DE2913572A1 - Phase controlled thyristor triggering circuit - reduces bulk by eliminating isolating transformer whilst keeping galvanic isolation between control element and thyristor power circuit - Google Patents
Phase controlled thyristor triggering circuit - reduces bulk by eliminating isolating transformer whilst keeping galvanic isolation between control element and thyristor power circuitInfo
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Abstract
Description
Schaltungsanordnung zur PhasenanschnittsteuerungCircuit arrangement for phase control
von Thyristoren Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Phasenanschnittsteuerung mindestens eines an einer Wechselspannung liegenden steuerbaren Halbleitergleichrichters.of thyristors The present invention relates to a circuit arrangement for phase control at least one connected to an alternating voltage controllable semiconductor rectifier.
Solche Halbleitergleichrichter können Thyristoren oder Triacs, das heißt Zweirichtungsthyristoren sein. Die Zündung eines Thyristors oder Triacs wird mittels eines Steuerimpulses bewirkt, der aus Gründen der galvanischen Trennung über einen Steuerimpulsübertrager in die Steuerleitung des Thyristors eingespeist wird. Da der Übertrager aus Platzgründen nicht beliebig groß gewählt werden kann, wird eine mittelfrequente Steuerimpulsquelle von zum Beispiel 5 bis 10 kHz benötigt. Diese Art der Phasenanschnittsteuerung mit galvanischer Trennung erfordert daher einen relativ hohen Aufwand.Such semiconductor rectifiers can be thyristors or triacs, the is said to be bidirectional thyristors. The ignition of a thyristor or triac will effected by means of a control pulse, which for reasons of galvanic separation fed into the control line of the thyristor via a control pulse transmitter will. Since the transformer cannot be of any size for reasons of space, a medium-frequency control pulse source of, for example, 5 to 10 kHz is required. This type of phase control with galvanic isolation is therefore necessary a relatively high effort.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Phasenanschnittsteuerung mindestens eines an einer Wechselspannung liegenden steuerbaren Gleichrichters zu schaffen, die bei galvanischer Trennung zwischen Steuereingang und Ausgang möglichst kompakt aufgebaut ist, möglichst wenig technischen Aufwand erfordert und die durch netzsynchrone Impulse beliebiger Form angesteuert werden kann. Als Leistung dieser Impulse soll dabei der übliche TTL-Pegel ausreichen (das heißt 3 bis 20 V, 1 bis 5 mA).The invention is based on the object of a circuit arrangement for phase control at least one connected to an alternating voltage to create controllable rectifier, the galvanic separation between the control input and output is as compact as possible, with as little technical effort as possible and which are controlled by any form of mains synchronous pulses can. The usual TTL level should suffice as the power of these impulses (the means 3 to 20 V, 1 to 5 mA).
Die Erfind g ist gekennzeichnet durch einen Gleichrichter, dessen Wechselspannungsklemmen mit der Anode beziehungsweise Katode des steuerbaren Halbleitergleichrichters verbunden sind, mit einem Hilfsthyristor, dessen Anode mit einer ersten Gleichspannungsklemme des Gleichrichters und dessen Katode mit dem Steuereingang des steuerbaren Halbleitergleichrichters verbunden ist, durch einen der Steuerstrecke des steuerbaren Haibleitergleichrichters parallelgeschalteten Widerstand, durch einen Hilfstransistor, dessen Laststrecke zwischen dem Steuereingang des Hilfsthyristors und der zweiten Gleichspannungsklemme des Gleichrichters liegt, durch einen lichtsteuerberen Transistor, dessen Laststrecke der Steuerstrecke des Hilfstransistors parallelgeschaltet ist, sowie durch je einen weiteren Widerstand zwischen der ersten Gleichspannungsklemme und dem Steuereingang des Hilfstransistors beziehungsweise dem Steuereingang des Hilfsthyristors.The invention is characterized by a rectifier whose AC voltage terminals with the anode or cathode of the controllable semiconductor rectifier are connected to an auxiliary thyristor, the anode of which is connected to a first DC voltage terminal of the rectifier and its cathode with the control input of the controllable semiconductor rectifier is connected by one of the control path of the controllable semiconductor rectifier resistor connected in parallel, through an auxiliary transistor, its load path between the control input of the auxiliary thyristor and the second DC voltage terminal of the rectifier is, through a light-controllable transistor, whose load path the control path of the auxiliary transistor is connected in parallel, as well as by one each further resistance between the first DC voltage terminal and the control input of the auxiliary transistor or the control input of the auxiliary thyristor.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Further developments of the invention are the subject of the subclaims.
