SU818012A1

SU818012A1 - High-voltage switch

Info

Publication number: SU818012A1
Application number: SU792766481A
Authority: SU
Inventors: Леонид Александрович Семенов; Галина Васильевна Балагина
Original assignee: Предприятие П/Я А-7162
Priority date: 1979-05-16
Filing date: 1979-05-16
Publication date: 1981-03-30

Description

(54) ВЫСОКОВОЛБТНЫЙ КЛЮЧ(54) HIGH VOLTAGE KEY

1one

Изобретение относитс к импульсной технике и может бь1ть использовано в ключевых регул торах напр жени с емкостным характером нагрузки.The invention relates to a pulse technique and can be used in key voltage regulators with a capacitive nature of the load.

Известны высоковольтные ключи, содержащие цепь из последовательно включенных рабочих тиристоров, параллельно которой включена цепь искусственной коммутации, состо ща из источника запирающего напр жени , например, зар женного конденсатора и вспомогательного ключа, выполненного в виде последовательно соединенных транзисторов или тиристоров 1.High-voltage switches are known that contain a circuit of series-connected working thyristors, in parallel with which an artificial switching circuit is turned on, consisting of a blocking voltage source, for example, a charged capacitor, and an auxiliary key made in series of transistors or thyristors 1.

Однако STjOT класс высоковольтных ключей обладает существенным недостатком, который заключаетс в том, что установленна MoniHOCTb элементов коммутации должна быть соизмерима с установленной мощностью рабочих тиристоров. Это приводит к усложнению схемы ключа и, следователь-но , снижает надежность его работы.However, the STjOT class of high-voltage switches has a significant drawback, which is that the installed MoniHOCTb switching elements must be commensurate with the installed power of the working thyristors. This leads to the complication of the key scheme and, consequently, reduces the reliability of its operation.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому вл етс высоковольтный ключ, содержащий последовательно включенный рабочий тиристор и газоразр дную лампу. Параллельно лампе дл удержани ее в гор щем- состо нии включен источник тока через высоковольтный диод, при этом источник тока шунтирован низковольтным ключомтранзистором 2.The closest in technical essence and the achieved effect to the proposed is a high-voltage switch containing a series-connected working thyristor and a gas discharge lamp. Parallel to the lamp for keeping it in a burning state, the current source is connected through a high-voltage diode, while the current source is shunted by a low-voltage transistor 2 switch.

В этом устройстве установленна мощность транзисторного ключа может быть уменьшена более чем на пор док. Однако достигаетс это только в случае отсутстви сбо фазы следовани импульсов управлени . При наличии сбо фазы следовани импульсов на транзисторе возникают перенапр жени , которые могут вызвать выход его из сро . Таким образом, в известном устройстве высока надежность работы ключа не обеспечиваетс .In this device, the installed power of the transistor switch can be reduced by more than an order of magnitude. However, this is achieved only in the absence of a fault phase of control pulses. In the presence of a phase failure phase, pulses on the transistor cause overvoltages, which can cause it to go out of phase. Thus, in the known device, the high reliability of the key is not ensured.

Цель изобретени - повышение надежности работы высоковольтного ключа.The purpose of the invention is to increase the reliability of the high-voltage switch.

Поставленна цель достигаетс тем, что в высоковольтном ключе, содержащем цепь из последовательно соединенных тиристоров , параллельно которым, включена друга цепь из последовательно соединенных низковольтного источника напр жени и транзисторного ключа, последовательно с транзисторным ключом включен высоковольт . ный диод, при этом все элементы другой цепи включены в пр мом направлении по отношению к рабочему току тиристоров.The goal is achieved by the fact that a high-voltage switch containing a circuit of series-connected thyristors, in parallel with which, another circuit of a series-connected low-voltage source and transistor switch is connected, in series with a transistor switch, a high-voltage switch is connected. This means that all the elements of the other circuit are connected in the forward direction with respect to the operating current of the thyristors.

На чертеже представлена принципиальна электрическа схема высоковольтного ключа.The drawing shows a circuit diagram of a high-voltage switch.

Высоковольтный ключ содержит высоковольтный столб 1, состо щий из последовательно соединенных тиристоров 2, параллельно который включены шунтирующие резисторы 3. Дл запуска тиристоров между катодом одного из них и управл ющим электродом следующего включены конденсаторы 4. Между катодом и управл ющим электродом последнего в столбе тиристора 2 включен импульсный трансформатор 5. Дл коммутации тиристорного столба 1 между его анодом и катодом последовательно включены источник 6 напр жени , транзисторный ключ 7, и. высоковольтный диод 8. Источник 6 напр жени состоит из понижающего трансформатора 9, выпр мительного моста 10, конденсатора И. Дл управлени транзисторным ключом служит согласующий трансформатор 12,разделительный конденсатор 13 и токоограничивающий резистор 14.A high-voltage switch contains a high-voltage pole 1, consisting of series-connected thyristors 2, in parallel with which shunt resistors 3 are connected. To start the thyristors between the cathode of one of them and the control electrode of the next, capacitors 4 are connected. An impulse transformer 5 is turned on. For switching the thyristor column 1, a voltage source 6, a transistor switch 7, and i are connected in series between its anode and cathode. a high voltage diode 8. The voltage source 6 consists of a step-down transformer 9, a rectifying bridge 10, a capacitor I. For controlling the transistor switch, there is a matching transformer 12, a coupling capacitor 13 and a current-limiting resistor 14.

Высоковольтный ключ работает следуют щим образом.The high voltage switch works as follows.

