CS244013B1

CS244013B1 - Connected to protect single-crystal active components against flash surges

Info

Publication number: CS244013B1
Application number: CS845894A
Authority: CS
Inventors: Miroslav Hejkal
Original assignee: Miroslav Hejkal
Priority date: 1984-08-01
Filing date: 1984-08-01
Publication date: 1986-07-17
Also published as: CS589484A1

Abstract

Vynález řeší zapojení k ochraně součástí jako jsou diody, tyristory apod., proti mžikovým přepětím. , ... Zapojení je tvořeno nabíjecím kondensátorem paralelně napojeným pres můstkový usměrňovači člen na prvek s indukční charakteristikou. Současně je nabíjecí kondensátor v sérii 8 pomocným nabíjecím obvodem a odpojovačem paralelně napojen na zdroj napětí.The invention solves the connection for protecting components such as diodes, thyristors, etc., against instantaneous overvoltages. , ... The connection consists of a charging capacitor connected in parallel via a bridge rectifier element to an element with an inductive characteristic. At the same time, the charging capacitor is connected in series 8 to a voltage source in parallel via an auxiliary charging circuit and a disconnector.

Description

Vynález se týká zapojení k ochraně monokrystalických aktivních součástí jako jsou diody, tyristory a pod., proti mžikovým přepětím.The invention relates to circuitry for protecting single crystal active components such as diodes, thyristors and the like against instantaneous overvoltage.

K ochraně monokrystalických aktivních součástí proti mžikovým přepětím se používají přepěťové ochrany složená ze selenových článků známé pod označením SELIMIT, u nichž je využívána jejich charakteristická vlastnost t.j. vysoká strmost nelineární, napěťově závislá inversní charakteristika.Surge protectors composed of selenium cells known as SELIMIT are used to protect single-crystal active components against instantaneous overvoltages, which utilize their characteristic feature, i.e., a high slope of a non-linear, voltage-dependent inverse characteristic.

Tyto ochrany se připojují paralelně k chráněným prvkům, případně k prvkům a charakterem indukční zátěže, které jsou při odpínání od napájené sítě zdrojem nežádoucího mžikového přepětí.These protections are connected in parallel to the protected elements, or to the elements and characteristics of the inductive load, which are a source of undesired instantaneous overvoltage when disconnected from the mains.

Při sledování přechodných dějů při odpojení prvku s charakterem indukční zátěže, chráněného přepěťovou ochranou složenou ze selenových článků, v různých okamžicích při různých hodnotách napětí byly zjištěny.nežádoucí tlumené kmity vzniklé vlivem parazitní kapacity cívky a její indukčnosti, jakož i vysoké napěťové skoky. Další nevýhodou přepěťových ochran složených ze selénových článků je jejich nedostupnost a nákladnost.In monitoring transient events when the inductive load element protected by the selenium surge protector was disconnected at different times at different voltage values, undesired damped oscillations due to the parasitic capacitance of the coil and its inductance were detected, as well as high voltage jumps. Another disadvantage of surge protectors composed of selenium cells is their unavailability and cost.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení k ochraně proti mžikovým přepětím podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že je tvořeno nabíjecím kondenzátorem paralelně napojeným přes můstkový usměrňovači člen na prvek s charakterem indukční zátěže a současně je nabíjecí kondensátor v sérii s pomocným nabíjecím obvodem e odpojovačem připojen přes jednu větev můstkového usměrňovacího členu ke zdroji napětí.These disadvantages are overcome by the instantaneous overvoltage protection circuit according to the invention, which consists of a charging capacitor connected in parallel via a bridge rectifier to an inductive load element and at the same time the charging capacitor is connected in series with the auxiliary charging circuit e by a disconnector via one branch of the bridge rectifier to the voltage source.

Výhodou zapojení k ochraně proti mžikovým přepětím podle vynálezu je, že při přechodném ději při odpojeném prvku s charakterem indukční zátěže od napájecí sítě, jsou výrazně potlačeny vyšší harmonické kmity, což se projevuje snížením vysokofrekvenčního rušení.The advantage of the instantaneous overvoltage protection circuitry according to the invention is that in a transient event when the inductive load element is disconnected from the mains, higher harmonic oscillations are significantly suppressed, which results in a reduction of the high-frequency interference.

Hovněž se podstatně snižují napěťové skoky oproti výsledkům s přepěťovou ochranou složenou ze selénových článků.In addition, the voltage jumps are significantly reduced compared to the results with selenium cell overvoltage protection.

Zapojení je tvořeno ze snadno dostupných elektrotechnických prvků a jeho výroba vyžaduje nízké pořizovací náklady.The wiring consists of easily accessible electrical components and its production requires low purchase costs.

Příklad zapojení pro ochranu proti mžikovým přepětím podle vynálezu je schematicky znázorněn na připojeném výkrese, kde na obr. 1 je celkové schéma zapojení, na obr. 2, obr. 3, obr. 4 je znázorněn průběh napětí při přechodném ději při vypnutí prvku s charakterem indukční zátěže.An example of instantaneous overvoltage protection according to the invention is schematically shown in the accompanying drawing, in which Fig. 1 is an overall circuit diagram, Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4 shows the voltage waveform during a transient event when a character element is switched off. inductive loads.

Zapojení k ochraně proti mžikovým přepětím sestává z nabíjecího kondensátoru X, který je přes můstkový usměrňovači člen Z paralelně napojen na prvek X s charakterem indukční zátěže. Současně je nabíjecí kondenzátor X v sérii s pomocným nabíjecím obvodem X a odpojovačem 2 připojen přes jednu větev můstkového Usměrňovecího členu Z ke zdroji napětí.The instantaneous overvoltage protection circuitry consists of a charging capacitor X, which is connected via a bridge rectifier member Z in parallel to an element X with the character of an inductive load. At the same time, the charging capacitor X in series with the auxiliary charging circuit X and the disconnector 2 is connected via one branch of the bridge rectifier Z to a voltage source.

