DE2400225A1

DE2400225A1 - Triggering amplifier for series or parallel thyristors - has push-pull chopper output capacitor shunted by resistor to raise first pulses amplitude

Info

Publication number: DE2400225A1
Application number: DE2400225A
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Lukanz
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1974-01-03
Filing date: 1974-01-03
Publication date: 1975-07-17
Also published as: DE2400225C2

Abstract

The triggering amplifier, which is used in series or parallel coupled thyristors, consists of a push pull chopper coupled at its output over several transformers to the thyristors. The chopper consists of two push pull transistors supplied at their bases with rectangular waveforms and each of the transistors has its collector/emitter path bridged by an oppositely poled diode. The diodes are each bridged by a capacitor and a single resistor shunts one of these capacitors. This shunt resistor causes the first rectangular output pulse to have a larger amplitude than the pulses that follow it.

Description

Zündverstärker zur Ansteuerung in Reshe- oder parallelgeschalteter Thyristoren Die- Erfindung betrifft einen Zündverstärke- zur Ansteuerung in Reihe- oder parallelgeschalteter Thyristoren über Zündimpulsübertrager mit einem aus einer Folge von Rechteckimpulsen zusammengesetzten Dauerimpuls.Ignition amplifier for control in Reshe or parallel switched Thyristors The invention relates to an ignition amplifier for control in series or thyristors connected in parallel via ignition pulse transformers with one of one Continuous pulse composed of rectangular pulses.

Für die Zündung von Thyristoren werden Zünalmpulse mit einer möglichst großen Steilheit und Höhe verlangt. Das gilt insbesondere für die Reihen- oder Parallelschaltung von Thyristoren. Bei der Reihenschaltung ist ein gleichzeitigen Zünden der Thyristoren erforderlich, darrit der zuletzt gezündete Thyristor nicht mit Überspannung beansprucht wird. Bei der Parallelschaltung darf der zuerst gezündete Thyristor nicht strommäßig überlastet werden.For the ignition of thyristors, Zünalimpulse with a possible requires great steepness and height. This applies in particular to series or parallel connections of thyristors. When connected in series, the thyristors are triggered at the same time required so that the last thyristor ignited is not subjected to overvoltage will. In the case of parallel connection, the first ignited thyristor are not overloaded in terms of current.

Nach dem Zünden der Thyristoren soll außerdem die Z:indbereitschaft noch einige Zeit erhalten bleiben, weil die Thyristoren durch Stromschwingungen leicht verlöschen können. Um die Spannungszeitfläche des Zündimpulses für den Zündimpulsübertrager klein zu halten, formt man den Steuerstrom entsprechend dies Erfordernissen in der Weise, daß die Steuerstromstärke in den ersten irosekunden ein Mehrfaches des statischen Zündstromes beträgt und für den Rest der Impulsdauer über dem statischen Zündstrom bleibt. Eine Anordnung zur Erzeugung derartiger Zündimpulse für in Reihe- oder parallelgeschaltete Thyristoren ist den Seiten 125 und 126 der "BEC-Nachrichten" vom März 1968 zu entnehmen. Mit einer Anordnung nach Bild 5 dieser Literaturstelle ist ein Zündimpuls nach Bild 6 zu erhalten, der aus einer hohen steilen Spitze und einem Impulsrücken besteht.After the thyristors have ignited, they should also be ready for ignition Remain for some time because the thyristors due to current oscillations can easily go out. To the voltage-time area of the ignition pulse for the ignition pulse transmitter To keep small, one forms the control current according to these requirements in the Way that the control current strength in the first iroseconds is a multiple of the static Ignition current and for the remainder of the pulse duration above the static ignition current remain. An arrangement for generating such ignition pulses for series or parallel connected Thyristors can be found on pages 125 and 126 of the "BEC-Nachrichten" from March 1968. With an arrangement according to Figure 5 of this reference, an ignition pulse is shown in Figure 6, which consists of a high steep peak and an impulse ridge.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Zündverstärker zur Abgabe von aus Folge von Rechteckimpulsen bestehenden Dauerimpulsen an in Reihe- oder parallelgeschaltete Thyristoren zu schaffen, wobei der erste Rechteckimpuls einer Folge von Rechteckimpulsen größer als die nachfolgenden Impulse sein soll.The object of the present invention is to provide an ignition amplifier for Output of continuous pulses consisting of a sequence of square pulses to in series or to create thyristors connected in parallel, the first square pulse a sequence of square-wave pulses should be larger than the subsequent pulses.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Verwendung eines an sich bekannten Gegentaktzerhackers, der aus einer unsymmetrischen Brückenschaltung zweier Transistoren und zweier Kondensatoren und den in der Brickendiagonalen befindlichen Primärwick]ungen derZündimpulsübertrager besteht, wobei die Transistoren eingangsseitig mit Rechteckimpulsen beaufschlagt sind und einem der beiden Kondensatoren ein Widerstand parallegeschaltet ist.According to the invention, this object is achieved by the use of a well-known push-pull chopper, the from an unbalanced Bridge circuit of two transistors and two capacitors and the one in the diagonal of the bridge located primary windings of the ignition pulse transmitter, the transistors square-wave pulses are applied to the input side and one of the two capacitors a resistor is connected in parallel.

