SU1629937A1

SU1629937A1 - Device for switching off of thyristors

Info

Publication number: SU1629937A1
Application number: SU884406502A
Authority: SU
Inventors: Олег Георгиевич Булатов; Петр Лыщак; Сергей Валерьевич Одынь; Павел Владимирович Перов
Original assignee: Московский энергетический институт
Priority date: 1988-01-25
Filing date: 1988-01-25
Publication date: 1991-02-23

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано при построении схем инверторов напр жени с однофазной и трехфазной нагрузками. Цель изобретени - устранение перенапр жений и снижение токовых нагрузок при одновременном уменьшении времени выключени тиристора , а также увеличение коммутируемой мощности Указанна цель достигаетс благодар использованию в качестве токоогра- ничивающего элемента конденсатора 9 Благодар этому устран ютс перенапр жени ,The invention relates to electrical engineering and can be used in the construction of voltage inverter circuits with single-phase and three-phase loads. The purpose of the invention is to eliminate overvoltages and reduce current loads while reducing the thyristor off time, as well as an increase in switching power. This goal is achieved through the use of a capacitor 9 as a current limiting element.

Description

ФигЛFy

возникающие после выключени транзистора 6. Значительно уменьшаетс врем выключени тиристора 1, т.е. обратное анодное напр жение на нем на этапе выключени больше на величину напр жени за- р да конденсатора 9. На тиристоре 1 создаетс импульс повышенного напр жени , который форсирует перевод тока с тиристораarising after turning off the transistor 6. The turn-off time of the thyristor 1 is significantly reduced, i.e. the reverse anodic voltage on it at the stage of shutdown is greater by the magnitude of the voltage of the charge of the capacitor 9. On the thyristor 1, an impulse of increased voltage is created, which forces the current transfer from the thyristor

1на накопительный диод 2, что позвол ет сократить врем накоплени зар да в диоде1 to cumulative diode 2, which reduces the accumulation time of charge in the diode

2и снизить амплитуду тока через него. Обеспечение комбинированного выключени тиристора 1 при помощи резистора 10 и диода 11 приводит к дополнительному уменьше- нию времени его выключени и повышению коммутируемой мощности. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.2 and reduce the amplitude of the current through it. The provision of the combined switching off of the thyristor 1 by means of the resistor 10 and diode 11 leads to an additional decrease in the time of its turning off and an increase in the switched power. 1 hp f-ly, 2 ill.

Изобретение относитс к электротехнике, в частности к технике управлени полупроводниковыми управл емыми вентил ми, и может быть использовано дл любого варианта схемы тиристорного ключа, а также при построении схем инверторов напр жени с однофазной и трехфазной нагрузками.The invention relates to electrical engineering, in particular, to a technique for controlling semiconductor controlled gates, and can be used for any variant of a thyristor switch circuit, as well as for constructing circuits of voltage inverters with single-phase and three-phase loads.

Цель изобретени - устранение перенапр жени и снижение токовых нагрузок на элементах устройства при одновременном уменьшении времени выключени тиристора, а также увеличение коммутируемой мощности .The purpose of the invention is to eliminate overvoltage and reduce current loads on the elements of the device while reducing the thyristor off time, as well as an increase in switching power.

На фиг. 1 представлена принципиальна схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы , по сн ющие его работу.FIG. 1 is a schematic diagram of the device; in fig. 2 - diagrams explaining his work.

