SU1697212A1

SU1697212A1 - Pulse generator to turn on thyristor

Info

Publication number: SU1697212A1
Application number: SU894728600A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Андреевич Щерба; Александр Николаевич Павелко; Владимир Александрович Муратов
Original assignee: Институт Электродинамики Ан Усср
Priority date: 1989-08-09
Filing date: 1989-08-09
Publication date: 1991-12-07

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано дл включени быстродействующих тиристоров. Цель изобретени - повышение надежности включени тиристора за счет ликвидации провалов в импульсе тока включени и упрощение устройства. Цель достигаетс за счет того, что импульсы тока включени не содержат провалов, т. к. конденсатор 5 разр жаетс на управл ющий переход тиристора 13 через резистор 9 и открытый транзистор 6 по экспоненте, Резистор 9 ограничивает ток управл ющего перехода 13. Величину емкости конденсатора 5 выбирают с учетом требований к форме импульса тока.включени и к скорости зар да конденсатора 5 через диод 7 и резистор 8. Исполь- зование компаратора 2 обеспечивает крутой передний фронт его выходного импульса благодар чему достигаетс высока скорость включени транзистора 6, а значит , формируетс крутой передний фронт импульса включени тиристора 13 независимо от крутизны переднего фронта входного импульса. 2 ил.The invention relates to electrical engineering and can be used to turn on high-speed thyristors. The purpose of the invention is to increase the reliability of switching on the thyristor due to the elimination of dips in the pulse of the switching current and simplification of the device. The goal is achieved due to the fact that the switching current pulses do not contain dips, because the capacitor 5 is discharged to the control transition of the thyristor 13 through the resistor 9 and the open transistor 6 exponentially, the resistor 9 limits the current of the control transition 13. Capacitance value 5 is selected taking into account the requirements for the shape of the current pulse. Turns on and the charge rate of the capacitor 5 through the diode 7 and the resistor 8. The use of the comparator 2 provides a steep leading edge of its output pulse, thereby achieving a high speed. be incorporation transistor 6, and thus formed a steep front edge of the pulse of thyristors 13 regardless of the steepness of the leading edge of the input pulse. 2 Il.

Description

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано дл включени тиристоров в различных преобразовательных устройствах, в частности дл включени быстродействующих тиристоров , которым требуютс импульсы тока управлени с крутым передним фронтом.The invention relates to electrical engineering and can be used to turn on thyristors in various conversion devices, in particular to turn on high-speed thyristors, which require control current pulses with a steep leading edge.

Целью изобретени вл етс повышение надежности включени тиристора за счет ликвидации провалов в импульсе тока включени и упрощение формировател .The aim of the invention is to improve the reliability of switching on the thyristor due to the elimination of dips in the pulse of the switching current and simplification of the driver.

На фиг. 1 изображена принципиальна электрическа схема формировател ; на фиг.2 показаны временные диаграммы работы его основных элементов.FIG. 1 shows a circuit diagram of a driver; figure 2 shows the timing diagram of the work of its main elements.

Формирователь импульсов дл включени тиристора содержит элемент гальванической разв зки (ЭГР) 1, вход которогоThe pulse shaper for turning on the thyristor contains an element of galvanic isolation (EGR) 1, the input of which

соединен с источником сигнала управлени , один выходной аывод - с первым входом компаратора 2, а дру| ой - с общей шиной, с которой соединены первый вывод резистора 3,анод стабилитрона 4 и перва обкладка первого конденсатора 5, транзистор 6, диод 7. Катод диода 7 соединен с первым выводом резистора 8, второй вывод которого соединен с первым выводом резистора 9, второй обкладкой конденсатора 5, катодом стабилитрона 4, первым выводом резистора 10. Второй вывод резистора 10 соединен с вторым выводом резистора 3 и вторым входом компаратора 2, выход которого соединен с базой транзистора 6 через параллельно соединенные конденсатор 11 и резистор 12. При этом коллектор транзистора б соединен с вторым выводом резистораconnected to the control signal source, one output output to the first input of comparator 2, and the other | oh - with a common bus to which the first pin of the resistor 3, the anode of the Zener diode 4 and the first plate of the first capacitor 5, the transistor 6, the diode 7 are connected. The cathode of the diode 7 is connected to the first pin of the resistor 8, the second pin of which is connected to the first pin of the resistor 9, the second plate of the capacitor 5, the cathode of the Zener diode 4, the first terminal of the resistor 10. The second terminal of the resistor 10 is connected to the second terminal of the resistor 3 and the second input of the comparator 2, the output of which is connected to the base of the transistor 6 through a parallel connected capacitor 11 and a resistor 12. This m the collector of the transistor b is connected to the second output of the resistor

XI КЗXI KZ

К TO

9, а эмиттер - с управл ющим электродом тиристора 13, анод которого имеет общую точку с анодом диода 7, а катод подключен к общей шине.9, and the emitter - with the control electrode of the thyristor 13, the anode of which has a common point with the anode of diode 7, and the cathode is connected to the common bus.

Формирователь импульсов дл включени тиристора работав следующим образом .A pulse shaper to turn on the thyristor by working as follows.

При отсутствие запускающего импульса на входе ЭГР 1, когда тиристор закрыт и к нему приложено пр мое напр жение, конденсатор 5 зар жаетс по цепи: диод 7, резистор 8 до напр жени стабилизации UCT (фиг. 2г) стабилитрона 4. При этом напр жение UCT подаетс на шины питани компаратора 2, а также на делитель напр жени , образованный цепью последовательно соединенных резисторов 3 и 10. Напр жение на резисторе 3 задает порог срабатывани Us компаратора 2 (фиг. 26), На выходе последнего - низкий потенциал относительно общей шины, вследствие чего транзистор 6 закрыт.In the absence of a trigger pulse at the input of the EGR 1, when the thyristor is closed and direct voltage is applied to it, the capacitor 5 is charged along the circuit: diode 7, resistor 8 until the stabilization voltage UCT (Fig. 2d) of the zener diode 4. At the same time The UCT is supplied to the comparator 2 power supply buses, as well as to a voltage divider formed by a series of resistors 3 and 10 connected in series. The voltage across resistor 3 sets the trigger threshold Us of comparator 2 (Fig. 26). The output potential is low relative to the common bus. resulting in a transistor 6 is closed.

При поступлении запускающего импульса 1Вх в момент ti на вход компаратора 2 через ЭГР 1 компаратор срабатывает в момент равенства выходного напр жени ЭГР 1Ut.H напр жени Уз на резисторе 3 (фмг. 2а, б). Выходной импульс 1)2 компаратора 2 с крутым передним фронтом (фиг. 2в) открывает транзистор 6. Резистор 12 ограничивает базовый ток транзистора 6. Конденсатор 5 предназначен дл фиксированного включени транзистора 6. Конденсатор 5 начинает разр жатьс через резистор 9, эмиггерный резистор 9, эмит- терный и коллекторный переходы транзистора 6 и цепь управлени тиристора Us (фиг, 2г), Тиристор открываетс , пр мое падение напр жени на нем уменьшаетс почти до нул . В момент времени т.2, когда напр жение на первом входе компаратора 2 становитс меньше Ua, компаратор измен ет свое состо ние на противоположное, вследствие чего транзистор 6 закрываетс . Конденсатор 5 продолжает разр жатьс через стабилитрон 4, компаратор 2 и делитель напр жени . Импульс тока включени у заканчиваетс в момент времени t2 (фиг. 2д), Необходимым условием работоспособности формировател вл етс такое превышение посто нной времени разр да конденсатора 5 над длительностью входных импульсов, при котором напр жение стабилитрона 4 в момент времени ta больше его пробивного напр жени стабилизации Uo. В этом случае, если в качестве ЭГР примен етс активный элемент (оптопара), то его необходимо подключить к плюсовой шине формировател , т, е, к катоду стабилитрона 4,When a triggering impulse 1Вх arrives at ti to the input of comparator 2 via EGR 1, the comparator is triggered when the output voltage EGR 1Ut.H of the voltage Uz on the resistor 3 is equal (fmg. 2a, b). The output pulse 1) 2 of the comparator 2 with a steep leading edge (Fig. 2c) opens the transistor 6. Resistor 12 limits the base current of transistor 6. Condenser 5 is designed to permanently turn on transistor 6. Condenser 5 begins to discharge through resistor 9, emigent resistor 9, the emitter and collector junctions of the transistor 6 and the control circuit of the thyristor Us (Fig. 2d), the thyristor opens, the direct voltage drop across it decreases almost to zero. At time point 2, when the voltage at the first input of the comparator 2 becomes less than Ua, the comparator changes its state to the opposite, as a result of which the transistor 6 closes. The capacitor 5 continues to discharge through the zener diode 4, the comparator 2 and the voltage divider. The turn-on current pulse y ends at time t2 (Fig. 2d). A necessary condition for the driver's operation is that the constant discharge time of capacitor 5 exceeds the duration of the input pulses at which the voltage of the zener diode 4 at the time point ta is greater than its breakdown voltage. stabilize uo. In this case, if an active element (optocoupler) is used as an EHR, then it must be connected to the positive driver bus, t, e, to the cathode of the zener diode 4,

Таким образом, формирователь импульсов обеспечивает по сравнению с прототипом высокую надежность включени тиристора за счет высокой скорости нарастани тока управлени , котора не зависит от крутизны переднего фронта входного импульса, гладкой, без провалов, формы формируемого импульса, Особенност ми формировател вл ютс простота конструкции и использование дл включени тиристора энергии конденсатора, зар жающегос только через силовые цепи. Поэтому дл запуска формировател можно использовать маломощный сигнал, а это, в свою очередь, облегчает реализацию источника импульсов запуска,Thus, the pulse shaper provides, in comparison with the prototype, a high reliability of switching on the thyristor due to the high rate of rise of the control current, which does not depend on the steepness of the leading front of the input pulse, smooth, without dips, and the shape of the pulse being formed. to turn on the thyristor of the energy of a capacitor that is charged only through power circuits. Therefore, a low-power signal can be used to start the driver, and this, in turn, facilitates the implementation of the trigger pulse source,

Claims

The claims of the pulse shaper for turning on the thyristor, comprising a transistor, the emitter of which is intended to be connected to the control electrode of the thyristor, the collector is connected to one output of the first resistor, the base - with one output connected in parallel to the second resistor and the first capacitor, the second

a capacitor, one output of which is connected to the anode of the Zener diode and intended to be connected to the thyristor cathode, the cathode of the Zener diode connected to one output of the third resistor, the other output of which

connected to the cathode of the diode, the anode of which is intended to be connected to the thyristor anode, an element of galvanic isolation, the input of which is intended to be connected to the output of the control signal source,

characterized in that, in order to increase the reliability of switching on the thyristor due to the elimination of dips in the switching current pulse and simplification, a comparator and a voltage divider are inserted in it, the voltage divider being connected in parallel to the zener diode, its output is connected to one comparator input, the other input connected to one output terminal of the galvanic element

The output terminals of which are connected to the anode of the Zener diode, whose cathode is connected to the other terminals of the first resistor and the second capacitor, and the output of the comparator is connected to the other terminals of the second resistor and the first capacitor.

9

B

1 gpf