FR2566208A1 - Electronic switch - Google Patents

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Abstract

Electronic switch for power loads. Electronic switch including, placed in series with a load 1, a thyristor 2 and a choke 4 placed in parallel with a block 5 for forced blocking of the thyristor 2. One terminal of the choke 4 is wired to an electrode of a valve 6 and the other terminal via a second thyristor 7 is connected electrically to another electrode of the valve 6 and to one pole of a supply source 3. To a common point 9 of the valve 6 and thyristor 7 is wired an energy store 8 accumulating electrical energy and also wired to the electrode of a valve 10 and to the other pole of the source 3 connected electrically to the thyristor 2. The other electrode of the valve 10 is wired to a common point 11 of the choke 4 and thyristor 7. The triggers of the thyristors 2, 7 and the block 5 for forced blocking are wired to the outputs 17, 18, 19 of a control block 16. Application to the supply to lasers.

Description

L'invention concerne les techniques impulsionnelle et de conversion, et plus particulièrement, un commutateur électronique destiné à commuter des charges puissantes et utilisé essentiellement dans les convertisseurs d'alimentation et dans les sources d'alimentation des lasers. The invention relates to pulse and conversion techniques, and more particularly to an electronic switch intended for switching powerful loads and used essentially in power converters and in laser power sources.

Parmi les dispositifs pour commuter les charges puissantes, les plus attrayants sont les montages de commutateurs à thyristors à blocage forcé du type série, le blocage étant réalisé à l'aide d'une impulsion venant d'un circuit de blocage appliqué sur self mise en série avec le thyristor, la charge et la source d'alimentation. Among the devices for switching powerful loads, the most attractive are the assemblies of forced block thyristor switches of the series type, the blocking being carried out using a pulse coming from a blocking circuit applied to self series with thyristor, load and power source.

On doit prévoir dans ces montages l'élimination ou la diminution d'une énergie excédentaire qui s'accumule dans la self au passage du courant de charge et y restant après le blocage du thyristor. Faute de moyens d'évacuation de l'énergie la tension sur les éléments du commutateur croIt avec chaque cycle de fonctionnement, ce qui peut aboutir à la panne du commutateur et à l'abaissement du rendement. In these arrangements, provision must be made for the elimination or reduction of excess energy which accumulates in the inductor when the charge current passes and which remains there after the thyristor is blocked. In the absence of means for evacuating energy, the voltage on the elements of the switch increases with each operating cycle, which can lead to the switch failing and the efficiency to be reduced.

Il existe un commutateur électronique (cf. par exemple
Ju.S. Zabrodin C "Ensembles de commutation forcée à condensateur des thyristors". M., éd. "Energia", 1977 il p. 82, figures 2 à 15) dans lequel la dissipation de l'énergie excédentaire se fait à l'aide d'un transformateur branché sur une self par l'intermédiaire de valves.
There is an electronic switch (cf. for example
Juice. Zabrodin C "Forced thyristor capacitor switching assemblies". M., ed. "Energia", 1977 it p. 82, Figures 2 to 15) in which the excess energy is dissipated using a transformer connected to a choke by means of valves.

L'utilisation d'un transformateur ne répond que partiellement aux exigences de réduction des sur tensions et d'élévation du rendement. L'utilisation d'un transformateur à haut rapport de transformation diminue les surtensions mais aussi le rendement, et vice versa, avec un faible rapport de transformation le rendement augmente mais les surtensions croissent. En outre, le transformateur doit être conçu de façon à présenter les inductances de dissipation et les capacités parasites minimales tout en trans mettant des impulsions longues et puissantes. Ceci complique sensiblement l'organisation du transformateur et du commutateur électronique dans son ensemble.The use of a transformer only partially meets the requirements for reducing over-voltages and increasing efficiency. The use of a transformer with a high transformation ratio decreases the overvoltages but also the efficiency, and vice versa, with a low transformation ratio the efficiency increases but the overvoltages increase. In addition, the transformer must be designed in such a way as to present the dissipation inductances and the minimum stray capacitances while transmitting long and powerful pulses. This significantly complicates the organization of the transformer and the electronic switch as a whole.

