obr. 2 je znázorněn příklad zapojení stejnosměrného zdroje, které je použitelné ke generování řídicích impulsů výkonové polovodičové součástky. V tomto případě je kladný pól zdroje z třetí svorky 2 spojen přes odpor R 2 a spínací tranzistor Y 5, s řídicí elektrodou výkonové polovodičové součástky V. K odporu R 2 může být paralelně připojen další kondenzátor g 3. Jestliže na bázi tran zistoru V 5, který je v tomto případě ve funkci spínače, je přiveden řídící signál, otevře se tento tranzistor V 3» Kondenzátor C 1 se vybíjí přes odpor R 2, případně přes kondenzátor C 3, a signál projde přes tranzistor V 5 na řídící elektrodu tyristoru V.FIG. 2 shows an example of a DC power supply that is useful for generating control pulses of a power semiconductor component. In this case, the positive terminal of the power supply from the third terminal 2 is connected via a resistor R2 and a switching transistor Y5 to the control electrode of the power semiconductor component V. An additional capacitor g3 may be connected in parallel to the resistor R2. which is in this case a switch, a control signal is applied, the transistor V 3 is opened. .

Zapojení podle vynálezu lze využít bud jako zdroje stejnosměrného napětí pro napájení řídicích obvodů výkonových polovodičových součástek na potenciálu vysokého napětí při jejich sériovém řazení, přičemž jako sériové kombinace odporu R a kondenzátoru C 2 lze využít RC ochrany výkonové polovodičové součástky, nebo jako zdroje stejnosměrného napětí pro indikační,, ochranné a diagnostické obvody.The wiring according to the invention can be used either as a DC voltage source for supplying the control circuits of power semiconductor devices to the high voltage potential in their series shifting, while the RC protection of the power semiconductor component can be used as a serial combination of resistor R indication, protective and diagnostic circuits.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

240 841

Connection of a DC power supply powered by changing the AC voltage on a power semiconductor component, either by its positive or negative derivative, where the DC power supply consists of an accumulator or capacitor, characterized in that the accumulator or condenser is connected to the negative terminal or first terminal at the same time to the cathode of the power semiconductor component, such as a thyristor, and either to the anode of the Zener diode (V 1) or to the anode of the rectifier diode (V 2), the Zener diode (V 1) or rectifier diode (V 2) rectifier diodes (V 2) or Is the Zener diode (V 1) anode in series via capacitor (C 2) and resistor (R) to the anode of the power semiconductor plug (C 1) is connected either to the cathode of rectifier diode (V 2) or to the cathode of the Zener diode (V 1).