Устройство дл выключени тиристора 1 содержит подключенную параллельно ему цепь, состо щую из накопительного диода 2, катодом соединенного с анодом тиристора 1 , и подключенной к катоду тиристора 1 вторичной обмотки 3 трансформатора 4, первична обмотка 5 которого, состо ща из двух частей 5 и б, своими выводами соединена с коллекторами транзисторов 6 и 7, образующих эмиттерами общую точку, подключенную к отрицательной клемме источника 8 напр жени , положительна клемма которого соединена с общей точкой частей 5 и 5 первичной обмотки 5 трансформатора 4. Устройство также содержит конденсатор 9, подключенный между анодом накопительного диода 2 и вторичной обмоткой 3 трансформатора 4, а также цепь, состо щую из включенных последовательно резистора 10 и диода 11, подключенную выводом резистора 10 к управл ющему электроду тиристора 1, а катодом диода 11 к точке соединени конденсатора 9 с накопительным диодом 2.The device for turning off the thyristor 1 contains a parallel-connected circuit consisting of a storage diode 2, a cathode connected to the anode of the thyristor 1, and connected to the cathode of the thyristor 1 of the secondary winding 3 of the transformer 4, the primary winding 5 of which consists of two parts 5 and b , their conclusions are connected to the collectors of transistors 6 and 7, forming by emitters a common point connected to the negative terminal of the voltage source 8, the positive terminal of which is connected to the common point of parts 5 and 5 of the primary winding 5 trans of the formatter 4. The device also contains a capacitor 9 connected between the anode of the storage diode 2 and the secondary winding 3 of the transformer 4, as well as a circuit consisting of a series-connected resistor 10 and a diode 11 connected by the output of the resistor 10 to the control electrode of the thyristor 1, and the cathode diode 11 to the point of connection of the capacitor 9 with the storage diode 2.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Пусть до момента времени to тиристор 1 открыт и проводит ток нагрузки In. В момент времени to включают коммутирующий транзистор бив контуре 3-9-2-1-3 под действием напр жени вторичной обмотки трансформатора начинает протекать нарастающий ток J2, обуславливающий на интервале t0, ti накопление зар да избыточных носителей в базе накопительного диода 2 и зар д конденсатора 9, вл ющегос на ука0Let the thyristor 1 be open and conduct the load current In. At the moment of time to include the switching transistor of the circuit 3-9-2-1-3, under the action of the voltage of the secondary winding of the transformer, an increasing current J2 begins to flow, causing the accumulation of excess carrier charge in the base of storage diode 2 and charge in the interval t0, ti condenser 9, which is specified

5five

занном интервале токоограничивающим элементом . В момент времени ti производ т выключение транзистора 6 и включение транзистора 7, после чего ЭДС, наводима во вторичной обмотке 3 трансформатора 4, измен ет свою пол рность и вызывает перевод тока нагрузки с тиристора 1 в шунти0 рующую его цепь с накопительным диодом 2, который проводит ток в обратном направлении , начина с момента tjj. Благодар наличию напр жени на конденсаторе 9 на выключаемом тиристоре 1 создаетс импульс повышенного обратного анодного напр же5 ни , который форсирует на интервале ti,i4 перевод тока нагрузки с тиристора 1 на накопительный диод 2, а также способствует снижению общего времени выключени тиристора 1. К моменту ts перевод тока с тиристора 1 на накопительный диод 2 завершаетс и начинаетс этап ta, t, предоставл емый схемой дл его выключени . К моменту ts спадает к нулю обратный ток тиристора 1 и в контуре 3-УЭ1 - 10-11-9-3 возникает отрицательный ток управлени . Наличие этого тока приводит к так называемому комбинированному режиму выключени тиристора, который способствует дополнительному снижению времени его выключени и повышению коммутируемой мощности. В момент t6 заканчиваетс interval is a current-limiting element. At time ti, the transistor 6 is turned off and the transistor 7 is turned on, after which the EMF induced in the secondary winding 3 of transformer 4 changes its polarity and causes the load current to transfer from the thyristor 1 to a shunt circuit with a cumulative diode 2, which conducts current in the opposite direction, starting from the moment tjj. Due to the presence of voltage on the capacitor 9 on the switched off thyristor 1, a pulse of increased reverse anode voltage is created, which forces on the interval ti, i4 the transfer of load current from thyristor 1 to storage diode 2, and also reduces the total off time of the thyristor 1. By the time ts, the transfer of current from thyristor 1 to cumulative diode 2 is completed and the stage ta, t provided by the circuit for its deactivation begins. By the time ts, the reverse current of the thyristor 1 drops to zero and a negative control current occurs in the 3-UE1 circuit - 10-11-9-3. The presence of this current leads to the so-called combined thyristor off mode, which contributes to an additional reduction in its turn-off time and an increase in switched power. At time t6, ends

0 процесс рассасывани избыточных носителей около p-n-перехода накопительного диода 2, а затем на интервале t6, t8 протекает процесс восстановлени его обратного сопротивлени .0, the process of resorption of excess carriers near the pn junction of storage diode 2, and then in the interval t6, t8, the process of restoring its reverse resistance occurs.