Il existe également un commutateur.électronique avec dissipation de l'énergie excédentaire sans transformateur (cf., par exemple, Ju.S. Zabrodin Ensembles de commutation frocée à condensateur des thyristors". M., éd. "Energia", 1977,0 p. 83, figures 2 à 16). Le commutateur électronique comporte, mis en série avec la charge, un thyristor, relié électriquement à un pôle de la source d'alimentation, et une self, laquelle est mise en parallèle avec un circuit de blocage forcé du thyristor et dont une borne reliée électriquement au thyristor, est branchée sur une électrode d'une valve et l'autre borne est. électriquement reliée à l'autre électrode de la même valve et à l'autre pôle de la source d'alimentation.Il comporte également un bloc de commande dont les sorties sont branchées sur l'électrode de commande (gachette) du thyristor et au circuit de blocage forcé du thyristor. Ce commutateur électronique utilise en tant que valve une diode montée en parallèle avec la self. There is also an electronic switch with dissipation of excess energy without a transformer (cf., for example, Ju.S. Zabrodin Fractional switching sets with thyristor capacitor ". M., ed." Energia ", 1977.0 p. 83, Figures 2 to 16.) The electronic switch comprises, put in series with the load, a thyristor, electrically connected to a pole of the power source, and a choke, which is put in parallel with a circuit of forced blocking of the thyristor, one terminal of which is electrically connected to the thyristor, is connected to one electrode of a valve and the other terminal is electrically connected to the other electrode of the same valve and to the other pole of the source d It also includes a control block whose outputs are connected to the thyristor control electrode (trigger) and to the forced thyristor blocking circuit. This electronic switch uses as a valve a diode mounted in parallel with the self.

Au moment de l'arrivée de la première impulsion de commande venue du bloc de commande, le thyristor devient conducteur, le courant commence à circuler à travers la charge et la self accumule de l'énergie. La deuxième impulsion de commande reçue du bloc de commande fait fonctionner le circuit de blocage forcé, le thyristor se trouve bloqué, le courant ne circule plus dans la charge. Dans ce cas, l'énergie accumulée dans la self est dissipée sous forme de chaleur grâce au circuit de dissipation à diode. When the first control pulse from the control block arrives, the thyristor becomes conductive, current begins to flow through the load and the self accumulates energy. The second control pulse received from the control block operates the forced blocking circuit, the thyristor is blocked, the current no longer flows in the load. In this case, the energy accumulated in the inductor is dissipated in the form of heat thanks to the diode dissipation circuit.

Le montage de ce commutateur électronique est plus simple que le montage à transformateur. Les surtensions sur la self et sur d'autres éléments de montage se trouvent à un niveau minimal par suite des faibles chutes de tension existant sur une diode conductrice lors de la dissipation de l'énergie excédentaire. Mais il est clair que l'énergie dissipée sur la diode ne peut pas être utilisée ultérieurement, ce qui fait que le commutateur a un faible rendement. The installation of this electronic switch is simpler than the transformer installation. Overvoltages on the choke and other mounting elements are at a minimum level due to the low voltage drops existing on a conductive diode during the dissipation of excess energy. However, it is clear that the energy dissipated on the diode cannot be used later, which means that the switch has a low efficiency.

En outre cela,ce commutateur électronique est caractérisé par une faible fréquence de cycles de travail à la commutation car l'évacuation de l'énergie excédentaire depuis la self sur la faible résistance de la diode est relativement longue par suite d'une grande constante de temps due à l'inductance de la self et à la résistance de la diode. L'élévation de la fréquence des cycles de fonctionnement par une diminution de la constante de temps obtenue par l'insertion d'une résistance auxiliaire mise en série avec la diode entraine une surtension sur les éléments du montage à cause de la chute de tension supplémentaire dans la résistance, ce qui n'est pas acceptable et d'ailleurs n'augmente pas le rendement de l'installation. In addition, this electronic switch is characterized by a low frequency of working cycles at switching because the evacuation of excess energy from the inductor on the low resistance of the diode is relatively long due to a large constant of time due to the inductance of the inductor and the resistance of the diode. The increase in the frequency of the operating cycles by a reduction in the time constant obtained by the insertion of an auxiliary resistance put in series with the diode causes an overvoltage on the elements of the assembly because of the additional voltage drop in resistance, which is not acceptable and moreover does not increase the efficiency of the installation.

L'invention concerne un commutateur électronique muni d'un circuit de dissipation de l'énergie excédentaire accumulée dans la self permettant d'utiliser cette énergie excédentaire pour alimenter la charge tout en assurant le niveau minimal de sur tension sur les éléments du commutateur électronique. The invention relates to an electronic switch provided with a circuit for dissipating the excess energy accumulated in the choke making it possible to use this excess energy to supply the load while ensuring the minimum level of over-voltage on the elements of the electronic switch.

