SU1508319A1 - Устройство дл управлени тиристором - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано в различных системах преобразователей дл  управлени  тиристорами. Цель изобретени  - уменьшение установленной мощности и улучшение массогабаритных показателей. Разброс характеристик управлени  тиристоров обусловлен различием зависимостей напр жени  управлени  от тока управлени  тиристоров. Дл  надежного включени  любого тиристора необходимо сформировать сигнал управлени , характеризуемый значени ми напр жени  и тока управлени , которые должны превышать значени , соответствующие нижней границе зоны гарантированного включени . Сущность изобретени  заключаетс  в обеспечении включени  тиристоров в зоне гарантированного включени  с меньшей установленной мощностью, т.е. в обеспечении линии нагрузки, при которой устройство управлени  работает либо в режиме источника тока, либо источника напр жени , в зависимости от характеристики управлени  тиристора. 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано в различных системах преобразователей дл  управлени  тиристорами .

Цель изобретени  - уменьшение установленной мощности и улучшение мас- согабаритных показателей устройства.

На фиг.1 изображена принципиальна  схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - диаграммы, по сн ющие работу устройства,- на фиг.З - графики, по сн ющие работу устройства дл  тиристоров различных характеристик.

Устройство содержит источник 1 питани , транзисторы 2 и 3 одинаковой проводимости, коллектор транзистора 2 соединен с базой транзистора 3 и через резистор Ц - с первым выводом источника 1 питани , к второму выводу которого подключен эмиттер транзистора 2, эмиттер транзистора 3 через резистор 5 соединен, с эмиттером транзистора 2, а коллектор - с одним выводом первичной обмотки импульсного трансформатора 6, другой вывод кото-- рой соединен с первым выводом источника 1 питани , к базе транзистора 3

05

5s

.

3150

подключен катод стабилитрона 7, анод которого соединен с эмиттером транзистора 2, база которого подключена к клемме 8 входного сигнала, вторим- нал обмотка импульсного трансформатора 6 одним концом через диод 9 предназначена дл  подключени  к управл ющему электроду тиристора, а другим - к его катоду, дл  предохра- :нени  тиристора от ложных отпираний между управл ющим электродом и катодом тиристора включены параллельно соединенные резистор 10 и конденсатор 11.

Устройство работает следующим образом .

При подаче на базу транзистора 2 положительного сигнала V f, 7 О (tg t ; t на фиг,2) транзистор 2 открываетс , в результате чего через резистор 4 протекает ток коллектора транзистора 2. Напр жение между коллектором и эмиттером транзистора 2 мало и близко к нулю, т.е. О (фиг,2). Это напр жение приложено к стабилитрону 7 и к базе транзистора 3, в-результате чего стабилитрон 7 и транзистор 3 не провод т ток (фиг.2), При этом выходное напр жение устрой- ства равно нулю. В момент времени t (фиго2) входной сигнал становитс  отрицательным , т,е. и ц О, в результате чего транзистор 2 закрываетс  и ток от источника 1 через резистор А наминает протекать через стабилитрон 7 и базу транзистора 3, при этом напр жение между коллектором и эмиттером транзистора 2 равно напр жению стабилизации стабилитрона 7 (фиг-,2). Транзистор 3 открываетс  и в его коллекторной цепи протекает ток, равный

Ucr -„у533 т- R -Бз

(О

и - напр жение стабилизации 5

стабилитрона 7,

напр жение между базой и эмиттером транзистора 3; R, величина сопротивлени 

резистора

Ig,, - ток базы транзистора 3. На первичной обмотке трансформато- 6 по вл етс  падение напр жени , ное

и

W1

Е, - ., - и,, (2) 55

п

где Е - напр жение источника 1 питани  S

кэз напр жение между коллектором

и эмиттером транзистора 3, и - падение напр жени  на резисторе 5.

Это напр жение трансформируетс  во вторичную обмотку, в результате чего в цепи управл ющий электрод - катод тиристора начинает протекать ток, , создающий падение напр жени  U,,,.,

JV

Лфиг.2} и включающий тиристор.

На фиг.За приведены графики , по сн ющие работу устройства дл  тиристоров различных характеристик и , f(Iy). Разброс характеристик управлени  тиристоров в пределах первой и третьей характеристики обусловлен различием зависимостей напр жени  Ну управлени  от тока 1, управлени  тиристоров . Дл  надежного включени  любого тиристора данного т ипа необходимо сформировать сигнал управлени , характеризуемый, значени ми Uy и 1у, причем они должны превышать значени  Uxjr и 1ч,г, соответствующие нижней границе зоны гарантированного вклю- чени .

Сущность работы предлагаемого устройства сводитс  к обеспечению включени  тиристора в зоне гарантированного включени  с меньшей установленной мощностью, т.е. к обеспечению линии нагрузки вида 15 (фиг.За), при которой устройство управлени  работает либо в режиме источника тока,-либо источника напр жени , в зависимости от характеристики управлени  тиристора .

Г ассмотрим возможные режимы работы устройства. В зависимости от величи-. мы напр жени  управлени  тиристора возможны три случа .

Характеристика управлени  проходит через точку X (фиг.За). При этом параметры устройства выбирают следующим образом. Дл  надежного включени  тиристора на его управл ющий электрод нужно подать сигнал, характеризуемый значени ми напр жени  и тока управлени , превышающими значени  U,r и 1ур, соответствующие нижней границе зоны гарантированного включени , при этом дл  снижени  установленной мощности и массы устройства управлени  необходимо и достаточно обеспечить равенство тока и напр жени  их гарантированным значени м, равным и,, Uvir;

I vj I.