Die Erfindung wird an Hand dreier Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Fig. 1 bis 3 näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 die vollständige Schaltungsanordnung zur Phasenanschnittsteuerung eines Thyristors, Fig. 2 einen Teil einer Schaltungsanordnung zur Phasenanschnittsteuerung von zwei antiparallelgeschalteten Thyristoren und Fig. 3 einen Teil einer Schaltungsanordnung zur Phasenanschnittsteuerung eines Triacs.The invention is based on three exemplary embodiments in conjunction with FIGS. 1 to 3 explained in more detail. They show: FIG. 1 the complete circuit arrangement for phase control of a thyristor, FIG. 2 shows part of a circuit arrangement for phase control of two anti-parallel connected thyristors and Fig. 3 shows part of a circuit arrangement for phase control of a triac.
In Fig. 1 ist eine Schaltungsanordnung zur Phasenanschnittsteuerung eines Thyristors 2 dargestellt. Dieser liegt in Reihe mit einer Last 1 an einer Wechselspannung. Mit der Anode des Thyristors 2 ist die Anode eines Gleichrichters 7 verbunden. Zum besseren Verständnis der nachfolgenden Ausführungsbeispiele nach den Fig. 2 und 3 sind die Wechselspannungsklemmen und die Gleichspannungsklemmen des Gleichrichters eingezeichnet und mit 3, 6 beziehungsweise 4, 5 bezeichnet. Mit der Gleichspannungsklemme 4 ist über einen Begrenzungswiderstand 13 die Anode eines Hilfsthyristors 8 verbunden. Die Katode des Hilfsthyristors ist mit dem Steuereingang des Thyristors 2 verbunden. Der Steuerstrecke des Thyristors 2 ist ein Widerstand 14 parallelgeschaltet. Der Re4henschaltung aus der Steuerstrecke des Hilfsthyristors 8 und dem Widerstand 14 ist die Laststrecke eines Hilfstransistors 9 und der Steuerstrecke des Hilfstransistors 9 die Laststrecke eines Optokopplers 10 (lichtsteuerbarer Transistor) parallelgeschaltet. Die Steuereingänge des Hilfstransistors 9 und des Hilfsthyristors 8 liegen über hochohmige Widerstände 11 beziehungsweise 12 über den Begrenzungswiderstand 13 an der Gleichspannungsklemme 4. Dem Thyristor 2 kann noch eine Reihenschaltung aus einem Widerstand 25 und einem Kondensator 26 parallelgeschaltet sein, die zur Unterdrükkung des Trägerspeichereffekts dienen.In Fig. 1 is a circuit arrangement for phase control a thyristor 2 shown. This is in series with a load 1 on one AC voltage. With the anode of the thyristor 2 is the anode of a rectifier 7 connected. For a better understanding of the following exemplary embodiments Figures 2 and 3 are the AC terminals and the DC terminals of the rectifier and denoted by 3, 6 and 4, 5, respectively. With the DC voltage terminal 4 is the anode of a limiting resistor 13 Auxiliary thyristor 8 connected. The cathode of the auxiliary thyristor is connected to the control input of the thyristor 2 connected. The control path of the thyristor 2 is a resistor 14 connected in parallel. The series connection from the control path of the auxiliary thyristor 8 and the resistor 14 is the load path of an auxiliary transistor 9 and the control path of the auxiliary transistor 9 the load path of an optocoupler 10 (light controllable transistor) connected in parallel. The control inputs of the auxiliary transistor 9 and the auxiliary thyristor 8 are via high-ohmic resistors 11 and 12 via the limiting resistor 13 at the DC voltage terminal 4. The thyristor 2 can still have one Series connection of a resistor 25 and a capacitor 26 connected in parallel be, which serve to suppress the carrier storage effect.