Le commutateur électronique selon l'invention comporte une source d'alimentation, une charge, un thyristor et une self avec laquelle un circuit de blocage du thyristor est mis en parallèle et dont une borne, reliée électriquement au thyristor, est branchee sur une électrode d'une valve, l'autre borne de cette self étant électriquement reliée à l'autre électrode de cette valve et à l'autre pôle de la source d'alimentation; un bloc de commande dont les sorties sont branchées respectivement sur l'électrode de commande (gachette) du thyristor et sur le circuit de blocage forcé du thyristor; un thyristor auxiliaire intercalé entre la source d'alimentation et celui des points communs à la self et au blocage qui se trouve le plus près de la source d'alimentation; une valve auxiliaire dont une électrode est branchée sur le point commun au thyristor auxiliaire et à la self; et un stockage d'énergie électrique branché sur l'autre électrode de la valve auxiliaire, sur le point commun à la valve principale et au thyristor auxiliaire et sur le pôle de la source d'alimentation relié électriquement au thyristor principal. The electronic switch according to the invention comprises a power source, a load, a thyristor and a choke with which a thyristor blocking circuit is put in parallel and one terminal of which, electrically connected to the thyristor, is connected to an electrode d a valve, the other terminal of this choke being electrically connected to the other electrode of this valve and to the other pole of the power source; a control block, the outputs of which are connected respectively to the thyristor control electrode (trigger) and to the thyristor forced blocking circuit; an auxiliary thyristor interposed between the power source and that of the points common to the choke and blockage which is closest to the power source; an auxiliary valve, an electrode of which is connected to the point common to the auxiliary thyristor and to the choke; and an electrical energy storage connected to the other electrode of the auxiliary valve, to the point common to the main valve and to the auxiliary thyristor and to the pole of the power source electrically connected to the main thyristor.

Il est utile d'intercaler dans le commutateur électrique au moins une valve commandée, branchée par son électrode de commande sur une autre sortie supplémentaire, auxiliaire, du bloc de commande. It is useful to insert at least one controlled valve in the electrical switch, connected by its control electrode to another additional, auxiliary output of the control block.

Le commutateur électronique proposé possède un haut rendement parce que l'evacuation de l'énergie excédentaire depuis la self se fait à travers les valves dans le dispositif de stockage d'énergie électrique d'ou elle est, simultanément avec l'énergie de la source d'alimentation, appliquée à la charge durant les cycles de commutation suivants. Le commutateur électronique assure un faible niveau de surtensions sur ses éléments parce que, durant l'élimination de l'énergie excédentaire de la self les valves conductrices empechent une surélévation de la tension sur ladite self supérieure à la valeur nécessaire au fonctionnement du dispositif. En outre, le commutateur électronique est caractérisé par une haute cadence de commutation parce que la durée de l'évacuation de l'énergie depuis la self dans le stockagese--fait rapidement. The electronic switch proposed has a high efficiency because the evacuation of excess energy from the inductor is done through the valves in the electrical energy storage device from where it is, simultaneously with the energy of the source. applied to the load during the following switching cycles. The electronic switch ensures a low level of overvoltages on its elements because, during the elimination of excess energy from the inductor, the conducting valves prevent an increase in the voltage on said inductor greater than the value necessary for the operation of the device. In addition, the electronic switch is characterized by a high switching rate because the duration of the evacuation of energy from the inductor in the storage is done quickly.

Le commutateur électronique peut utiliser tant une source d'alimentation du type "source de courant" qu'une source de tension (au cas où les valves sont réalisées sous forme de thyristors). The electronic switch can use both a power source of the "current source" type and a voltage source (in the case where the valves are made in the form of thyristors).

L'invention ressortira de la description qui suit des exemples concrets de son exécution schématisés sur les dessins annexés dont:
- la figure 1 représente un schéma électrique de principe du commutateur électronique selon l'invention;
- la figure 2 représente le même schéma que sur la figure 1, mais avec des thyristors jouant le rôle des valves.
The invention will emerge from the description which follows of concrete examples of its execution shown diagrammatically in the appended drawings, in which:
- Figure 1 shows an electrical circuit diagram of the electronic switch according to the invention;
- Figure 2 shows the same diagram as in Figure 1, but with thyristors playing the role of valves.

Le commutateur électronique comporte, mis en série avec une charge 1 (figure 1), un thyristor 2 relié électriquement à un pôle d'une source d'alimentation 3 et à une self 4. Dans la variante décrite, le thyristor 2 est directement branché par sa cathode sur une borne de la self 4 et est électriquement relié à travers la charge 1 au pôle (+) de la source 3. The electronic switch comprises, placed in series with a load 1 (FIG. 1), a thyristor 2 electrically connected to a pole of a power source 3 and to a choke 4. In the variant described, the thyristor 2 is directly connected by its cathode on a terminal of the choke 4 and is electrically connected through the load 1 to the pole (+) of the source 3.

