CS271918B1

CS271918B1 - Control circuit for thyristor

Info

Publication number: CS271918B1
Application number: CS886930A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Ing Hlavonek
Original assignee: Hlavonek Jaroslav
Priority date: 1988-10-20
Filing date: 1988-10-20
Publication date: 1990-12-13
Also published as: CS693088A1

Abstract

The connection enables a substantial increase to the response of the control signal, which limits the switching loss of the thyristor, increases the efficiency of the device and the switching accuracy of the thyristor. The merit of the solution concerns the fact that the output of the optoelectronic connecting piece (1) is connected via the transforming member (2) to the first input of the amplifier (3), whose output is connected with the control input of the thyristor (4), whose anode is connected with the input of the anti-noise element (6), whose output is connected via the rectifier (5) with the second input of the amplifier (3) and via the voltage limiter (7) with the cathode of the amplifier (4).<IMAGE>

Description

(57) Zapojeni umožňuje podstatné zvýšení odezvy na řídicí signál, čímž se om^zí spínací ztráty tyristoru,,zvýší se účinnost zařízení a přesnost spínání tyristorů. Podstatou řešení je, že výstup optoelektronického spojovacího členu (1) je spojen přes transformační člen (2) s prvním vstupem zesilovače (3), jehož výstup je propojen s řídicím vstupem tyristoru (4), kterého anoda ie spojena se vstupem odrušovacího členu (6), jehož výstup je spojen jednak přes usměrňovač (5) s druhým vstupem zesilovače (3) a jednak přes omezovač (7) napětí s katodou tyristoru (4).(57) The circuitry allows a significant increase in response to the control signal, thereby reducing thyristor switching losses, increasing device efficiency and thyristor switching accuracy. The principle of the solution is that the output of the optoelectronic coupler (1) is connected via a transformer (2) to the first input of the amplifier (3), the output of which is connected to the control input of the thyristor (4). ), the output of which is connected via the rectifier (5) to the second input of the amplifier (3) and via the voltage limiter (7) to the cathode of the thyristor (4).

O&R. 1STEED. 1

CS 271918 BlCS 271918 Bl

Vynález se týká ovládacího obvodu tyristoru sestávajícího z optoelektronického spojovacího členu, transformačního členu, zesilovače, usměrňovače, odrušovacího členu a omezovače napětí.The invention relates to a thyristor control circuit consisting of an optoelectronic coupler, a transformer, an amplifier, a rectifier, a suppressor and a voltage limiter.

V současné době se pro ovládání tyristorů používají obvody, které galvanicky oddělují obvod tyristoru od vlastního řídícího systému. Tyto obvody na základě řídícího signálu systému generují spínací impulsy pro ovládání tyristorů. Jako oddělovacího členu se používá optoelektronického oddělovacího členu, který sestává z luminiscenční diody a fotocitlivého prvku, například fototransistoru. Ovládací obvody bývají napájeny nejčastěji oddělovacím transformátorem β usměrňovačem nebo přes výkonový odpor, který je připojen na druhý vstup tyristoru, za nímž následuje usměrňovač. Ovládací obvod je řešen tak, že na fotocitlivý prvek navazuje zesilovač. Nevýhodou řešení napájení s transformátorem je jeho složitost, což se projevuje zvláště u zařízení obsahujících více tyristorů, neboí pro každý tyristor je nutno realizovat ovládací obvod zvláěí. Použitím transformátoru rostou rozměry a váha zařízení a také cena a materiálová náročnost.At present, circuits are used to control the thyristors, which galvanically separate the thyristor circuit from the actual control system. These circuits generate switching pulses for controlling thyristors based on the system control signal. As a decoupling element, an optoelectronic decoupling element is used which consists of a luminescent diode and a photosensitive element, for example a phototransistor. The control circuits are usually supplied by a separating transformer β by a rectifier or through a power resistor, which is connected to the second input of the thyristor, followed by a rectifier. The control circuit is designed so that the photosensitive element is connected to an amplifier. The disadvantage of the solution of the power supply with the transformer is its complexity, which is manifested especially in devices containing more thyristors, because for each thyristor it is necessary to realize the control circuit separately. The use of a transformer increases the size and weight of the equipment, as well as the cost and material demands.