Liegt an der Wechselspannungsklemme 3 eine gegenüber der Klemme 6 positive Wechselspannung an, so ist die Anode des Hilfsthyristors 8 positiv bezüglich seiner Katode vorgespannt. Durch den Widerstand 12 fließt dann ein Strom, der abhängig vom Schaltzustand des Hilistransistors 9 entweder durch die Laststrecke des Hilfstransistors oder in den Steuereingang des Hilfsthyristors 8 fließt. Der Schaltzustand des Hilfstransistors 9 ist abhängig vom Schaltzustand des Optokopplers 10. Ist der Optokoppler 10 nicht angesteuert, so fließt ein Steuerstrom durch den Widerstand 11 in die Steuerstrecke (Basis) des Hilfstransistors 9 und steuert diesen leitend. Dann fließt der durch den Widerstand 12 fließende Strom durch die Laststrecke des Hilistransistors 9 zur Klemme 5 ab und der Hilfsthyristor bleibt gesperrt. Damit kann auch der Thyristor 2 nicht gezündet werden.If there is an AC voltage terminal 3 opposite terminal 6 positive AC voltage, the anode of the auxiliary thyristor 8 is positive with respect to biased to its cathode. A current then flows through the resistor 12 which is dependent from the switching state of the Hilistransistor 9 either through the load path of the auxiliary transistor or flows into the control input of the auxiliary thyristor 8. The switching state of the auxiliary transistor 9 depends on the switching status of the optocoupler 10. If the optocoupler 10 is not controlled, a control current flows through the resistor 11 in the control path (Base) of the auxiliary transistor 9 and controls this conductive. Then it flows through the resistor 12 current flowing through the load path of the Hilistransistor 9 to Terminal 5 off and the auxiliary thyristor remains blocked. This can also be used by the thyristor 2 cannot be ignited.
Wird der Optokoppler 10 durch ein Lichtsignal leitend gesteuert, so fließt der durch den Widerstand 11 fließende Strom durch die Laststrecke des Optokopplers 10 ab, der Hilfstransistor 9 bleibt gesperrt und der Hilfsthyristor 8 erhält über den Widerstand 12 einen Steuerstrom, sofern die gleichgerichtete Wechselspannung von Null verschieden und positiv ist. Ein Teil des Laststroms des Hilfsthyristors 8 fließt dann als Steuerstrom in den Thyristor 2 und zündet diesen.If the optocoupler 10 is conductively controlled by a light signal, so the current flowing through the resistor 11 flows through the load path of the optocoupler 10 from, the auxiliary transistor 9 remains blocked and the auxiliary thyristor 8 receives over the resistor 12 a control current, provided the rectified AC voltage is non-zero and positive. Part of the load current of the auxiliary thyristor 8 then flows as a control current into the thyristor 2 and ignites it.
Für die Widerstände 11 und 12 können Je nach Typ des Hilfstransistors und des Hilisthyristors beispielsweise Werte von 560 k0hm beziehungseise 100 k0hm eingesetzt werden. Der Begrenzungswiderstand 13 kann beispielsweise 100 Ohm aufweisen. Er kann auch auf der Wechselspannungsseite des Gleichrichters 7 zwischen den Anoden des Thyristors 2 und des Gleichrichters 7 angeordnet sein.For the resistors 11 and 12, depending on the type of auxiliary transistor and the hilist thyristor, for example, values of 560 kΩ or 100 kΩ used will. The limiting resistor 13 can, for example 100 ohms. It can also be on the AC side of the rectifier 7 can be arranged between the anodes of the thyristor 2 and the rectifier 7.