La self 4 est mise en parallèle avec un bloc 5 de blocage forcé du thyristor 2. La borne de la self 4 branchée sur la cathode du thyristor 2 est branchée sur une électrode d'une valve 6, (dans ce qui suit: sur la cathode de la diode 6), et l'autre borne de la self 4 est branchée sur une cathode d'un thyristor 7, (dans la variante décrite sur son anode). La cathode du thyristor 7 est branchée sur le pôle (-) de la source d'alimentation 3. L'anode de la diode 6 est branchée sur la cathode du thyristor 7. The inductor 4 is put in parallel with a block 5 for forced blocking of the thyristor 2. The terminal of the inductor 4 connected to the cathode of the thyristor 2 is connected to an electrode of a valve 6, (in the following: on the cathode of diode 6), and the other terminal of inductor 4 is connected to a cathode of a thyristor 7, (in the variant described on its anode). The cathode of thyristor 7 is connected to the pole (-) of the power source 3. The anode of diode 6 is connected to the cathode of thyristor 7.

Le commutateur électronique comporte également un moyen de stockage 8 d'énergie électrique dont le pôle (-) est branché sur un point 9 commun à la diode 6 et au thyristor 7. Le pôle (+) du stockage d'énergie 8 est branché sur une électrode d'une deuxième valve (dans ce qui suit sur la cathode d'une diode 10) et sur le pôle (+) de la source d'alimentation 3. L'anode de la diode 10 est branchée sur le point 11 commun à l'anode du thyristor 7 et à la self 4. En tant que stockage d'énergie 8 on peut utiliser un condensateur ou une batterie de condensateurs. The electronic switch also includes a storage means 8 for electrical energy, the pole (-) of which is connected to a point 9 common to the diode 6 and to the thyristor 7. The pole (+) of the energy storage 8 is connected to an electrode of a second valve (in the following on the cathode of a diode 10) and on the pole (+) of the power source 3. The anode of the diode 10 is connected to the common point 11 at the anode of the thyristor 7 and at the inductor 4. As energy storage 8, it is possible to use a capacitor or a battery of capacitors.

Une des variantes d'exécution du bloc de blocage forcé 5 représentée sur la figure 1 comporte un condensateur 12 dont une des armatures est branchée sur l'anode d'un thyristor 13 et sur la cathode d'une diode 14. La cathode du thyristor 13 est branchée sur l'anode de la diode 14 et sur la borne de la self 4 branchée sur la cathode du thyristor 2. L'autre armature du condensateur 12 est branchée sur le point 11 commun à l'anode du thyristor 7 et la self 4.  One of the alternative embodiments of the forced blocking block 5 shown in FIG. 1 comprises a capacitor 12, one of the armatures of which is connected to the anode of a thyristor 13 and to the cathode of a diode 14. The cathode of the thyristor 13 is connected to the anode of the diode 14 and to the terminal of the inductor 4 connected to the cathode of the thyristor 2. The other armature of the capacitor 12 is connected to the point 11 common to the anode of the thyristor 7 and the self 4.

La charge initiale du condensateur 12 se fait depuis la source d'alimentation 30, ayant des bornes (+) et (-) à travers une self 15. The initial charge of the capacitor 12 is done from the power source 30, having terminals (+) and (-) through a choke 15.

Le commutateur électronique comporte également un bloc de commande 16 dont une première sortie 17 est branchée sur l'électrode de commande (gachette) du thyristor 2, une deuxième sortie 18, sur l'électrode de commande (gachette) du thyristor 7 et une troisième sortie 19, sur l'électrode de commande (gachette) du thyristor 13 du bloc 5 de blocage forcé. Les sorties 17, 18 sont des sorties d'un générateur d'impulsions 20 dont une autre sortie est branchée sur l'entrée d'un circuit à retard 21. The electronic switch also includes a control block 16, a first output 17 of which is connected to the control electrode (trigger) of thyristor 2, a second output 18, to the control electrode (trigger) of thyristor 7 and a third output 19, on the control electrode (trigger) of the thyristor 13 of the block 5 of forced blocking. The outputs 17, 18 are outputs of a pulse generator 20, another output of which is connected to the input of a delay circuit 21.

Le branchement décrit des thyristors 2, 7 et des diodes 6, 10 correspond à la disposition des pôles de la source d'alimentation 3. Le changement de la polarité de cette source 3 entraine le changement correspondant du branchement de ces thyristors et diodes. The described connection of thyristors 2, 7 and diodes 6, 10 corresponds to the arrangement of the poles of the power source 3. The change in the polarity of this source 3 causes the corresponding change in the connection of these thyristors and diodes.

Une autre variante d'exécution du commutateur électronique,analogue à celle décrite plus haut, est possible. Another alternative embodiment of the electronic switch, similar to that described above, is possible.