Je-li použit pro napájení ovládacího obvodu tyristoru výkonový odpor, dochází na něm k značné výkonové ztrátě, neboí odporem prochází veškerý napájecí proud obvodu . a je na něm téměř celý úbytek napětí silové části obvodu. Vlivem výkonových ztrát roste energetická náročnost ovládacích obvodů. Dalěí nevýhodou je zvyěování teploty obvodu vlivem výkonové ztráty, čímž rostou nároky na'konstrukční řešeni, pracnost a materiálovou náročnost. Se zvýšenou teplotou klesá životnost a spolehlivost zařízení. Nevýhodou je malá rychlost odezvy světlocitlivého prvku v optoelektronických spojovacích členech což způsobuje zpoždění spínacích pulsů a zpoždění spínání vlastních tyristorů. Malá strmost spínacích pulsů zvyšuje spínací ztráty tyristoru. Vlivem časového zpoždění optoelektronického prvku dochází k prodloužení spínacích impulsů tyristoru, roste výkonová ztráta řídicí elektrody tyristoru a narůstá velikost napájecího proudu ovládacího obvodu.When a power resistor is used to power the thyristor control circuit, there is a significant power loss because the entire current of the circuit is passed through the resistor. and there is almost the entire voltage drop in the power part of the circuit. Due to power losses, the energy consumption of the control circuits increases. Another disadvantage is the increase in circuit temperature due to power loss, which increases the demands on design, labor and material demands. As the temperature rises, the life and reliability of the equipment decreases. The disadvantage is the low response rate of the photosensitive element in the optoelectronic couplers, which causes a delay in the switching pulses and a delay in the switching of the thyristors themselves. The low slope of the switching pulses increases the switching losses of the thyristor. Due to the time delay of the optoelectronic element the thyristor switching pulses are prolonged, the power loss of the thyristor control electrode increases and the supply current of the control circuit increases.

Výše uvedené nevýhody do značné míry odstraňuje ovládací obvod tyristoru podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že výstup optoelektronického spojovacího členu je spojen přes transformační člen s prvním vstupem zesilovače, jehož výstup je propojen s řídícím vstupem tyristoru, kterého anoda je spojena se vstupem odrušovacího členu, jehož výstup je spojen jednak přes usměrňovač s druhým vstupem zesilovače a jednak přes omezovač napětí s katodou tyristoru.The above-mentioned disadvantages largely eliminate the thyristor control circuit according to the invention, which is characterized in that the output of the optoelectronic coupler is connected via a transformer to the first input of the amplifier, the output of which is connected to the control input of the thyristor whose anode is connected to the output of which is connected via a rectifier to the second input of the amplifier and via a voltage limiter to the cathode of the thyristor.

Výhodou zapojení je podstatné zvýSení odezvy na řídicí signál vlivem omezení vlivu kapacit světlocitlivého prvku, tím se zvýší strmost impulsů pro spínání tyristorů, čímž se omezí spínací ztráty tyristoru, zvýší se účinnost zařízení a přesnost spínání tyristorů, což se projeví zejména u frekvenčních měničů pro vyšší frekvence, šířka spínacích impulsů má požadovanou šířku, čímž se sníží výkonová ztráta tyristoru a sníží se proudová spotřeba ovládacího obvodu. Další výhodou je omezeni energetické náročnosti obvodu, zjednodušení zařízení, nižší pracnost a materiálová náročnost.The advantage of the wiring is a substantial increase in the response to the control signal due to the limitation of the capacitance of the photosensitive element, thereby increasing the steepness of the thyristor switching pulses, thereby reducing the thyristor switching losses, increasing the device efficiency and thyristor switching accuracy. frequency, the width of the switching pulses has the desired width, thereby reducing the power loss of the thyristor and reducing the current consumption of the control circuit. Another advantage is the reduction of energy consumption of the circuit, simplification of the equipment, lower labor intensity and material consumption.

Vynález blíže objasní přiložené výkresy, kde na obr. 1 je blokové schéma zapojení ovládacího obvodu tyristoru a na obr. 2 je příklad praktického provedení.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of a thyristor control circuit; and FIG. 2 is an example of a practical embodiment.

Výstup optoelektronického spojovacího členu 1 podle obr. 1 je spojen přes transformační člen 2 s prvním vstupem zesilovače 3, jehož výstup je propojen s řídicím vstupem tyristoru 4. Druhý vstup zesilovače 3 je spojen přes usměrňovač 5 a odrušovací člen 6 s anodou tyristoru_£, jehož katoda je spojená přes omezovač 7 napětí s výstupem odrušovacího členu _6_.The output of the optoelectronic coupler 1 of FIG. 1 is coupled via the transformer member 2 to the first input of the amplifier 3, the output of which is coupled to the control input of the thyristor 4. The second input of the amplifier 3 is connected via the rectifier 5 and the suppression member 6 to the thyristor anode. the cathode is connected via a voltage limiter 7 to the output of the suppression member 6.

Funkce zapojení podle obr. 1 je následující.The wiring function of FIG. 1 is as follows.