Anhand eines in der einzigen Figur der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels soll der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke näher erläutert werden.On the basis of an embodiment shown in the single figure of the drawing the idea on which the invention is based is to be explained in more detail.

Der Zündverstärker erzeugt bei Ansteuerung der Transistoren 11, 12 durch gegenphasige Rechteckspannung UBE und ÜBE an seinem Ausgang, den Primärwicklungen der Zündim2ulsübertrager 2, 3, bipolare Rechteckimpulse. Diese Zündimpulsübertrager 2, 3 dienen der Potentialtrennung zwischen den Thyristor-Steuerkreisen und dem Zündverstärker. Auf der Sekundärseite der Zündimpulsübertrager 2, 3 werden die Rechteckimpulse mittels Graetz-Brücken 7, 8 gleichgerichtet und zu einem Dauerimpuls mit kleinen Lücken zur Zündung der beiden in Reihe geschalteten Thyristoren 4, 5. Die Spannungsversorgung des Zündverstärkers erfolgt über die Batteriespannung + UB, die in diesem Beispiel an die Kollektoren der Transistoren 11, 12 gelegt ist. Die beiden Transistoren 11, 12 des Gegentaktzerhackers 1 leiten und sperren wechselseitig und laden bzw. entladen über die Primärwicklungen der Zündimpulsübertrager 2, 3 die beiden Ecnder satoren 13, 14, die eine so große Kapazität aufweisen, daß die Sapnnung an ihnen während einer Periode praktisch konstant bleibt. Im stationären Zustand liegt an den Primärwicklungen der Zündimpulsübertrager 2, 3 die halbe Batteriespannung UB und durch den jeweils leitenden Transistor 11 bzw. 12 und den Prirrärwicklungen der Zündimpulsübertrager 2, 3 fließt der doppelte Batteriestrom, da der eine Kondensator 13 sich auflädt und der andere Kondensator 14 jeweils entladen wird. Die Resonanzfrequenz des aus den Kondensatoren 13, 14 und der Gesamtstreuinduktivitat LS der parallegeschalteten Zündimpulsübertrager 2, 3 gebildeten Reihenschwingkreises muß mit der Ansteuerfrequenz f z des Gegentaktzerhackers 1 übereinstimmen. Parallel zu den Transistoren 11, 12 sind in Emitter-Kollektor-Richtung Freilaufdioden 15, 16 geschaltet, die zur Abmagnetisierung der Induktivitäten und damit auch zum Schutz der Transistoren 11, 12 dienen.The ignition amplifier generates when the transistors 11, 12 are activated due to antiphase square wave voltage UBE and UBE at its output, the primary windings the ignition pulse transmitter 2, 3, bipolar square-wave pulses. This ignition pulse transmitter 2, 3 serve to isolate the potential between the thyristor control circuits and the ignition amplifier. On the secondary side of the ignition pulse transmitter 2, 3, the square-wave pulses are generated by means of Graetz bridges 7, 8 rectified and a continuous pulse with small gaps to ignite the two series-connected thyristors 4, 5. The power supply of the ignition amplifier takes place via the battery voltage + UB, which in this example is applied to the collectors of the transistors 11, 12. The two transistors 11, 12 of the push-pull chopper 1 conduct and block alternately and charge or discharge via the primary windings the ignition pulse transmitter 2, 3 the two Ecnder satoren 13, 14, which have such a large capacity that the voltage on remains practically constant during a period. Lies in the steady state half the battery voltage on the primary windings of the ignition pulse transformers 2, 3 UB and through the respective conductive transistor 11 or 12 and the primary windings the ignition pulse transmitter 2, 3 flows twice as much battery current as the one capacitor 13 charges and the other capacitor 14 is discharged. The resonance frequency of the capacitors 13, 14 and the total scatter inductance LS of the parallel-connected Ignition pulse transmitter 2, 3 formed series resonant circuit must be with the control frequency f z of the push-pull chopper 1 match. In parallel with the transistors 11, 12 freewheeling diodes 15, 16 are connected in the emitter-collector direction, which are used for demagnetization of the inductances and thus also to protect the transistors 11, 12.