La différence réside dans le fait que dans le montage du commutateur électronique sont respectivement utilisés, au lieu des diodes 6 et 10, des thyristors 22 (figure 2) et 23. Les électrodes de commande (gachette) des thyristors 22, 23 sont branchées sur des sorties 24, 25 du bloc de commande 16. Les sorties 24, 25 sont des sorties d'un circuit de retard 26, analogue au circuit 21 et branché sur une sortie de ce circuit 21.The difference lies in the fact that in the mounting of the electronic switch are used respectively, instead of diodes 6 and 10, thyristors 22 (FIG. 2) and 23. The control electrodes (trigger) of thyristors 22, 23 are connected to outputs 24, 25 of the control unit 16. The outputs 24, 25 are outputs of a delay circuit 26, analogous to circuit 21 and connected to an output of this circuit 21.

En outre, dans la variante en question, le thyristor 2 est directement branché par son anode sur le pôle (+) de la source 3, ce qui n'influe pas pratiquement sur le fonctionnement du commutateur. In addition, in the variant in question, the thyristor 2 is directly connected by its anode to the pole (+) of the source 3, which does not practically affect the operation of the switch.

Le commutateur électronique fonctionne de la façon suivante. The electronic switch operates as follows.

A l'état initial, les thyristors 2 (figure 1), 7, 13 et les diodes 6, 10, 14 ne sont pas conducteurs, le stockage d'énergie 8 est chargé depuis la source d'alimentation 3 jusqu'à une tension U1 avec la polarité indiquée sans parenthèses sur la figure 1; le condensateur 12 est chargé avec la polarité indiquée sur la figure 1 jusqu'à une tension U2 qui, en général, n'est pas obligatoirement égale à U 1' la charge étant faite depuis la source de courant via la self 15. In the initial state, the thyristors 2 (FIG. 1), 7, 13 and the diodes 6, 10, 14 are not conductive, the energy storage 8 is loaded from the power source 3 to a voltage U1 with the polarity indicated without parentheses in Figure 1; the capacitor 12 is charged with the polarity indicated in FIG. 1 up to a voltage U2 which, in general, is not necessarily equal to U 1 ', the charge being made from the current source via the inductor 15.

Les impulsions émises sur les sorties 17, 18 du bloc de commande 16, qui sont produites simultanément par le générateur d'impulsions 20, attaquent les électrodes de commande (gachette) des thyristors 2, 7. En meme temps, le générateur 20 met en marche le circuit de retard 21. Les thyristors 2 et 7 commencent à conduire et la charge 1 reçoit de l'énergie de la source d'alimentation 3 et du stockage d'énergie 8. Dans ce cas, le courant circule par le circuit: source d'alimentation 3 (et stockage d'énergie 8) - charge 1 - thyristor 2 - self 4 thyristor 7 - source d'alimentation 3 (et stockage d'énergie 8). Comme la source d'alimentation 3 possède une caractéristique décroissante (non rigide) par suite de sa résistance interne (en règle générale, réactive) et que le stockage d'énergie a une capacité limitée, la tension à leurs bornes diminue. The pulses emitted on the outputs 17, 18 of the control block 16, which are produced simultaneously by the pulse generator 20, attack the control electrodes (trigger) of the thyristors 2, 7. At the same time, the generator 20 activates the delay circuit 21 operates. The thyristors 2 and 7 begin to drive and the load 1 receives energy from the power source 3 and from the energy storage 8. In this case, the current flows through the circuit: power source 3 (and energy storage 8) - load 1 - thyristor 2 - self 4 thyristor 7 - power source 3 (and energy storage 8). As the power source 3 has a decreasing characteristic (not rigid) due to its internal resistance (as a rule, reactive) and the energy storage has a limited capacity, the voltage across their terminals decreases.

Lorsque cette tension devient inférieure à la tension aux bornesdu condensateur 12, au moment t1, la sortie 19 du bloc de commande 16 émet une impulsion produite par le circuit de retard 21. Cette impulsion attaque l'électro- de de commande du thyristor 13 et le débloque. A travers le thyristor 13, la tension U2 du condensateur 12 est appliquée à la self 4(la polarité de cette dernière est indiquée sur la figure 1). Comme la tension U2 est supérieure à la tension aux bornes de la source d'alimentation 3 (et de l'accumulateur 8) et qu'elle est appliquée selon la polarité opposée aux thyristors 7 et 2, ces derniers se trouvent bloqués; par conséquent le passage du courant dans la charge 1 cesse.  When this voltage becomes lower than the voltage across the capacitor 12, at time t1, the output 19 of the control block 16 emits a pulse produced by the delay circuit 21. This pulse attacks the thyristor control electrode 13 and unlocks it. Through the thyristor 13, the voltage U2 of the capacitor 12 is applied to the inductor 4 (the polarity of the latter is indicated in FIG. 1). As the voltage U2 is greater than the voltage across the power source 3 (and of the accumulator 8) and that it is applied according to the opposite polarity to the thyristors 7 and 2, the latter are blocked; therefore the flow of current through load 1 ceases.