Der Widerstand 14 kann bei einem üblichen Thyristor 2 zum Beispiel 47 Ohm betragen. Der Widerstand 25 kann beispielsweise 100 Ohm haben, während als Kondensator 26 ein solcher mit 70 nF eingesetzt werden kann.The resistor 14 can, for example, in a conventional thyristor 2 47 ohms. The resistor 25 can for example have 100 ohms, while as Capacitor 26 such as 70 nF can be used.
In Fig. 2 ist ein Teil einer Schaltungsanordnung zur Phasenanschnittsteuerung von zwei antiparallelen Thyristoren 21, 22 dargestellt. Der eigentliche Steuerteil links der Gleichspannungsklemmen 4, 5 ist der gleiche wie in Fig. 1. Als Gleichrichter ist eine modifizierte Gleichrichterbrücke 27 vorgesehen, die vier Gleichrichterdioden 15, 16, 17, 18 aufweist. Den Katoden der Gleichrichterdioden 16 und 17 sind zwei Widerstände 19, 20 vorgeschaltet, über die diese Dioden mit den Wechselspannungsklemmen 3, 6 verbunden sind. Die Widerstände 19, 20 sind den Steuerstrecken der Thyristoren 21, 22 parallelgeschaltet. Sie dienen wie der Widerstand 14 in Fig. 1 zur Einstellung der notwendigen Basis-Emittervorspannung der Thyristoren.FIG. 2 shows part of a circuit arrangement for phase control represented by two anti-parallel thyristors 21, 22. The actual control part to the left of the DC voltage terminals 4, 5 is the same as in Fig. 1. As a rectifier a modified rectifier bridge 27 is provided, the four rectifier diodes 15, 16, 17, 18. The cathodes of the rectifier diodes 16 and 17 are two Upstream resistors 19, 20 through which these diodes connect to the AC voltage terminals 3, 6 are connected. The resistors 19, 20 are the control paths of the thyristors 21, 22 connected in parallel. Like the resistor 14 in FIG. 1, they are used for adjustment the necessary base-emitter bias of the thyristors.
Bei Anlegen einer Wechselspannungan die Klemmen 3, 6 liegt am Hilfethyristor 8 (Fig. 1) in Jeder Halbwelle der Wechselspannung eine positive gleichgerichtete Wech° selspannung an, die je nach Polarität der Wechelan nung entweder der Thyristor 21 oder der Thyristor 22 zündet, sofern der Hilfsthyristor 8 über den Hilfstran sistor 9 und den Optokoppier 10 gezündet wurde.When an alternating voltage is applied to terminals 3, 6, the auxiliary thyristor is applied 8 (Fig. 1) in each half-wave of the alternating voltage a positive rectified AC voltage, which, depending on the polarity of the AC voltage, is either the thyristor 21 or the thyristor 22 ignites, provided that the auxiliary thyristor 8 via the auxiliary tran sistor 9 and the optocoupler 10 was ignited.
