DE1613557C3

DE1613557C3 -

Info

Publication number: DE1613557C3
Application number: DE19671613557
Authority: DE
Priority date: 1967-09-08
Filing date: 1967-12-05
Publication date: 1976-02-26

Description

d. h. es müßte auf eine hohe und steile Vorderflanke (in praktischen Fällen Flankensteilheit etwa 1 bis 3 A ßsec, Strommaximalwert etwa 1 bis 3 A und Dauer der hohen Zündstromspitze etwa 10 bis 20 f<sec) ein Nachimpuls geringerer Höhe, praktisch etwa 0,5 A, folgen. Die Dauer des Nachimpulses ist schaltungsabhängig und sollte im Normalfall etwa 200 bis 500 //see betragen.that is, on a high and steep leading edge (in practical cases edge steepness approx. 1 to 3 A ßsec, maximum current value approx. 1 to 3 A and duration of the high ignition current peak approx. 10 to 20 f <sec) an after-pulse of less height, practically approx. 0.5 A, follow. The duration of the post-pulse depends on the circuit and should normally be around 200 to 500 // seconds.

Zur Verwirklichung solcher Impulsformen wurden bisher Transistor-Steuersätze verwendet, und zur Impulsübertragung auf die Zündelektroden der Thyristoren dienten Spannungsimpulsübertrager, die eine Potentialtrennung der auf verschiedenen Potentialen liegenden Thyristoren bewirkten.To achieve such pulse shapes, transistor control sets have been used so far, and for pulse transmission voltage pulse transformers were used on the firing electrodes of the thyristors Caused potential separation of the thyristors lying on different potentials.

Doch ist der für die gleichzeitige Zündung einer großen Anzahl von Thyristoren mit einem Transistor-Steuersatz benötigte Aufwand beträchtlich. Die Ansteuerung der Endstufen-Transistoren und deren Parallelarbeit ist recht störanfällig. Wegen der stets vorhandenen Streuinduktivität der Spannungsimpulsübertrager und der relativ kleinen Schaltspannung der Endstufentransistoren ist die Flankensteilheit des Zündstromimpulses nicht allzu groß. Werte von mehr als 1 A^sec werden kaum erreicht.But is the one for the simultaneous ignition of a large number of thyristors with one transistor control set The effort required is considerable. The control of the output stage transistors and their Parallel work is quite prone to failure. Because of the constant leakage inductance of the voltage pulse transformers and the relatively small switching voltage of the output stage transistors is the slope of the Ignition current pulse not too large. Values of more than 1 A ^ sec are hardly achieved.

Erfindungsgemäß wird eine Einrichtung vorgeschlagen, die-von der in Fig. 2 gezeigten Schaltungsanordnung ausgehend—mit einfachen Mitteln die Gewinnung einer in Fig. 1 dargestellten Stromimpulsform gestattet, mit der bei geringem Leistungsverbrauch eine Steuerung des gleichzeitigen Zündvorganges bei einer großen Anzahl Thyristoren möglich ist.According to the invention, a device is proposed that is derived from the circuit arrangement shown in FIG starting with simple means, obtaining a current pulse shape shown in FIG allows control of the simultaneous ignition process with low power consumption is possible with a large number of thyristors.

Erfindungsgemäß ist eine Einrichtung der eingangs genannten Art gekennzeichnet durch die Gesamtheit folgender Merkmale:According to the invention, a device of the type mentioned is characterized by the entirety following features:

a) Ein weiterer, zum Kondensator paralleler Querzweig, der durch die Reihenschaltung eines weiteren Kondensators und eines dritten ohmschen Widerstandes in der Weise gebildet ist, daß das dem weiteren Kondensator abgewandte Ende des dritten Widerstandes zwischen dem Widerstand und dem Thyristor des zweiten Parallelzweiges angeschlossen ist,a) Another shunt arm parallel to the capacitor, which is created by the series connection of another Capacitor and a third ohmic resistor is formed in such a way that the the end of the third resistor facing away from the further capacitor between the resistor and the thyristor of the second parallel branch is connected,