Před připojením prvku £ s charakterem indukční zátěže ke zdroji napětí je nabíjecí kondenzátor χ přes pomocný nabíjecí obvod £ a odpojovač % nabíjen na napětí dle vztahu: napětí zdroje x 2' ^V okamžiku připojení prvku £ s charakterem indukční zátěže.ke zdroji napětí se pomocný nabíjecí obvod £ odpojí odpojovačem £.Before connecting the inductive load element 8 to the voltage source, the charging capacitor χ is charged to the voltage according to the formula: source voltage x 2 ' ^{at the} time the inductive load element is connected. the circuit 8 is disconnected by the disconnector 8.

Nabitý nabíjecí kondenzátor £ omezí přepěťová špičky vznikající při odpínání prvku £ s charakterem indukční zátěže ne úroveň napětí, na kterou byl nabíjecím obvodem £ nabit.The charged charge capacitor 8 limits the overvoltage peaks generated when the inductive load element 6 is disconnected from the voltage level to which the charging circuit 6 has been charged.

Při odpínání prvku £ s charakterem indukční zátěže se využívá schopnosti nabíjecího kondensátoru X akumulovat přepěťová špičky. Můstkový usměrňovači člen 2 umožňuje použít zapojení pro obvody napájené střídavým napitím.When the inductive load element 5 is switched off, the capability of the charging capacitor X accumulates the surge spikes. The bridge rectifier 2 allows to use wiring for AC-powered circuits.

K omezení proudového nárazu, ke kterému by docházelo při připojení prvku £ s charakte3Limitation of the current surge that would occur when connecting the element £ with the characteristic 3

2440,3 rem indukční zátěže spojeným přes můstkový usměrňovači člen 2 s nenabitým nabíjecím kondensátorem £ ke zdroji napětí, slouží pomocný nabíjecí obvod £, ^v daném případě složený z jednocestného usměrňovacího článku a omezujícího rezistoru, přes který se před připojením prvku £ a charakterem indukční zátěže ke zdroji napětí nabíjecí kondenzátor £ nabije na napětí zdroje x V£.The 2440.3 rem inductive load connected via the bridge rectifier 2 with the uncharged charge capacitor 8 to a voltage source serves an auxiliary charging circuit 6, ⁱⁿ this case consisting of a one-way rectifier cell and a limiting resistor, through which the inductive load to the power supply, the charging capacitor £ charges to the power supply voltage x V £.

V okamžiku připojení prvku £ s charakterem indukční zátěže ke zdroji napětí se pomocný nabíjecí obvod £ odpojí odpojovačem £. Nabíjecí kondenzátor £ sníží napěíové Špičky vznikající při odplnání prvku £ s charakterem indukční zátěže ne úroveň napětí na nabitém nabíjecím kondensátoru £.When the inductive load element 6 is connected to the power supply, the auxiliary charging circuit 8 is disconnected by the disconnector 8. The charging capacitor 8 will reduce the voltage peaks generated when the inductive load element 6 dumps out the voltage level on the charged charging capacitor 6.

Na obr. 2 je znázorněn přechodný děj při vypnutí indukční zátěže odpojením prvku £ v okamžiku před dosažením záporného maxima napětí t.j. v době, kdy procházející proud prvkem £ je roven nule e tedy i akumulovaná energie prvku £ je nulová.Fig. 2 shows the transient process when the inductive load is switched off by disconnecting the element 6 at the moment before the negative maximum voltage is reached, i.e. at a time when the current passing through the element 6 equals zero and thus the stored energy of the element 8 is zero.

Přechodný děj odezní velmi rychle. Na obr. 3 je znázorněn průběh napětí při vypnutí prvku £ v době, kdy napětí již proběhlo kladným maximem a proud narůstal do kladných hodnot Na obr. 4 je patrný přechodný děj v okamžiku záporné kulminace proudu, tedy tehdy, kdy je akumulovaná energie v prvku £ maximální.The transient process fades very quickly. Fig. 3 shows the voltage waveform when the element 8 is switched off at a time when the voltage has already reached a positive maximum and the current has risen to positive values. Fig. 4 shows a transient event at the moment of negative current peaking. £ maximum.

Zapojením k ochraně proti mžikovým přepětím podle vynálezu byly při přechodném ději podstatně potlačeny vySSÍ harmonické kmity, ηβ uvedených obrázcích znázorněné zaoblením vzestupných a sestupných hran, což se projevilo snížením vysokofrekvenčního rušení. Podstatně více než o, 150 V se snížily nepělové skoky oproti zapojení přepěťové ochrany složené ze selénových článků.By connecting to the instantaneous overvoltage protection according to the invention, the higher harmonic oscillations, ηβ of the figures shown in the figures shown, are substantially suppressed during the transient process, resulting in a reduction in high-frequency interference. Significantly more than .150 V, the non-polite jumps were reduced compared to the selenium cell overvoltage protection circuit.

Zapojení podle vynálezu je vhodné k ochraně monokrystalických aktivních součástí, jako jsou diody, tyristory apod., proti mžikovým přepětím.The circuitry of the invention is suitable for protecting single crystal active components such as diodes, thyristors and the like against instantaneous surges.

Claims

Circuit for protection of single crystal active components against instantaneous overvoltages, characterized in that it consists of a charging capacitor (1) connected in parallel via a bridge rectifier (2) to an inductive load element (3) and at the same time the charging capacitor (1) in series with auxiliary charging circuit (4) and disconnector (5) connected via one branch of the bridge rectifier (2) to the power supply.