° Устройство имеет р д существенных достоинств .° The device has a number of significant advantages.

Во-первых, благодар использованию на этапе to, ti в качестве токоограничиваю- щего элемента конденсатора вместо дрос0 сел , устран ютс перенапр жени , которые возникают в известном устройстве в момент t| после выключени транзистора 6, когда накопленна энерги высвобождаетс в виде тепла на элементах устройства.Firstly, due to the use of a capacitor instead of dros in the to, ti stage as a current-limiting element, overvoltages that occur in the known device at time t | after turning off the transistor 6, when the accumulated energy is released as heat on the elements of the device.

Во-вторых, значительно уменьшаетс врем выключени тиристора, поскольку обратное анодное напр жение на нем на этапе выключени больше, чем в известном устройстве на величину напр жени зар женного конденсатора.Secondly, the turn-off time of the thyristor is significantly reduced, since the reverse anodic voltage on it at the shutdown stage is longer than in the known device by the amount of voltage of the charged capacitor.

В-третьих, благодар наличию зар женного конденсатора, на выключаемом тиристоре 1 создаетс импульс повышенного напр жени , который форсирует на интервале ti, it перевод тока с тиристора 1 на накопительный диод 2, что позвол ет сократить врем накоплени зар да в диоде 2 и снизить амплитуду тока 2.Thirdly, due to the presence of a charged capacitor, an overvoltage pulse is generated on the thyristor 1 to be turned off, which forces a current ti, it to transfer current from thyristor 1 to storage diode 2, which reduces charge accumulation time in diode 2 and reduces current amplitude 2.

В-четвертых, проведение комбинированного выключени тиристора 1 приводит к дополнительному уменьшению времени его выключени и повышению коммутируемой им мощности.Fourth, carrying out the combined turn off of the thyristor 1 leads to an additional decrease in the time of its shutdown and an increase in the power switched by it.

Кроме того, повышаетс КПД по сравнению с известным устройством. Это объ сн етс тем, что в известном устройстве энерги , запасаема в токоограннчнвающем элементе - дросселе, рассеиваетс затем в виде резистивных потерь на элементах устройства . В предлагаемом устройстве энерги , запасаема в токоограничивающем элементе - конденсаторе, затем полезно расходуетс на формирование в контуре 9-3- УЭ1 -10-11-9 запирающего (отрицательного ) тока управлени тиристора, а друга часть запасенной в конденсаторе энергии по цепи 2-9-3 поступает в нагрузку.In addition, the efficiency is improved compared with the known device. This is due to the fact that, in a known device, the energy stored in the current-limiting element, the choke, is then dissipated in the form of resistive losses on the elements of the device. In the proposed device, the energy stored in the current-limiting element - the capacitor is then usefully spent on forming in the circuit 9-3-UE1 -10-11-9 a blocking (negative) control current of the thyristor, and the other part of the energy stored in the capacitor through circuit 2-9 -3 enters the load.

Claims

Claim 1. A device for turning off a thyristor containing a storage diode, the cathode of which is intended to be connected to the thyristor anode, a transformer, one output of the secondary winding of which is intended to be connected to the cathode of the thyristor, the primary winding of the transformer is connected between the collectors of the first

Q and the second transistors, the emitters of which are connected to the negative terminal of a constant voltage source, the positive terminal of which is connected to the middle terminal of the transformer primary winding, characterized in that

To eliminate overvoltages and reduce current overloads on the elements of the device while simultaneously reducing the thyristor off time, a capacitor is connected between the anode of the storage diode and the other terminal of the secondary transformer.

2. The device according to claim 1, characterized in that, in order to reduce the turn-off time of the thyristor and increase the switched power, are introduced in series

5 connected resistor, the free terminal of which is intended to be connected to the control electrode of the thyristor, and whose cathode diode is connected to the anode of the storage diode.

FIG. 2