. -5083

В этом случае падениенапр жени 

U,j на вторичной обмоткетрансформатора равно

- ug, (3) ; 5

где и, - напр жение, соответствующее нижней границе зоны гарантированного включени ; Ua - пр мое падение напо  |(ени 

1 П

на диоде 9. Ток во вторичной обмотке равен «,-; 1,,г При К

.

необходимо, чтобы

в первичной обмотке протекал ток, равный

1-,.1г- - 1кЗ 1уг/К., (4)

а падение напр жени  на первичной обмотке равно

тт . -IT J7

- Wir j 1г

в этом случае режим работы транзистора 3 выбирают таким, чтобы рабоча  точка на его выходных характеристиках находилась в точке В (фиг.36), т,е, чтобы транзистор 3 работал в активном режиме, но с минимальным падением напр жени  между коллектором и эмиттером . Таким образом, транзистор 3 работает в актизном режиме при кав Падение напр жени  на резис- торе 5 определ етс  напр жением стабилизации стабилитрона и равно

J сг и 53 3 }

(5)

а напр жение источника 1 питани  должно быть равным

Е„ Uw,r + и кэс+ . (6) При этом ток коллектора транзистора 3 определ етс  соотношением (1) и равен - Wir соответствует протеканию в цепи управл ющего электрода тирис- тора тока I у (фиг.За),

Характеристика управлени  тиристора проходит через точку Z (фиг.За), Как видно из фиг.За при протекании тока 1,. в цепи управл ющего электро- да падение напр жени  управл ющий электрод - катод будет меньше U ч,,- и равно При этом падение напр жени  на вторичной обмотке, равное

и,, Uy, 4- Uj, (7) уменьшаетс , а следовательно, уменьшаетс  и и, но так как транзистор 3 включен по схеме с общим коллектором м UCT const, то

Uj UCT - U535 const; - (8)

IM I ЭЗ Ig-j « const, (9) т.е. увеличиваетс  падение напр жени  коллектор-эмиттер транзистора 3 при I КЗ const.

083

; 5

е

1 П

15

20

25 30

,

40

45 50

55

19

Рабоча  точка транзистора 3 при этом из точки 8 перемещаетс  в точку А (фиг.Зб), а ток коллектора транзистора 3 остаетс  примерно посто нным и равен Таким образом, при характеристиках управлени  тиристорами , лежащих в диапазоне между графиками 13 и 1 (фиГоЗа), устройство управлени  работает.как источник посто нного тока, что подтверждает вертикальный участок линии нагрузки вида 1б на фиг.За,

Характеристика управлени  тиристора проходит через точку Y (фиг.За), В данном случае при токе управлени , равном 1,- , .падение напр жени  управл ющий электрод-катод тиристора возрастает , в результате чего увеличиваютс  соответственно напр жени  Uvvi и и,,2. При увеличении напр жени  уменьшаетс  падение напр жени  между коллектором и эмиттером транзистора 3, вследствие чего транзистор 3 выходит из активного режима, его рабоча  точка перемещаетс  из точки В к точке С (фиг.Зб) .и при U const, уменьшаетс  ток коллектора транзистора 3, что вызывает уменьшение тока в цепи управл ющего электрода тиристора . В цепи управл ющего электрода тиристора будет протекать ток 1уу соответствующий точке Y на характеристике управлени  тиристора. Таким образом, при характеристиках управлени  тиристорами, лежащих в пределах графиков 12 и 13 (фиг.За), устройство управлени  работает как источник посто нного напр жени , что подтверждает горизонтальный участок линии нагрузки на фиг.3а

Применение дл  управлени  тиристором предлагаемого устройства, работающего в режиме источника тока lyp, либо источника напр жени  U у (в зависимости от характеристики управлени  конкретного тиристора), соответствующих нижней границе зонь гарантированного включени , позвол ет обеспечить надежное включение тиристора при минимальной мощности сигнала уп-. равлени . В свою очередь, это позвол ет снизить установленную мощность и улучшить массогабаритные показатели устройства управлени .

Резистор 10 и конденсатор 11 позвол ют повысить помехоустойчивость устройства за счет уменьшени  уровн 

помех, воздействующих на управл ющий вход тиристора.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  упрайлени  тиристором , содержащее первый и второй транзисторы одинаковой проводимости, причем коллектор первого транзистора сое- динен с базой второго транзистора непосредственно и через первый резистор - с первым выводом источника питани , база первого транзистора соединена с клеммой входного сигнала, а эмиттер - с вторым выводом источника питани , коллектор второго транзистора соединен с одним концом первичной

   обмотки импульсного трансформатора, один конец вторичной обмотки которого через диод предназначен дл  подключени  к управл ющему электроду тиристора , а другой - непосредственно к его катоду, отличающеес  тем, что, с целью уменьшени  установленной мощности и улучшени  массога- баритных показателей, в него введен стабилитрон, причем второй вывод источника питани  соединен через стабилитрон с базой, второго транзистора, через второй резистор - с его эмит-. тером, а другой конец первичной обмотки импульсного трансформатора соединен непосредственно с первым выводом источника питани .

   |7

   г) и

   B}t

   2j

   Uu,УЗ-Н

   S fO

   11

   Фиг.1

   П

   VLZ. 2

   О /i/y /yr

   PusJ

   кз