Die gestellte Aufgabe der Anhebung des ersten Rechteckimpulses der mittelfrequenten Rechteckimpulsfolge wird erfindungsgemäß durch die Parallelschaltung eines Widerstandes 6 zu einem der beiden Kondensatoren 13 oder 14, in diesem Beispiel zum Kondensator 13 gelöst. Die Parallelschaltung bewirkt im ausgeschalteten Zustand des Gegentaktzerhackers 1 die Aufladung des anderen Kondensators 14 auf die volle Batteriespannung 2 UB, während der eine Kondensator 13 über den Widerstand 6 entladen ist.The task of raising the first square pulse of the medium-frequency square-wave pulse train is according to the invention by the parallel connection a resistor 6 to one of the two capacitors 13 or 14, in this example to the capacitor 13 solved. The parallel connection works in the switched-off state of the push-pull chopper 1 charges the other capacitor 14 to full Battery voltage 2 UB while the one capacitor 13 across the Resistor 6 is discharged.

Wird nun zuerst der Transistor 12 angesteuert, so ist der Stromimpuls über die Primärwicklungen der Zündübertrager 2, 3 wesentlich stärker als die nachfolgenden Impulse, da am Transistor 12 die Batteriespannung 2 UB liegt, während im stationären Zustand am selben Transistor 12 ungefähr die halbe Batteriespannung UB ansteht. Schaltet jedoch zuerst der Transistor 11 durch, kann kein Strom fließen, da der Kondensator 13 spannungslos ist. Erst nach der Impulsdauer td = 77 entsteht der erste Stromimpuls für die z Thyristoren 4, 5. Will man diese zu einem bestimmten Zeitpunkt zünden, muß die Zündverstärkerfrequenz f erheblich z höher als die Thyristornetzfrequenz f gewählt werden, um n keine nennenswerte Verschiebung des Zündzeitpunktes durch die Impulsdauer td zu erhalten.If the transistor 12 is now activated first, then the current pulse is Via the primary windings of the ignition transformers 2, 3 much more strongly than the following Pulses, since the battery voltage is 2 UB at the transistor 12, while in the stationary State of the same transistor 12 is approximately half the battery voltage UB. However, if the transistor 11 turns on first, no current can flow because the Capacitor 13 is dead. The only occurs after the pulse duration td = 77 first current pulse for the z thyristors 4, 5. If you want this to be a certain Ignite time, the ignition amplifier frequency f must be considerably higher than the thyristor network frequency f can be selected so that there is no significant shift in the ignition point by n to get the pulse duration td.

