SU1684874A1

SU1684874A1 - Device for power key controlling

Info

Publication number: SU1684874A1
Application number: SU894709531A
Authority: SU
Inventors: Александр Васильевич Волков; Алексей Александрович Крисан; Евгений Владимирович Носов; Николай Иванович Сороченко; Владимир Петрович Танаевский
Priority date: 1989-06-26
Filing date: 1989-06-26
Publication date: 1991-10-15

Abstract

Изобретение относитс к преобразовательной технике и может быть использовано дл управлени силовыми тиристорами и транзисторами статических преобразователей напр жени , Целью изобретени вл етс повышене КПД и быстродействи устройства. Цель достигаетс за счет формировани дл управлени вспомогательным ключом 4 высокочастотных сигналов, подаваемых с генератора 10 на управл ющий вход ключа 4 через разделительный воздушный трансформатор 11. 1 ил.The invention relates to a converter technique and can be used to control the power thyristors and transistors of static voltage converters. The aim of the invention is to improve the efficiency and speed of the device. The goal is achieved by forming to control the auxiliary key 4 high-frequency signals supplied from the generator 10 to the control input of the key 4 through an air separation transformer 11. 1 sludge.

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления силовыми тиристорами и транзисторами управляемых выпрямителей, автономных инверторов и других преобразователей устройств.The invention relates to electrical engineering and can be used to control power thyristors and transistors of controlled rectifiers, autonomous inverters and other device converters.

Цель изобретения - повышение быстродействия и КПД.The purpose of the invention is improving performance and efficiency.

На чертеже изображена схема устройства управления силовым ключом.The drawing shows a diagram of a power key control device.

Устройство для управления силовым ключом 1 содержит источник 2 переменного напряжения прямоугольной формы, выполненный.например, в виде генератора Ройера, источник 3 управляющего сигнала, первый транзисторный ключ 4 и трансформатор 5, вторичная обмотка которого подключена к мостовому выпрямителю 6, первая клемма которого подключена к общей точке соединения первого резистора 7 и первого конденсатора 8, другой вывод первого конденсатора 8 подсоединен к средней точке вторичной обмотки трансформатора 5 и является первым выводом устройства, а другой вывод первого резистора 7 подключен к одному из выводов второго резистора 9 и является вторым выходным выводом устройства, высокочастотный генератор 10, воздушный трансформатор 11, второй транзисторный ключ 12. второй конденсатор 13, третий 14 и четвертый 15 резисторы. При этом коллекторы первого 4 и второго 12 транзисторных ключей соединены вместе и подключены к второй клемме мостового выпрямителя 6 и одному из выводов второго конденсатора 13, подключенного вторым своим выводом к средней точке вторичной обмотки трансформатора 5, общая точка соединения третьего 14 и четвертого 15 резисторов подключена к базе первого транзисторного ключа 4, соединенного эмиттером с вторым выводом второго резистора 9, другой вывод третьего резистора 14 подсоединен к первой клемме мостового выпрямителя 6, другой вывод четвертого резистора 15 - к эмиттеру второго транзисторного ключа 12, параллельно йазе и эмиттеру которого подсоединена вторичная обмотка воздушного трансформатора 11, в котором первичная обмотка подключена к выходу высокочастотного генератора 10, связанного своим входом с выходом источника 3 управляющего сигнала, а выход источника 2 переменного напряжения прямоугольной формы соединен непосредственно с первичной обмоткой трансформатора 5.The device for controlling the power switch 1 contains a rectangular voltage source 2 made for example, in the form of a Royer generator, a control signal source 3, a first transistor switch 4 and a transformer 5, the secondary winding of which is connected to a bridge rectifier 6, the first terminal of which is connected to the common point of connection of the first resistor 7 and the first capacitor 8, the other terminal of the first capacitor 8 is connected to the midpoint of the secondary winding of the transformer 5 and is the first terminal of the device, and d The other terminal of the first resistor 7 is connected to one of the terminals of the second resistor 9 and is the second output terminal of the device, a high-frequency generator 10, an air transformer 11, a second transistor switch 12. a second capacitor 13, a third 14 and a fourth 15 resistors. In this case, the collectors of the first 4 and second 12 transistor switches are connected together and connected to the second terminal of the bridge rectifier 6 and one of the terminals of the second capacitor 13, connected by its second terminal to the midpoint of the secondary winding of the transformer 5, the common connection point of the third 14 and fourth 15 resistors is connected to the base of the first transistor switch 4 connected by the emitter to the second terminal of the second resistor 9, another terminal of the third resistor 14 is connected to the first terminal of the bridge rectifier 6, the other terminal is fourth about resistor 15 - to the emitter of the second transistor switch 12, parallel to the jase and emitter of which the secondary winding of the air transformer 11 is connected, in which the primary winding is connected to the output of the high-frequency generator 10, connected by its input to the output of the control signal source 3, and the output of the alternating voltage source 2 rectangular shape connected directly to the primary winding of the transformer 5.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Поступающее с выхода источника 2 переменное напряжение прямоугольной формы посредством трансформатора 5 развязывается гальванически от цепей управления и посредством мостового выпрямителя 6 и фильтровых конденсаторов 13 и 8 выпрямляется и сглаживается жо постоянных уровней напряжения положительной и отрицательной полярностей.The rectangular voltage coming from the output of source 2 is decoupled by means of a transformer 5 galvanically from the control circuits and is rectified and smoothed out at constant voltage levels of positive and negative polarities by means of a bridge rectifier 6 and filter capacitors 13 and 8.

Рассмотрим режим работы устройства, которому на выходе источника управляющего сигнала 3 соответствует нулевой сигнал.Consider the operation mode of the device, to which the output signal of the control signal 3 corresponds to a zero signal.

При поступлении данного нулевого сигнала на входы высокочастотного генератора 10 в последнем отсутствует генерация частоты (т.е. в предложенной в качестве варианта выполнения схеме высокочастотного генератора данное напряжение используется для питания генератора; в других возможных схемах генераторов нулевой сигнал блокирует генерацию его выходной частоты). При этом отсутствует сигнал на вторичной обмотке воздушного трансформатора 11, закрыты второй 12 и первый 4 транзисторные ключи, через управляющий переход силового ключа 1 (выполненного в виде тиристора) протекает от отрицательной клеммы мостового выпрямителя, через резистор 7 - отрицательный ток управления. Наличие отрицательного токового смещения в управляющем переходе силового ключа обеспечивает его надежное закрытое состояние независимо от действия внешних электромагнитных помех на линии связи к силовому ключу (от действия соседних коммутаций в многофазной силовой схеме преобразовательного устройства).When this zero signal arrives at the inputs of the high-frequency generator 10, the latter does not generate frequency (i.e., in the proposed high-frequency generator circuit, this voltage is used to power the generator; in other possible generator circuits, the zero signal blocks the generation of its output frequency). In this case, there is no signal on the secondary winding of the air transformer 11, the second 12 and first 4 transistor switches are closed, through the control transition of the power switch 1 (made in the form of a thyristor), it flows from the negative terminal of the bridge rectifier, through the resistor 7 - negative control current. The presence of negative current bias in the control transition of the power switch ensures its reliable closed state, regardless of the effect of external electromagnetic interference on the communication line to the power switch (from the effect of neighboring switching in the multiphase power circuit of the converter).

В другом режиме работы устройства при формировании на выходе источника 3 управляющего сигнала положительной полярности получает питание высокочастотный генератор 10. Выходное синусоидальное напряжение генератора 10 прикладывается к первичной обмотке трансформатора 11, выполненного, например, в виде одного проводного витка. Воздушный трансформатор 11 может быть выполнен также в виде печатного трансформатора. Наводимое во вторичной обмотке трансформатора 11 переменное (гальванически развязанное от цепей управления) напряжение высокой частоты прикладывается к базо-эмиттерному переходу второго транзисторного ключа 12, вызывая пульсирующее протекание коллекторного тока в указанном транзисторе. При этом от положительной клеммы мостового выпрямителя 6 через открывающийся (с частотой генератора 10) транзисторный ключ 12 и резистор 15 в базу первого транзисторного ключа 4 поступают положительные пульсы тока управления (превышающие по величине ток обратного смещения от отрицательной клеммы выпрямителя 6 через резистор 14), вследствие чего транзисторный ключ 4 открывается.In another mode of operation of the device, when a control signal of positive polarity is generated at the output of the source 3, the high-frequency generator 10 receives power. The output sinusoidal voltage of the generator 10 is applied to the primary winding of the transformer 11, made, for example, in the form of a single wire coil. The air transformer 11 can also be made in the form of a printed transformer. Induced in the secondary winding of the transformer 11, an alternating (galvanically isolated from the control circuits) high-frequency voltage is applied to the base-emitter junction of the second transistor switch 12, causing a pulsating flow of the collector current in the indicated transistor. In this case, from the positive terminal of the bridge rectifier 6 through the transistor switch 12 and the resistor 15 that opens (with a generator frequency of 10), positive control current pulses (exceeding the magnitude of the reverse bias current from the negative terminal of the rectifier 6 through the resistor 14) are received into the base of the first transistor switch 4, as a result, the transistor switch 4 is opened.

Благодаря действию собственной емкости входа (базо-эмиттерного перехода) транзисторного ключа 4 высокочастотные пульсы базовсь :? тока управления эффективно сглаживаются и транзисторный ключ 4 остается непрерывно в устойчиво включенном состоянии на время генерации частоты генератором 10.Due to the action of the own input capacitance (base-emitter junction) of the transistor switch 4 high-frequency pulses base:? the control currents are effectively smoothed out and the transistor switch 4 remains continuously in a stably switched state for the duration of the frequency generation by the generator 10.

В управляющий переход силового ключа 1 от положительной клеммы мостового выпрямителя 6 через открытый транзисторный ключ 4 и резистор 9 поступает положительный ток управления, протекающий в течение всего времени наличия положительного сигнала на выходе источника 3; обеспечивается включение силового ключа 1.In the control transition of the power switch 1 from the positive terminal of the bridge rectifier 6 through the open transistor switch 4 and the resistor 9 receives a positive control current flowing during the entire time the presence of a positive signal at the output of the source 3; power key 1 is turned on.

Claims

Claim

A device for controlling a power switch, comprising a controlled switch and a rectangular voltage source, a transformer, the middle terminal of the secondary winding of which is used as the first output terminal of the device and connected to the first terminal of the first capacitor, the second terminal of which is connected to the first terminal of the first resistor, the second terminal which is used as the second output terminal of the device and is connected with the first output of the bridge rectifier, the inputs of which are connected to the extreme points of the second ary winding of the transformer and a second resistor, a first terminal of which is connected to a second terminal of the first resistor, characterized in that. in order to increase the efficiency and speed of the device, a high-frequency generator, an air transformer, a transistor switch, a second capacitor and a third and fourth resistors are introduced into it, the output of the AC voltage source being directly connected to the transformer primary, and the controlled switch is made in the form of a transistor, the emitter of which connected to the second terminal of the second resistor, the base with the first terminal of the third resistor, and the collector with the collector of the transistor switch, the second output of the bridge rectifier and trans the output terminal of the second capacitor, the second terminal of which is connected to the first terminal of the first capacitor, the second terminal of which is connected to the second terminal of the third resistor, the first terminal of which is connected to the first terminal of the fourth resistor, the second terminal of which is connected to the first terminal of the secondary winding of the air transformer and the emitter of the transistor switch , the base of which is connected to the second terminal of the secondary winding of the air transformer, the primary winding of which is connected to the output of the high-frequency generator, the input to It is designed to be connected to a control signal source.