b) eine über einen vierten ohmschen Widerstand verwirklichte Verbindung des dem weiteren Kondensator des weiteren Querzweiges abgewandten Endes des Widerstandes im zweiten Querzweig mit einer Hilfs-Gleichspannungsquelle, deren Spannung um so viel größer ist als die Speisespannung der Haupt-Gleichspannungsquelle als dies der gewünschten Steilheit und Höhe der Vorderflanke der Zündimpulse entspricht,b) a connection realized via a fourth ohmic resistor to the other Capacitor of the other shunt arm facing away from the end of the resistor in the second Cross arm with an auxiliary DC voltage source, the voltage of which is so much greater than the supply voltage of the main DC voltage source as that of the desired slope and the height of the leading edge of the ignition pulses corresponds,

c) eine erste Diode, die zum Thyristor des ersten Parallelzweiges antiparallel liegt,c) a first diode which is antiparallel to the thyristor of the first parallel branch,

d) eine zweite Diode, die in dem zweiten Parallelzweig zwischen dem Anschlußpunkt des ersten Querzweiges und dem Anschlußpunkt des zweiten Querzweiges in Reihe mit dem zweiten ohmschen Widerstand und dem zweiten Thyristor dieses Parallelzweiges liegt und so gepolt ist, daß ein direkter Stromfluß zwischen der Hilfs-Gleichspannungsquelle und der Haupt-Gleichspannungsquelle gesperrt ist.
Die Erfindung wird an Hand der Fig. 3 näher erläutert. Denkt man sich zunächst die Elemente C₂, R₃, R_A, D_x und D₂ weg, so handelt es sich wieder um die bistabile Kippschaltung gemäß Fig. 2. Bei dieser möge der Strom zunächst über den ersten Parallelzweig mit einem Widerstand R₁ und einem Thyristor T₁ fließen, wobei ein Kondensator C₁ sich über einen Widerstand R₂ mit der Zeitkonstante R₂C₁ auf eine Speisespannung U_x einer Haupt-Gleichspannungsquelle so auflädt, daß der Punkt C gegenüber Punkt D positives Potential erhält. Wird nun ein Thyristor T₂ gezündet, so entlädt sich der Kondensator C₁ über den Thyristor T₂, und der Thyristor T₁ wird gelöscht, so daß der Strom anschließend mit der Amplitude U_xIR₂ über den zweiten Parallelzweig, d. h. Induktivität L_a, Widerstand R₂, Thyristor T₂ und die in Reihe damit liegenden Zündstrom-Impulsübertrager fließt. Somit lassen sich also Stromimpulse mit der Höhe U_xIR₂ und einer wählbaren Dauer erzeugen. Dabei wird die Flankensteilheit durch die Induktivität L_n begrenzt, die im wesentlichen durch die Streuinduktivitäten der Zuleitung und der Stromwandler bzw. der Impulsübertrager bestimmt wird.d) a second diode, which is located in the second parallel branch between the connection point of the first shunt arm and the connection point of the second shunt arm in series with the second ohmic resistor and the second thyristor of this parallel arm and is polarized so that a direct current flow between the auxiliary DC voltage source and the main DC voltage source is blocked.
The invention is explained in more detail with reference to FIG. If we consider first the elements C _2, R _3, R _A, D _x and D ₂ away, it is again the flip-flop of FIG. 2. In this, the current may initially over the first parallel branch with a resistor R ₁ and a thyristor T ₁ flow, whereby a capacitor C ₁ is charged via a resistor R ₂ with the time constant R ₂ C ₁ to a supply voltage U _{x of} a main DC voltage source in such a way that point C receives a positive potential compared to point D. If a thyristor T _{2 is} ignited, the capacitor C ₁ discharges through the thyristor T ₂ , and the thyristor T ₁ is extinguished, so that the current then with the amplitude U _x IR ₂ via the second parallel branch, ie inductance L _a , Resistor R ₂ , thyristor T ₂ and the ignition current pulse transformer lying in series with it flows. This means that current pulses with a height of U _x IR ₂ and a selectable duration can be generated. The edge steepness is limited by the inductance L _n , which is essentially determined by the leakage inductances of the supply line and the current transformers or the pulse transformers.