CS 271918 BlCS 271918 Bl

Při připojení napětí na tyristor 4 prochází přes odrušovací člen 6, který může být tvořen kondenzátorem s případným tlumicím odporem, proud, který způsobí úbytek napětí na omezovažl 7 napětí. Toto napětí je usměrněno usměrňovačem 5 a na prvním vstupu zesilovače_3. je napájecí napětí. Objeví-li se proudový impuls na výstupu optoelektronického spojovacího členu 1 je převeden přes transformační člen 2 na vstup zesilovače 3. Zesílený impuls je převeden na řídící vstup tyristoru j4_. Vstupní impedance transformačního členu 2 Je velmi nízká a vliv časových konstant světlocitlivého prvku 1.1 je omezen.When a voltage is applied to the thyristor 4, a current that causes a voltage drop to a voltage limit 7 is passed through the suppression member 6, which may be a capacitor with a potential damping resistor. This voltage is rectified by the rectifier 5 and at the first input of the amplifier 3. is the supply voltage. If a current pulse occurs at the output of the optoelectronic coupler 1, it is converted via the transformer member 2 to the input of the amplifier 3. The amplified pulse is converted to the control input of the thyristor 14. The input impedance of the transformer 2 is very low and the influence of the time constants of the photosensitive element 1.1 is limited.

V příkladu praktického provedení podle obr. 2 je výstup světlocitlivého prvkuIn the example of the practical embodiment of FIG. 2, the output of the photosensitive element is

1.1 připojen na emitor prvního tranzistoru 2.1. K bázi prvního tranzistoru 2.1 je připojen první a druhý odpor 2.2 a 2.3. Kolektor prvního tranzistoru 2.1 je připojen na bázi druhého tranzistoru 3.1, jehož emitor je připojen ke katodě diody 5.1 a kondenzátoru 5,2. Anoda diody 5.1 je spojena s katodou Zenerovy diody 7.1 a současně přes odrušovací člen 6 napětí s anodou tyristoru 4, jehož katoda je spojena s anodou Zenerovy diody 7.1. Kolektor druhého tranzistoru 3.1 je připojen přes třetí odporConnected to the emitter of the first transistor. The first and second resistors 2.2 and 2.3 are connected to the base of the first transistor 2.1. The collector of the first transistor 2.1 is connected on the basis of the second transistor 3.1, whose emitter is connected to the cathode of the diode 5.1 and the capacitor 5.2. The anode of the diode 5.1 is connected to the cathode of the Zener diode 7.1 and at the same time via the voltage suppression member 6 to the anode of the thyristor 4, the cathode of which is connected to the anode of the Zener diode 7.1. The collector of the second transistor 3.1 is connected through a third resistor

3.2 na řídící vstup tyristoru 4. Anoda a katoda tyristoru 4_ je spojena s první a druhou svorkou 8.1, 8.2 zdroje napětí.3.2 to the control input of thyristor 4. The anode and cathode of the thyristor 4 are connected to the first and second terminals 8.1, 8.2 of the voltage source.

Při funkci příkladného provedení podle obr. 2 pak proud, který prochází odrušovacím členem 6 po připojení napětí na tyristor/., vytvoří na Zenerově diodě 7.1 úbytek napětí, daný Zenerovým napětím. Toto napětí nabije přes diodu 5.1 kondenzátor 5♦2, ne němž je trvalé napětí. Proudový impuls z výstupu světlocitlivého prvku 1.1 je převeden přes první tranzistor 2.1 na bázi druhého tranzistoru 3.1, který má trvalé předpětí. Tím je dosaženo konstantní napětí na světlocitlivém prvku 1,1 bez ohledu na výstupní proud. Proud je druhým tranzistorem 3.1 zesílen a omezen třetím odporem 3.2 na potřebnou velikost pro sepnutí tyristoru 4.In the operation of the exemplary embodiment of FIG. 2, the current that passes through the suppression member 6 after the voltage is applied to the thyristor creates a voltage drop on the Zener diode 7.1 due to the Zener voltage. This voltage charges a 5 ♦ 2 capacitor through the diode 5.1, which is a permanent voltage. The current pulse from the output of the photosensitive element 1.1 is transmitted through a first transistor 2.1 based on a second transistor 3.1 having a permanent bias. This achieves a constant voltage on the light-sensitive element 1.1 regardless of the output current. The current is amplified by the second transistor 3.1 and limited by the third resistor 3.2 to the required amount for switching the thyristor 4.

Ovládací obvod tyristoru je možné použít věude tam, kde se pro spínání používají tyristory, například u řízených usměrňovačů, frekvenčních měničů apod. Lze ho použít i pro řízení triaků.Thyristor control circuit can be used wherever thyristors are used for switching, for example in controlled rectifiers, frequency converters, etc. It can also be used for triac control.

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION

Claims

Thyristor control circuit consisting of an optoelectronic coupler, transformer, amplifier, rectifier, suppressor, and voltage limiter, characterized in that the output of the optoelectronic coupler (1) is coupled via the transformer (2) to the first amplifier input (3) the output of which is connected to the control input of a thyristor (4), the anode of which is connected to the input of the interference suppressor (6), the output of which is connected via the rectifier (5) to the second input of the amplifier (3) with thyristor cathode (4)

1 drawing

CS 271918 Bl