В начальный момент ключ заперт и разница напр жений высоковольтного источника и нагрузки, представл ющей собой активно емкостной характер, приложена в пр мом направлении к тиристорному столбу 1, а через выпр митель 10 у транзистор 7 в обратном направлении к высоковольтному диоду 8. При этом конденсаторы 4 зар жены. Диод 8 заперт и ток в цепи выпр митель 10транзистор 7 - диод 8 отсутствует.At the initial moment, the key is locked and the voltage difference between the high-voltage source and the load, which is an active capacitive character, is applied in the forward direction to the thyristor column 1, and through the rectifier 10 of the transistor 7 in the opposite direction to the high-voltage diode 8. In this case, the capacitors 4 charge wife. Diode 8 is locked and the current in the circuit of the rectifier 10transistor 7 - diode 8 is absent.

При подаче короткого импульса включени столба на первичную обмотку трансформатора 5 включени последний тиристор 2 столба 1 отпираетс и шунтирующий его конденсатор 4 начинает разр жатьс через открытый тиристор и управл ющий переход предыдущего тиристора. Предыдущий тиристор также отпираетс и процесс протекает до тех пор, пока не откроютс все тиристоры 2 столба 1. В этот момент нагрузка через открытые тиристоры столба подключаетс к высоковольтному источнику и начинаетс быстрый зар д емкости нагрузки через тиристорный столб. После того, как в процессе зар да разница напр жений между высоковольтным источником и нагрузкой становитс меньще напр жени низковольтного выпр мител ТО, диод 8 отпираетс и по цепи плюс выпр мител 10 - открытые тиристоры 2 столба 1 - диод 8 - транзистор 7 (открытый положительным смещением на базе от выпр мител 10 (через резистор 14 начинает протекать ток, величина которого больше тока удержани тиристоров 2, поэтому тиристорный столб остаетс вклюценным на все врем , необходимое дл поддержани заданного уровн напр жени на нагрузке. Разделительный конденсатор 13 предотвращает шунтирование по посто нному току перехода база-эмиттер транзистора 7 вторичной обмоткой импульсного трансформатора 12 выключени .When a short turn-on pulse is applied to the primary winding of the turn-on transformer 5, the last thyristor 2 of column 1 is unlocked and the capacitor 4 shunting it starts discharging through the open thyristor and the control transition of the previous thyristor. The previous thyristor is also unlocked and the process proceeds until all the thyristors of 2 columns 1 have opened. At this point, the load is connected to the high-voltage source through the open thyristors of the column and the fast charge of the load capacitance starts through the thyristor column. After the voltage difference between the high-voltage source and the load becomes lower than the low-voltage rectifier voltage in the charging process, the diode 8 is unlocked and the circuit plus the rectifier 10 - open thyristors 2 pillars 1 - diode 8 - transistor 7 (open positive displacement at base from rectifier 10 (current through the resistor 14 begins to flow, the value of which is greater than the holding current of thyristors 2, therefore the thyristor column remains switched on for the entire time required to maintain the specified voltage level at the load. azdelitelny bypass capacitor 13 prevents a DC current of the base-emitter junction of the transistor 7 of the secondary winding of the pulse transformer 12 turn off.

В момент выключени высоковольтного ключа на трансформатор 12 выключени подаетс короткий импульс, запирающий транзистор 7. Транзистор запираетс и прерывает ток, поддерживающий тиристоры 2 во включенном состо нии. Так как ток нагрузки меньше тока удержани тиристоров 2, то тиристоры запираютс , и отпирание транзистора 7 после окончани запирающего импульса уже не приведет к отпиранию столба . Таким образом, схема готова к дальнейшим включени м.At the moment when the high-voltage switch is turned off, a short pulse is applied to the turn-off transformer 12, locking the transistor 7. The transistor is locked and interrupts the current, which maintains the thyristors 2 in the on state. Since the load current is less than the holding current of the thyristors 2, the thyristors are locked, and unlocking the transistor 7 after the termination of the locking pulse no longer results in unlocking the pole. Thus, the circuit is ready for further inclusions.

Вновь введенный высоковольтный диод 8 в сочетании с низковольтным выпр мителем 10 позвол ет применить в схеме высоковольтного ключа, предназначенного дл коммутации высокого напр жени , например, на аноде электроннолучевой трубки, тиристорньш высоковольтный столб, не находивший ранее применени в схемах данного типа, ввиду того, что после включени тиристорного столба ток нагрузки столба, т.е. ток анода ЭЛТ становитс меньше тока удержани тиристоров во включенном состо нии и ключ автоматически выключаетс , отключа нагрузку от высоковольтного источника, что недопустимо. Высоковольтный диод в сочетании с низковольтным выпр мителем обеспечивают протекйНие в тиристорном столбе тока,удерживающего столб в открытом состо нии после его включени , и сохран ют тем самым посто нный уровень напр жени на аноде электроннолучевой трубки вплоть до момента следующего переключени .The newly introduced high-voltage diode 8, in combination with the low-voltage rectifier 10, makes it possible to use in the high-voltage switch circuit intended for switching high voltages, for example, at the anode of a cathode ray tube, a high-voltage high-voltage pole that has not previously been used in circuits of this type, because that after turning on the thyristor column, the load current of the column, i.e. The anode current of the CRT becomes less than the current holding the thyristors in the on state and the key automatically turns off, disconnecting the load from the high-voltage source, which is unacceptable. A high voltage diode in combination with a low voltage rectifier ensures the flow of current in the thyristor pole that keeps the pole in the open state after it is turned on, and thus maintain a constant voltage level at the anode of the CRT until the next switching moment.

Claims

1. Thyristors. Technical reference. M., “Energie, 1971, p. 135, fig. 5-9.

2. USSR author's certificate number 495020, cl. H 05 B 41/32, 1975.

ABOUT

with

m

R