Die Zeitkonstante zur R1 C1, wobei R1 der Wert des Widerstandes 6 und C1 die Kapazität des einen Kondensators 13 ist, muß genügend klein gegenüber dem Zeitraum zwischen AUS- und EIN-Schaltzeitpunkt des Zündverstärkers sein, um zu verhindern, daß am Kondensator 13 im Einschaltaugenblick des Zündverstärkers eine kleine Spannung ansteht.The time constant for R1 C1, where R1 is the value of resistor 6 and C1 is the capacitance of a capacitor 13, must be sufficiently small compared to the period between the OFF and ON switching times of the ignition amplifier to be to prevent the capacitor 13 from being switched on when the ignition amplifier is switched on a little voltage is present.

Die Zeitkonstante C darf wiederum nicht so klein sein, daß sich der eine Kondensator 13 während der Impulsdauer tä entladen kann. Das ist ein zweiter Grund, weshalb die Frequenzen fz und fn weit auseinanderliegen müssen.Again, the time constant C must not be so small that the a capacitor 13 can discharge during the pulse duration t a. That is a second one Reason why the frequencies fz and fn must be far apart.

Es ergibt sich also folgende Forderung: td = 1 <# < 1 2fz 2fn Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann der t;iderstand 6 für den Fall, daß die Frequenzen f und f nane z n beieinanderliegen, durch die Reihenschaltung eines Widerstandes 9 und eines Schalters 10, der beispielsweise aus einem Reedrelais oder einem gesteuerten Halbleiter bestehen kann, ersetzt werden.The following requirement arises: td = 1 <# <1 2fz 2fn According to a further feature of the invention, the t; resistance 6 for the case that the frequencies f and f nane z n are close together, due to the series connection a resistor 9 and a switch 10, for example from a reed relay or a controlled semiconductor.

Im AUS-Zustand des Zündverstärkers ist der Schalter 10 geschlossen, der eine Kondensator 13 ist entladen. Nach Einschalten des Zündverstärkers öffnet der Schalter 10 und der Zündverstärker arbeitet wie ein normaler Gegentaktzerhacker. Nach Ausschalten des Zündverstärkers schließt der Schalter 10 wieder und entlädt den einen Kondensator 13. Die Zeitkonstante t = R C1, wobei R der Wert des Widerstandes 9 ist, kann nun genügend klein gehalten werden.When the ignition amplifier is in the OFF state, switch 10 is closed, one capacitor 13 is discharged. After switching on the ignition amplifier opens the switch 10 and the ignition amplifier work like a normal push-pull chopper. After switching off the ignition amplifier, the switch 10 closes again and discharges the one capacitor 13. The time constant t = R C1, where R is the value of the resistance 9 can now be kept sufficiently small.

Der Widerstand 9 dient dann nur zur Begrenzung des Entladungsstromes über den Schalter 10.The resistor 9 then only serves to limit the discharge current via switch 10.

Claims

Ignition amplifier for control in series or in parallel Thyristors via ignition pulse transformers with one of a series of square-wave pulses compound continuous impulse, g e k e n n n z e i c h n e t d u r c h the use a push-pull chopper (1), known per se, consisting of an asymmetrical bridge circuit two transistors (11, 12) and two capacitors (13, 14) and those in the bridge diagonal located primary windings of the ignition pulse transmitter (2, 3), the Transistors (11, t12) have square-wave pulses applied to them on the input side a resistor (6) is connected in parallel to one of the two capacitors (13 or 14) is.

2. ignition amplifier according to claim 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t that instead of the resistor (6) the Series connection a .Semiconductor switch (10) unc one serving to limit the discharge current Resistor (9) connected in parallel to one of the two capacitors (13 or 14) is.