Lorsque le thyristor 13 devient conducteur (au moment tel)' le condensateur 12 et la self 4 forment un circuit oscillant. Dans ce circuit oscillant, le condensateur 12 se décharge tout d'abord jusqu'à zéro ( le courant dans le circuit oscillant est, à ce moment, maximal), ensuite commence à se recharger, mais la tension sur ses armatures a la polarité inversée (entre parenthèses sur la figure 1). When the thyristor 13 becomes conductive (at the moment) the capacitor 12 and the inductor 4 form an oscillating circuit. In this oscillating circuit, the capacitor 12 first discharges to zero (the current in the oscillating circuit is, at this time, maximum), then begins to recharge, but the voltage on its armatures has reverse polarity (in brackets in Figure 1).

La valeur de la tension aux bornes du condensateur 12 tend alors à dépasser considérablement la tension initiale
U2. Ceci s'explique par le fait que l'énergie initiale accumulée dans le condensateur 12 avant le déblocage du thyristor 13 est augmentée de l'énergie accumulée dans la self 4 lors du passage du courant de la charge 1. Cette énergie complémentaire est surabondante si l'on ne la dissipe pas, elle entraine des surtensions sur la self 4, le condensateur 12 et sur d'autres éléments. Il faut garder en vue que l'effet d'accumulation augmente de cycle en cycle de fonctionnement du commutateur électronique et ceci entraîne des conséquences nuisibles.
The value of the voltage across the capacitor 12 then tends to considerably exceed the initial voltage
U2. This is explained by the fact that the initial energy accumulated in the capacitor 12 before the unlocking of the thyristor 13 is increased by the energy accumulated in the inductor 4 during the passage of the current from the load 1. This additional energy is superabundant if it is not dissipated, it causes overvoltages on the inductor 4, the capacitor 12 and on other elements. It must be kept in mind that the accumulation effect increases from cycle to cycle of operation of the electronic switch and this has harmful consequences.

Dans le commutateur électronique décrit l'effet d'accumulation n'existe pas parce que l'énergie excédentaire est évacuée dans le stockage d'énergie 8. Ceci se fait de la façon suivante. Comme on l'a déjà dit, la tension aux bornes du condensateur 12 tend à dépasser la valeur initiale U2, mais au moment où la tension sur le condensateur 12 tend à dépasser la tension aux bornes du stockage d'énergie 8, elle reste à ce niveau parce que les diodes 6 et 10 deviennent conductrices. Le thyristor 13 en ce cas se bloque parce que le courant quitte le circuit où il est monté et se déplace vers le circuit des diodes 6 et 10. In the electronic switch described, the accumulation effect does not exist because the excess energy is evacuated in the energy storage 8. This is done as follows. As already said, the voltage across the capacitor 12 tends to exceed the initial value U2, but at the time when the voltage across the capacitor 12 tends to exceed the voltage across the energy storage 8, it remains at this level because diodes 6 and 10 become conductive. The thyristor 13 in this case is blocked because the current leaves the circuit where it is mounted and moves towards the circuit of the diodes 6 and 10.

A travers les diodes 6 et 10 devenues conductrices, toute l'énergie résiduelle dans la self 4 passe dans lestockage d'énergie 8, après quoi les diodes 6 et 10 se bloquent et le condensateur 12 se décharge travers la diode 14 qui devient conductrice à ce moment. Durant le processus oscillatoire, le condensateur 12 se recharge à travers la diode 14 et la self 4, les polarités aux bornes du condensateur 12 revenant à leurs sens initiaux indiqués sans parenthèses sur la figure 1. A la fin de la recharge du condensateur 12, la diode 14 se bloque. Through the diodes 6 and 10 which have become conductive, all the residual energy in the inductor 4 passes into the storage of energy 8, after which the diodes 6 and 10 are blocked and the capacitor 12 is discharged through the diode 14 which becomes conductive at this moment. During the oscillatory process, the capacitor 12 is recharged through the diode 14 and the inductor 4, the polarities at the terminals of the capacitor 12 returning to their initial directions indicated without parentheses in FIG. 1. At the end of the recharging of the capacitor 12, the diode 14 is blocked.

La charge du condensateur 12 jusqu'au niveau initial
U2 se fait à partir de la source de courant à travers la self 15. L'élévation du niveau de la tension jusqu'à la valeur initiale U1 aux bornes de la source d'alimentation 3 se fait lors de la charge du stockage 8 à partir de cette source 3. En cas général, la charge de stockage 8 peut se faire immédiatement après le blocage des thyristors 2 et 7.
The charge of capacitor 12 to the initial level
U2 is done from the current source through the inductor 15. The rise in the voltage level to the initial value U1 across the power source 3 is done when charging storage 8 to from this source 3. In general, the storage charge 8 can take place immediately after the blocking of the thyristors 2 and 7.

Ainsi, le commutateur électronique revient à l'état initial. Le cycle suivant du fonctionnement du commutateur commence au moment de l'émission de l'impulsion suivante sur les sorties 17 et 18 du bloc de commande 16. Ensuite, les processus se répètent de la même façon déjà décrite. Thus, the electronic switch returns to the initial state. The next cycle of operation of the switch begins when the next pulse is sent to outputs 17 and 18 of control block 16. Then, the processes are repeated in the same manner already described.

Comme on voit de la description du fonctionnement du commutateur électronique, l'énergie excédentaire accumulée dans la self 4 après le blocage des thyristors 2 et 7 est évacuée dans le stockage d'énergie 8 et participe conjointement avec l'énergie issue de la source 3 à l'approvisionnement en énergie de la charge 1 dans les cycles de travail suivants. Ceci assure un haut rendement énergétique du commutateur électronique. il découle des processus de fonctionnement examinés que la valeur de la tension sur le condensateur 12, la self 4 et sur d'autres éléments y reliés ne dépasse pas la valeur initiale, ce qui signifie que l'effet nuisible de l'accumulation de l'énergie excédentaire est absent et par conséquent les surtensions sur les éléments de montage du commutateur sont supprimées. As can be seen from the description of the operation of the electronic switch, the excess energy accumulated in the inductor 4 after the blocking of the thyristors 2 and 7 is evacuated in the energy storage 8 and participates jointly with the energy originating from the source 3 to the energy supply of load 1 in the following work cycles. This ensures high energy efficiency of the electronic switch. it follows from the operating processes examined that the value of the voltage on the capacitor 12, the inductor 4 and on other elements connected to it does not exceed the initial value, which means that the harmful effect of the accumulation of l excess energy is absent and therefore overvoltages on the switch mounting elements are suppressed.

En outre, il est clair que l'évacuation de l'énergie depuis la self 4 se fait vers le stockage d'énergie 8 dont la tension aux bornes diffère de zéro, c'est pourquoi le temps du processus d'évacuation n'est pas grand. D'où découle la possibilité de fonctionnement du commutateur électronique à une cadence élevée. In addition, it is clear that the energy is removed from the inductor 4 towards the energy storage 8, the terminal voltage of which differs from zero, which is why the time of the evacuation process is not not big. Hence the possibility of operating the electronic switch at a high rate.

Le fonctionnement du commutateur électronique, selon la variante représentée sur la figure 2 , est identique à celui décrit plus haut, La différence réside dans le fait que l'énergie accumulée est évacuée de la self 4 (figure 2) dans le stockage 8 après le déblocage des thyristors 22, 23. Le déblocage se fait grâce aux signaux émis simultanément sur les sorties 24, 25 du bloc de commande 16. Ces signaux sont retardés par le circuit de retard 26 par rapport au signal émis par la sortie 19 sur le bloc 5 de blocage forcé. The operation of the electronic switch, according to the variant represented in FIG. 2, is identical to that described above. The difference lies in the fact that the accumulated energy is evacuated from the inductor 4 (FIG. 2) in the storage 8 after the unlocking of the thyristors 22, 23. The unlocking is done by means of the signals transmitted simultaneously on the outputs 24, 25 of the control block 16. These signals are delayed by the delay circuit 26 relative to the signal transmitted by the output 19 on the block 5 forced blocking.

La valeur du retard introduit par le circuit 26 est déterminée par le temps nécessaire pour que la tension aux formes du condensateur 12, avec polarité indiquée sur la figure 2 entre parenthèses atteigne une valeur dépassant d'une quantité préfixée la valeur de la tension aux bornes du stockage d'énergie 8 (et de la source d'alimentation 3). The value of the delay introduced by the circuit 26 is determined by the time necessary for the voltage at the shapes of the capacitor 12, with polarity indicated in FIG. 2 in brackets to reach a value exceeding the value of the voltage across the terminals by a prefixed quantity energy storage 8 (and power source 3).

Pour le reste, le fonctionnement du commutateur est analogue à celui décrit plus haut.For the rest, the operation of the switch is similar to that described above.

Dans la variante du commutateur électronique représente sur la figure 2, la tension U2 aux bornes du condensateur 12 peut être choisie différente, si besoin est, en faisant varier le retard commandé par le circuit 26. In the variant of the electronic switch shown in FIG. 2, the voltage U2 across the terminals of the capacitor 12 can be chosen different, if necessary, by varying the delay controlled by the circuit 26.