in Fig0 3 ist ein Teil einer Phasenanschnittsteuerung eines Triac 23 dargesteillt. Der Gleichrichter ist hier wieder eine modifizierte Gleichrichterbrücke, deren ei ner Wechselspannungseingang 29 über einen Widerstand 24 mit t der Wechselspannungsklemme 6 verbunden ist. Die Gleichspannungsklemmen 4, 5 des Gleichrichters 28 sind über den Begrenzungswiderstand 13 mit der Anode und Katode des Hilfsthyristors 8 verbunden. Der Widerstand 24 ist der Steuerstrecke des Triacs 23 parallelgeschaltet, der die gleiche Funktion wie die Widerstände 14 beziehungsweise 19, 20 hat. Die Wechselspannungsklemme 3 ist mit der einen Anode und der Wechselspannungseingang 29 ist mit dem Steuereingang des Triacs 23 verbunden. Bei Anlegen einer Wechselspannung an die Klemmen 3, 6 liegt dann am Hilfsthyristor 8 während Jeder Halbwelle die gleichgerichtete Wechselspannung an. Beim Zünden des Hilfsthyristors 8 fließt dann ein Strom über die Gleichrichterdiode 17 und zündet den Triac. Die Ansteuerung des Hilfsthyristors 8 erfolgt auf gleiche Weise wie in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben.in Fig0 3 is part of a phase control of a triac 23 shown. The rectifier is here again a modified rectifier bridge, whose egg AC voltage input 29 via a resistor 24 with t the AC voltage terminal 6 is connected. The DC voltage terminals 4, 5 of the rectifier 28 are connected to the anode and via the limiting resistor 13 Cathode of auxiliary thyristor 8 connected. The resistor 24 is the control path of the triac 23 connected in parallel, which has the same function as the resistors 14 respectively 19, 20 has. The AC voltage terminal 3 is with one anode and the AC voltage input 29 is connected to the control input of the triac 23. When an alternating voltage is applied to terminals 3, 6, the auxiliary thyristor is then applied 8 the rectified alternating voltage during each half-wave. When the Auxiliary thyristor 8 then flows a current through the rectifier diode 17 and ignites the triac. The auxiliary thyristor 8 is controlled in the same way as in FIG Connection with Fig. 1 described.
4 Patentansprüche 3 Figuren4 claims 3 figures
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19792913572 DE2913572A1 (en) | 1979-04-04 | 1979-04-04 | Phase controlled thyristor triggering circuit - reduces bulk by eliminating isolating transformer whilst keeping galvanic isolation between control element and thyristor power circuit |
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DE19792913572 DE2913572A1 (en) | 1979-04-04 | 1979-04-04 | Phase controlled thyristor triggering circuit - reduces bulk by eliminating isolating transformer whilst keeping galvanic isolation between control element and thyristor power circuit |
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DE2913572A1 true DE2913572A1 (en) | 1980-10-16 |
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DE (1) | DE2913572A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2536920A1 (en) * | 1982-11-25 | 1984-06-01 | Telemecanique Electrique | Control circuit for a semiconductor device which can be automatically switched on and switched off, or power controlled, by establishing a short-circuit between two regions of the semiconductor. |
FR2542148A1 (en) * | 1983-03-01 | 1984-09-07 | Telemecanique Electrique | CONTROL CIRCUIT OF A THYRISTOR OR TRIAC-TYPE SENSITIVE SEMICONDUCTOR DEVICE WITH SELF-IGNITION ASSISTANCE IMPEDANCE AND ITS APPLICATION TO THE REALIZATION OF A SWITCH ASSEMBLY COMBINING A SENSITIVE THYRISTOR WITH A LESS SENSITIVE THYRISTOR |
-
1979
- 1979-04-04 DE DE19792913572 patent/DE2913572A1/en not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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FR2536920A1 (en) * | 1982-11-25 | 1984-06-01 | Telemecanique Electrique | Control circuit for a semiconductor device which can be automatically switched on and switched off, or power controlled, by establishing a short-circuit between two regions of the semiconductor. |
FR2542148A1 (en) * | 1983-03-01 | 1984-09-07 | Telemecanique Electrique | CONTROL CIRCUIT OF A THYRISTOR OR TRIAC-TYPE SENSITIVE SEMICONDUCTOR DEVICE WITH SELF-IGNITION ASSISTANCE IMPEDANCE AND ITS APPLICATION TO THE REALIZATION OF A SWITCH ASSEMBLY COMBINING A SENSITIVE THYRISTOR WITH A LESS SENSITIVE THYRISTOR |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |