CS255344B1

CS255344B1 - Connection of protective circuits in hybrid converter

Info

Publication number: CS255344B1
Application number: CS864438A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Dudrik
Original assignee: Jaroslav Dudrik
Priority date: 1986-06-16
Filing date: 1986-06-16
Publication date: 1988-03-15
Also published as: CS443886A1

Abstract

Riešenie sa týká zapojenie ochranných ob- vodov v hybridnom měniči, ktoré umožňuje využitie medzných napaťových aj prúdových parametrov výkonových tranzistorov, používaných na vypínanie hlavných tyristorov v měniči, a tým zvýšenie výkonu hybridného nxeniča. Komutačný obvod pozostáva z na- paťového zdroja zapojeného do série s výkonovým tranzistorom a pomocným tyristo- rom. K sériovému zapojeniu výkonového tranzistore a pomocného tyristora je dvomi vývodmi paralelné zapojený ochranný obvod.The solution relates to wiring of the protective circuitry in the hybrid converter, which allows the use of both the voltage and current limit parameters of the power transistors used to turn off the main thyristors in the inverter, thereby increasing the performance of the hybrid converter. The commutation circuit consists of a power supply connected in series with a power transistor and a thyristor. A protective circuit is connected in parallel to the series connection of the power transistor and the auxiliary thyristor by means of two outlets.

Description

Vynález sa týká zapojenia ochranných obvodov v hybridnom tyristorovo-tranzistorovom měniči.The invention relates to the connection of protective circuits in a hybrid thyristor-transistor converter.

V doteraz známých zapojeniach hybridných tyristorovo-tranzistorových meničov, v ktorých sa používá paralelné zapojený tranzistor na vypínáme tyrístora, je možné tranzistor použií maximálně do hodnoty přípustného napatia pri odpojenej báze U_Cto tranzistore. Ochranné obvody — napr. pozostávajúce z odporov, kapacit, indukčností, diod, tyristorov atď. — sa v takýchto typoch meničov v bežnom zapojení používajú najma na zníženie prepatí od indukčností přívodu a připadne na zníženie strát pri vypínaní. V známých konfiguráciach však tieto ochranné obvody majú zároveň tú nevýhodu, že svojimi vybíjacími, resp. nabíjacíini prúdmi dodatočne namáhajú tranzistory pri ich zapnutí a tým obmedzujú ich prúdovú zaťažiteínosť, vzhťadom na to, že celkový prúd tranzistore nesmie v žiadnom případe překročit jeho maximálně přípustný impulzný prúd IcmUvedené nedostatky sú odstránené zapojením ochranných obvodov v hybridnom měniči pódia vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že ochranné obvody sú připojené paralelné k sériovej kombinácii tranzistora a pomocného tyristora. Uvedeným zapojením ochranných obvodov sa dosahuje nový účinok tým, že sa jednak umožní práca tranzistora v uzatvorenom stave při maximálně prípustnom napatí pri zapojenom odpore medzi bázou a emitorom U_CER, resp. pri maximálně prípustnom -napatí pri závernom napatí medzi bázou a emitorom U_CERa jednak tým, že tranzistorom v danom zapojení nepreteká ani vybíjací ani nabíjací prúd kondenzátora ochranného obvodu. Vzhřadom na to, že poměr maximálně přípustného napatia pri zapojenom odpore medzi bázou a emitorom a maximálně přípustného napatia pri odpojenej báze U_Gi;r/Uc_Eo je vačší ako jedna a tiež s ohladom na možnost plného využitia maximálně přípustného impulzného prúdu I_Cm tranzistora, je možné na základe uvedeného zapojenia podstatné zvýšit výkon meniča.In prior art hybrid thyristor-transistor converters employing a parallel-connected transistor on a trip thyristor, the transistor can be used up to a maximum permissible voltage with a disconnected base U _C to transistor. Protective circuits - eg. consisting of resistors, capacitances, inductances, diodes, thyristors, etc. - are used in such types of converters in normal wiring, in particular, to reduce overvoltages from supply inductances and to reduce tripping losses. However, in known configurations, these protective circuits also have the disadvantage that their discharging or discharging capacitors can be disposed of. the charging current additionally stresses the transistors when they are switched on and thus limits their current carrying capacity, given that the total current of the transistor must in no case exceed its maximum permissible pulse current Icm. that the protective circuits are connected in parallel to a series combination of a transistor and an auxiliary thyristor. Said connection of the protective circuits achieves a new effect in that, on the one hand, it is possible to operate the transistor in the closed state at the maximum permissible voltage at the connected resistance between base and emitter U _CER , respectively. at the maximum permissible voltage at the cut-off voltage between the base and the U _CER emitter and, secondly, that neither the discharge nor the charge current of the protective circuit capacitor flows through the transistor in the circuit. Whereas the ratio of the maximum permissible voltage at base-emitter resistance and the maximum permissible voltage at the disconnected base U _G i; r / Uc _E o is greater than one and also taking into account the possibility of fully utilizing the maximum permissible pulse current I _C m of the transistor, it is possible to significantly increase the power of the converter due to the above mentioned connection.

Na pripojenom výkrese je na obrázku příklad konkrétného zapojenia ochranných obvodov v hybridnom měniči podl'a vynálezu.The attached drawing shows an example of a particular circuit protection circuitry in a hybrid converter according to the invention.

Na plus pól napáťového napájacieho zdroja 27 je připojená anoda prvého hlavného tyristora 1, anoda druhého hlavného tyristora 2, katoda prvej spátnej diody 5, katoda druhej spátnej diody 6 a mínus pól prvého napáťového zdroja 11. Na mínus pól napáťového napájacieho zdroja 27 je připojená katóda tretieho hlavného tyristora 3, katoda čtvrtého hlavného tyristora 4, anoda tretej spatnej diody 7, anoda štvrtej spátnej diody 8 a plus pól druhého napáťového zdroja 15. Do uzla je spojená katóda prvého hlavného tyristora 1, katóda štvrtej spátnej diódy 8, iavý vývod prvej tlmivky 9 a katóda prvého pomocného tyristora 13. Do uzla je spojená anoda štvrtého hlavného tyristora 4, anoda prvej spátnej diody 5, pravý vývod prvej tlmivky 9 a anoda štvrtého pomocného tyristora 18. Do uzla je spojená katoda druhého hlavného tyristora 2, katóda tretej spátnej diody 7, l'avý vývod druhej tlmivky 10 a katóda druhého pomocného tyristora 14. Do uzla je spojená anoda tretieho hlavného tyristora 3, anoda druhej spatnej diody 8, pravý vývod druhej tlmivky 10 a anóda tretieho pomocného tyristora 17. Do uzla je spojená anóda prvého pomocného tyristora 13, anóda druhého pomocného tyristora 14 a emitor prvého výkonového tranzistora 12. Kolektor prvého výkonového tranzistora 12 je připojený na plus pól prvého napáťového zdroja 11. Do uzla je zapojená katóda tretieho pomocného tyristora 17, katóda štvrtého pomocného tyristora 18 a kolektor druhého výkonového tranzistoraAnode of the first main thyristor 1, anode of the second main thyristor 2, the cathode of the first back-up diode 5, the cathode of the second back-up diode 6, and the minus pole of the first power supply 11 are connected to the plus pole of the power supply 27. the third main thyristor 3, the cathode of the fourth main thyristor 4, the anode of the third wrong diode 7, the anode of the fourth reverse diode 8 and the pole of the second power supply 15. The cathode of the first main thyristor 1, the cathode of the fourth reverse diode 8, the left 9 and the first auxiliary thyristor 13 cathode. The node of the fourth main thyristor 4, the anode of the first reverse diode 5, the right lead of the first choke 9, and the anode of the fourth auxiliary thyristor 18 are connected to the node. 7, the left lead of the second choke 10 and the cathode of the second auxiliary thyristor 14. The anode of the third main thyristor 3, the anode of the second bad diode 8, the right lead of the second choke 10, and the anode of the third auxiliary thyristor 17 are connected to the node. 12. The collector of the first power transistor 12 is connected to the plus pole of the first power supply 11. The cathode of the third auxiliary thyristor 17, the cathode of the fourth auxiliary thyristor 18 and the collector of the second power transistor are connected to the node.

16. Emitor druhého výkonového tranzistora 18 je připojený na mínus pól druhého napáťového zdroja 15. Na katodu prvého pomocného tyristora 13 je připojený prvý vývod ochranného obvodu 19 a na kolektor prvého výkonového tranzistora 12 je připojený druhý vývod prvého ochranného obvodu 19. Na katodu druhého pomocného tyristora 14 je připojený prvý vývod druhého ochranného obvodu 20 a na kolektor prvého výkonového tranzistora 12 je připojený druhý vývod druhého ochranného obvodu 20. Na emitor druhého výkonového tranzistora 16 je připojený prvý vývod tretieho ochranného obvodu 21 a na anpdu štvrtého pomocného tyristora 18 je připojený druhý vývod tretieho ochranného obvodu 21. Na emitor druhého výkonového tranzistora 16 je připojený prvý vývod štvrtého ochranného obvodu 22 a na anodu tretieho pomocného tyristora 17 je připojený druhý vývod štvrtého ochranného obvodu 22. Na stredný vývod prvej tlmivky 9 je připojený prvý vývod záťaže 23 a na stredný vývod druhej tlmivky 10 je připojený druhý vývod záťaže 23.16. The emitter of the second power transistor 18 is connected to the minus pole of the second power supply 15. The first output of the protective circuit 19 is connected to the cathode of the first auxiliary thyristor 13 and the second output of the first protective circuit 19 is connected to the collector. the first terminal of the second protective circuit 20 is connected to the collector of the first power transistor 12 and the second terminal of the second protective circuit 20 is connected. The first terminal of the third protective circuit 21 is connected to the emitter of the second power transistor. a third protective circuit terminal 21 is connected to the emitter of the second power transistor 16, and a second terminal of the fourth protective circuit 22 is connected to the anode of the third auxiliary thyristor 22 to the anode of the second power transistor 16. A first load terminal 23 is provided and a second load terminal 23 is connected to the middle terminal of the second choke 10.

V danom hybridnom měniči sa používá na vypínáme prvého hlavného tyristora 1 komutačný obvod pozostávajúci z prvého napálovéhG zdroja 11, prvého výkonového tranzistora 12 a prvého pomocného tyristora 13. Tento komutačný obvod na určitú krátku dobu převezme prúd prvého hlavného tyristora 1 a tým sa dosiahne jeho vypnutie. Rovnakým spósobom sa vypínajú i ostatně hlavně tyristory v hybridnom měniči. Funkcia zapojenia ochranných obvodov podlá vynálezu je následovně. Pri vypnutí prvého výkonového tranzistora 12 v komutačnom obvode napátie na ňom vplyvom kapacity 25 prvého ochranného obvodu 19 narastá pomaly a tým je umožněné to, že prúd prvého výkonového tranzistora 12 klesne na nulu skór, než napátie na ňom dosiahne hodnotu maximálně přípustného napátia pri odpojenej báze U_CEo· Při nulovom prúde ko255344 lektora prvého výkonového tranzistore 12 už može napatie na ňom stúpnuť až na hodnotu maximálně přípustného napatia pri danom odpore medzi bázou a emitorom U_CER, resp. na hodnotu maximálně přípustného napatia pri závernom napatí medzi bázou a emitorom U_CEx bez toho, že by došlo k jeho zničeniu. Pri zapnutí prvého hlavného tyristora 1 sa kapacita 25 prvého ochranného obvodu 19 vybíja cez odpor 26, prvý napátový zdroj 11 a zapnutý prvý hlavný tyristor 1 na hodnotu napatia prvého napaťového zdroja 11. Je to výhodné, pretože tyristor podstatné lepšie znáša takéto krátkodobé nadprúdy než tranzistor. Pri následujúcom vypínaní prvého hlavného tyristora 1, pri ktorom zapneme prvý výkonový tranzistor 12 a prvý pomocný tyristor 33, jo prvý výkonový tranzistor 12 namáhaný len malým vybij,acím prňdom kapacity 25 prvého ochranného obvodu 19, ktorého, velkost je daná nízkým napatím prvého napaťového zdroja 11 a veťkosťou odporu 26. Rovnakú činnost’ vyko.návajú i chranné obvodv 20, 21, 22.In a given hybrid converter, a commutation circuit consisting of a first power supply 11, a first power transistor 12 and a first auxiliary thyristor 13 is used to turn off the first main thyristor 1. This commutation circuit takes over the current of the first main thyristor 1 for a short period of time. . The thyristors in the hybrid converter are also switched off in the same way. The function of connecting the protective circuits according to the invention is as follows. When the first power transistor 12 in the commutation circuit is switched off, the voltage thereon increases slowly due to the capacitance 25 of the first protective circuit 19, thereby allowing the current of the first power transistor 12 to drop to zero before the voltage on it reaches the maximum permissible voltage when disconnected. U _CE o At zero current ko255344 of the trainer of the first power transistor 12, the voltage on it can already rise to the value of the maximum permissible voltage at a given resistance between base and emitter U _CER , respectively. to the value of the maximum permissible voltage at the closing voltage between base and emitter U _CE x without destroying it. When the first main thyristor 1 is switched on, the capacitance 25 of the first protective circuit 19 discharges through the resistor 26, the first voltage source 11 and the first main thyristor 1 switched on to the voltage value of the first voltage source 11. This is advantageous . In the subsequent switching off of the first main thyristor 1, in which the first power transistor 12 and the first auxiliary thyristor 33 are switched on, the first power transistor 12 is subjected to only a small discharging capacity 25 of the first protective circuit 19 whose size is given by the low voltage of the first power supply. 11 and the size of the resistor 26. The same operation is performed by the protective circuits 20, 21, 22.

Ochranné obvody v hybridnom měniči okrem známých vedlejších funkcií zasahujú teda v zapojení podfa vynálezu i do základných vlastností meniča. Na dosiahnutie uvedeného účinku je možné použit i iný typ ochranného obvodu, než aký je uvedený na obrázku. Uvedený princip zapojenia ochranných obvodov, v hybridnom měniči je možné použit v různých typoch hybridných meničov s vlasínou komutáciou využív.ajúcich vzájoninú kombináciu tyristora a tranzisto-Thus, in addition to the known secondary functions, the protective circuits in the hybrid converter also interfere with the basic properties of the converter in connection with the invention. A different type of protection circuit than that shown in the figure can be used to achieve this effect. Said principle of circuit protection, in a hybrid converter can be used in various types of hybrid converters with hairy commutation using a mutual combination of thyristor and transistors.

Claims

Circuit Protection Circuitry in a Hybrid Inverter, consisting of Relief Iv Rectors and Burning Diodes, with commutation circuits based on a power supply, a power transistor, and an auxiliary thyristor connected in parallel to the main thyristors.

A protective circuit (19, 20, 21, or 22) is connected in parallel to the series connection of the power transistor (12 or 16 J) and the auxiliary thyristor (13 or 14). , or 17, or 18).