Notamment, a tension U2 peut être choisie telle qu'elle dépasse la tension U1 aux bornes du stockage d'énergie 8 et de la source d'alimentation 3.Dans ce cas, le commutateur électronique remplit ses fonctions si comme source d'alimentation 3 on utilise une source à caractéristique rigide, à résistance interne faible, c'est-à-dire lorsqu'on utilise une source de tension.In particular, the voltage U2 can be chosen such that it exceeds the voltage U1 at the terminals of the energy storage 8 and of the power source 3. In this case, the electronic switch fulfills its functions if as a power source 3 a source with a rigid characteristic, with low internal resistance is used, that is to say when a voltage source is used.

il faut indiquer également que dans la variante du commutateur électronique représenté sur la figure 2, la recharge du condensateur 12 à chaque cycle n'est pas obligatoire parce que la tension aux bornes dù condensateur 12 est fonction du moment où les thyristors 22, 23 deviennent conducteurs, c'est-à-dire qu'elle est réglable et peut être ajustée à un niveau déterminé qui reste inchangé dans les cycles suivants du fonctionnement.  it should also be noted that in the variant of the electronic switch shown in FIG. 2, the recharging of the capacitor 12 at each cycle is not compulsory because the voltage across the terminals of the capacitor 12 is a function of the moment when the thyristors 22, 23 become conductors, that is to say that it is adjustable and can be adjusted to a determined level which remains unchanged in the following cycles of operation.

Claims (2)

REVENDICATIONS 1. Commutateur électronique qui comporte, mis en série avec une charge (1), un thyristor (2) relié électriquement à un pôle d'une source d'alimentation (3) et une self (4) mise en parallèle avec un bloc (5) de blocage forcé du thyristor (2) et dont une borne reliée électriquement au thyristor (2), est branchée sur une électrode d'une valve (6) et l'autre borne est électriquement reliée à l'autre électrode de. cette valve (6) et à l'autre pôle de la source d'alimentation (3), ledit commutateur électronique étant muni d'un bloc de commande (16) dont les sorties (17, 19) sont respectivement branchées sur l'électrode de commande (gachette) ai thyristor (2) et sur le bloc (5) de blocage forcé du thyristor (2) caractérisé par le fait qu'il comporte d'une part un thyristor auxiliaire (7) branché par une électrode sur la borne de la self (4) reliée électriquement au pôle de la source d'alimentation (3), par l'autre électrode sur ce pôle de la source d'alimentation (3) et par l'électrode de commande (gachette), sur une partie auxiliaire (18) du bloc de commande (16), d'autre part une valve auxiliaire (10) dont une électrode est branchée sur un point commun (11) de la connexion entre le thyristor auxiliaire (7) et la self (4) enfin un stockage d'énergie (8), accumulant de l'énergie électrique, branché sur l'autre électrode de la valve auxiliaire (10), sur un point (9) commun à la valve principale (6) et au thyristor auxiliaire (7) et sur le pôle de la source d'alimentation (3) reliée électriquement au thyristor principal (2). 1. Electronic switch which comprises, put in series with a load (1), a thyristor (2) electrically connected to a pole of a power source (3) and a choke (4) put in parallel with a block ( 5) forced blocking of the thyristor (2) and one terminal of which is electrically connected to the thyristor (2), is connected to an electrode of a valve (6) and the other terminal is electrically connected to the other electrode of. this valve (6) and to the other pole of the power source (3), said electronic switch being provided with a control block (16) whose outputs (17, 19) are respectively connected to the electrode control (trigger) ai thyristor (2) and on the block (5) for forced blocking of the thyristor (2) characterized in that it comprises on the one hand an auxiliary thyristor (7) connected by an electrode to the terminal of the choke (4) electrically connected to the pole of the power source (3), by the other electrode on this pole of the power source (3) and by the control electrode (trigger), on a auxiliary part (18) of the control unit (16), on the other hand an auxiliary valve (10) of which an electrode is connected to a common point (11) of the connection between the auxiliary thyristor (7) and the choke (4 ) finally an energy storage (8), accumulating electrical energy, connected to the other electrode of the auxiliary valve (10), on a point (9) common to the main valve (6 ) and the auxiliary thyristor (7) and on the pole of the power source (3) electrically connected to the main thyristor (2). 2. Commutateur électronique selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'au moins une des valves (6, 10) est un thyristor (22, 23) dont l'électrode de commande (gachette) est branchée sur une autre sortie auxiliaire (24, 25) du bloc de commande (16) dont les impulsions reçues par la gachette peuvent être retardées pour régler la valeur de la tension aux bornes du stockage d'énergie (8),  2. Electronic switch according to claim 1 characterized in that at least one of the valves (6, 10) is a thyristor (22, 23) whose control electrode (trigger) is connected to another auxiliary output (24, 25) of the control block (16) whose pulses received by the trigger can be delayed to adjust the value of the voltage across the energy storage terminals (8),
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