Dieser in der ungenügenden Flankensteilheit liegende Nachteil wird durch die erfindungsgemäß vorgesehenen Schaltungselemente vermieden. Über Widerstände R₃ und R₄ wird während der Leitperiode von Thyristor T₁ ein Kondensator C₂ auf eine im Verhältnis zur Spannung U_x wesentlich höhere Spannung U₂ einer Hilfs-Gleichspannungsquelle aufgeladen. Beim Zünden des Thyristors T₂ entlädt sich der Kondensator C₂ über den Widerstand R₃, den Thyristor T₂ und eine erste Diode D₁. Diese Diode liegt parallel zum Thyristor T_x im »ersten Parallelzweig«, ist jedoch gegenüber dem Thyristor T_x entgegengesetzt gepolt, so daß im Moment des Zündens des Thyristors T₁ für die Entladung von Kondensator C₂ zusätzlich zu dem im Löschen begriffenen Thyristor T_x ein niederohmiger Parallel-Strompfad gebildet wird, der kurzzeitig (nach Maßgabe der Zeitkonstante C₂R₂) einen gegenüber dem Normal-Stromwert im zweiten Parallelzweig R₂, T₂ überhöhten Stromfluß bewirkt. Dieser Entladestromstoß mit der Flankensteilheit U₂I L_n und der Amplitude U₂IR₃ überlagert sich den Stromimpulsen, wie sie durch die beschriebene Funktion der Elemente U_x, L₀, R_x, R₂, C,, T_x und T₂ erzeugt werden. This disadvantage, which lies in the insufficient edge steepness, is avoided by the circuit elements provided according to the invention. During the conduction period of thyristor T _1, a capacitor C _{2 is} charged via resistors R ₃ and R ₄ to a voltage U _{2 of} an auxiliary direct voltage source, which is significantly higher than the voltage U _x. Upon ignition of the thyristor _T2, the capacitor _C2 discharges through the resistor R _3, the thyristor T _2, and a first diode _d1. This diode is parallel to the thyristor T _x in the "first parallel branch", but has the opposite polarity to the thyristor T _x , so that at the moment of the ignition of the thyristor T ₁ for the discharge of the capacitor C _{2 in} addition to the thyristor T _x, which is about to be extinguished a low-resistance parallel current path is formed which briefly (in accordance with the time constant C ₂ R ₂ ) causes a current flow that is excessive compared to the normal current value in the second parallel branch R ₂ , T _2. This discharge current surge with the edge steepness U ₂ IL _n and the amplitude U ₂ IR _{3 is} superimposed on the current pulses as generated by the described function of the elements U _x , L ₀ , R _x , R ₂ , C ,, T _x and T ₂ will.

Der Strom I_x wird während der Sperrphase von Thyristor T₂ dazu benutzt, durch Gegendurchflutung die Impulsübertrager rückzumagnetisieren; hierdurch wird die übertragbare Spannungszeitfläche der Zündstrom-Impulsübertrager wesentlich vergrößert.The current I _x is used during the blocking phase of thyristor T ₂ to reverse magnetize the pulse transmitter by counterflow; This significantly increases the transferable voltage-time area of the ignition current pulse transmitter.

Eine Diode D₂ hat die Funktion, während der Leitphase von Thyristor T, die höhere Spannung U₂ vom Kondensator C, fernzuhalten bzw. den niederohmigen Weg U₂-R₁-R₂-R_x abzuriegeln.A diode D ₂ has the function of keeping the higher voltage U ₂ away from the capacitor C during the conducting phase of the thyristor T or of blocking the low-resistance path U ₂ -R ₁ -R ₂ -R _x .

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for the simultaneous ignition of a number of thyristors with one on one Main DC voltage source lying, a first and a second parallel branch and a A bistable flip-flop having a transverse branch, the two parallel branches in the same order each consist of a series connection of a thyristor and an ohmic resistor and the second parallel branch also has the series connection of primary windings from Ignition pulse transmitters contains such that the series connection of the primary windings with their from the end facing away from the thyristor connected to one pole of the main DC voltage source and that the shunt arm has a capacitor between the connection points of Thyristor and resistor connected in the parallel branches, indicated by the Set of the following features:

a) Another shunt arm parallel to the capacitor (C ₁ ), which is formed by the series connection of a further capacitor (C-,) and a third ohmic resistor (R ₃ ) in such a way that the further capacitor (C-, ) the opposite end of the third resistor (R ₃ ) is connected between the resistor (R ₂ ) and the thyristor (T-,) of the second parallel branch,

b) a ft via a fourth resistor ₍₄₎ realized connection of the further capacitor (C ₂₎ of the further transverse branch (C-, R ₃₎ the end of the resistor (R remote from ₃₎ in the second transverse branch with an auxiliary DC voltage source (U ₁ ), the voltage of which is so much greater than the supply voltage (U _x ) of the main DC voltage source than that of the desired steepness and height of the leading edge of the

■ corresponds to ignition pulse,

c) a first diode (D ₁ ) which is anti-parallel to the thyristor (T ₁ ) of the first parallel branch,

d) a second diode (D ₂ ), which in the second parallel branch between the connection point of the first shunt arm (C ₁ ) and the connection point of the second shunt arm (R ₃ , C ₂ ) in series with the second ohmic resistor (R ₂ ) and the second thyristor (T ₂ ) of this parallel branch and is polarized so that a direct current flow between the auxiliary DC voltage source (U ₂ ) and the main DC voltage source (U ₁ ) is blocked.

2. Device according to claim 1, characterized in that the ohmic resistance (/ ?,) in the first parallel branch facing away from the terminal of the associated first thyristor (T ₁ ) via series-connected auxiliary windings of the ignition pulse transformer with one pole of the main DC voltage source (U ₁ ) is connected and the winding direction of these auxiliary windings is chosen so that the current (/,) in the first parallel branch during the blocking phase of the second thyristor (T,) in the second parallel branch magnetizes the ignition pulse transformer back by counterflow.

The invention relates to a device for the simultaneous ignition of a number of thyristors with a first and a second parallel branch connected to a main DC voltage source and a transverse branch having bistable flip-flop, the two parallel branches in the same Sequence consist of the series connection of a thyristor and an ohmic resistor and the second parallel branch also the series connection of primary windings of ignition pulse transformers contains such that the series connection of the primary windings with their from the thyristor remote end is connected to one pole of the main DC voltage source and that the Cross arm has a capacitor between the connection points of the thyristor and resistor is connected in the parallel branches.

Such known devices shown in FIG. 2 for the generation of defined current pulses (see, for example, regarding the bistable multivibrator, the »SCR Manual« published by General Electric [1964], Fig. 5.9, page 78) are useful for the ignition of thyristors, if it is a single thyristor or a small number of thyristors. As the commercially available thyristors in their ignition current characteristics often within wider limits, you have to ignite a ensure a larger number of thyristors connected in parallel or in series, one to ignite all Thyristors achieve sufficient height and steepness of the current pulse leading edge. Also must In many cases, the ignition current pulse persists for a long time after the ignition process, because during ignition of the thyristors whose wiring capacities tend to oscillate with the load inductance and they can delete the thyristor that was ignited shortly before. After about 100 to 500 μsec these are Vibrations subsided so far that an ignition current pulse, which is still present after this time, the Thyristor can switch on for good.

The above-mentioned circuit arrangements (e.g. the circuit according to FIG. 2) with a bistable multivibrator generate essentially square-wave current pulses of any length. The above-mentioned requirement, namely the achievement of a sufficient height and steepness of the ignition pulse leading edge, cannot, however, be met without a great deal of effort. The edge steepness is limited by leakage inductances of the supply line and the current transformers or the pulse transformers. A greater edge steepness of the pulse currents can be seen in the circuit according to FIG. 2 can only be achieved by increasing the supply voltage CZ ₁ . In doing so, the whole "impulse plateau" would be raised; However, since the current value / is usually predetermined by the transmission ratio of the pulse transformer and the minimum ignition current, the construction output of the pulse current generator would be increased too much.

With a circuit according to FIG. 2, the mode of operation of which does not need to be explained in more detail, The current pulse shape obtained, which corresponds to a square pulse with "smoothed" edges, is thus not usable for the ignition of a large number of thyristors. As from the previous Explanations immediately follows, an ideal ignition current pulse for igniting thyristors would be the must have the pulse shape shown in Fig. 1;