SU843238A1 - Многоканальный тиристорный ключ - Google Patents

Description

(54).МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ТИРИСТОРНЫЙ КЛЮЧ

1

Изобретение относитс  к тиристорным коммутаторам двухпозиццонного регулировани  к контактным управлени м и предназначено дл  переключени  питани  основных и резервных блоков, или дл  коммутации в устройствах двухпозиционного регулировани  в многоканальных системах тепловой автоматики.

Известен тиристорный ключ с контактным управлением, содержащий тиристор в выпр мл ющей диагонали диодного моста. Управление таким ключом осуществл етс  контактом, коммутирующим напр жение тиристора к его управл ющему электроду через резистор 1.

Недостатком такого ключа  вл етс  то, что тиристор включаетс  позже начала каждого полупериода питающего напр жени , что создает импульсные помехи, проблемы борьбы с которыми особенно важны в тиристорно-контактных схемах регул торов нагревательных установок. Уменьщение величины резистора в цепи управл ющего электрода тиристора дл  его более раннего отпирани  приводит к тому, что при замыкании контакта в моменты вблизи максимума напр жени  питающей сети через управл ющии электрод тиристора до его включени  протекает значительный ток, что понижает надежность работы тиристора. Кроме того, при режиме работы ключа с малыми токами через тиристор, тиристор может переходить на участки вольт-амперной характеристики, при которой возможны режимы неполного включени  нагрузки и повыщенной мощности рассеиваемой на тиристоре.

Наиболее близок к предлагаемому .многоканальный тиристорный ключ, содержащий диодные мосты с тиристорами в выпр мл ющих диагонал х, подключенные последовательно с нагрузками к сети переменного тока с питанием управл ющих электродов тиристоров от общего источника питани , потенциально св занного с катодами всех

5 тиристоров через дополнительные диоды. Питание управл ющих электродов всех тиристоров осуществл етс  от общего источника питани .

Недостаток известного многоканального тиристорного ключа - невозможность независимого включени  и выключени  каждой нагрузки, причем выключение питани  всех нагрузок производитс  практически одновременно, а поочередные включени 

каждой последующей нагрузки после подачи общего сигнала включени  дл  всех нагрузок производитс  с некоторой задержкой, определ емой параметрами схемы.

Цель изобретени  - получение независимого управлени  каждой нагрузкой и упрощение схемы.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в многоканальном тиристорном ключе, содержащем в каждом канале диодный мост с тиристором в выпр мл ющей диагонали, к другой диагонали моста через нагрузку подключена сеть переменного тока, управл ющий электрод и катод тиристора каждого канала соединены через резистор, катод тиристора каждого канала соединены через резистор, катод тиристора каждого канала соединен с отрицательной щиной источника управл ющего напр жени  через диод в пр мом включении, управл ющий электрод тиристора каждого канала подключен к клемме переключател , общий вывод которого через резистор соединен с положительной щиной источника управл ющего напр жени .

На чертеже приведена принципиальна  электрическа  схема двухканального тиристорного ключа.

Двухканальный тиристорный ключ 1, подключенный к клеммам 2 и 3 сети переменного тока содержит силовые, нагрузки 4 и 5, источник 6 управл ющего напр жени  (посто нного или импульсного) дл  питани  управл ющих электродов тиристоров, диоды 7-14, образующие два диодных моста, в выпр мл ющих диагонал х которых сто т тиристоры 15 и 16, переключатель 17, резистор 18 токоограничивающий (причем, управление нагрузками 4 и 5 может осуществл тьс  независимо, при этом переключатель 17 должен быть заменен двум  переключател ми на замыкание-размыкание, каждый из которых включаетс  между положительной клеммой источника 6 управл ющего напр жени  последовательно со своим резистором токоограничивающим и управл ющим электродом соответствующего тиристора 15 или Г6), диоды 19 и 20, резисторы 21 и 22 защитные. Остальные двухканальные ключи 23 и 24 аналогичны ключу 1, число которых может быть больще, чем изображено на чертеже.

Многоканальный тиристорный ключ работает следующим образом.

Когда контакт переключател  17 находитс  в верхнем положении, управл ющий электрод тиристора 15 подключен к источнику 6 управл ющего напр жени  через резистор 18 и диод 19. Диод 19 смещен в пр мом направлении и через него протекает ток управл ющего электрода тиристора 15, который при этом открыт. Соответственно к нагрузке 4 приложено напр жение сети от клемм 2 и 3. При этом, отрицательный вывод источника 6 управл ющего напр жени  находитс  под потенциалом, близким к потенциалу клеммы 3. В это врем  тиристор 16 заперт и ток через нагрузку 5 не протекает. Причем в течение одного полупериода напр жени  сети переменного тока, когда на клемме 2 положительное напр жение относительно клеммы 3, потенциал анода диода 20 близок к потенциалу клеммы 3, так как диод 14 смещен в пр мом направлении суммой обратных токов тиристора 16 и диода 11. Катод диода 20, соединенный с отрицательным вводом источника 6 управл ющего напр жени , также имеет потенциал клеммы 3. При этом диод 20 может быть или. открыт, и тогда через него протекает часть упом нутой суммы обратных токов, или закрыт pasностью пр мых падений напр жени  на диодах 10, 19 и 14 что, в jpo6oM случае, не вли ет на режим работы тиристоров 15 и 16, а также в случае импульсного характера напр жени  источника 6 управл ющего иапр жени  с указанной на чертеже пол рностью.

Когда в течение другого полупериода на клемме напр жение отрицательно относительно клеммы 3 потенциал анода диода 20 близок потенциалу клеммы 2, так как

диод 11 смещен в пр мом направлении суммой обратных токов тиристора 16 и диодов 14 и 20. Потенциал катода диода 20 всегда близок к потенциалу клеммы 3. Следовательно к диоду 20 приложено обратной напр жение , бликое к мгновенному значению напр жени  питающей сети за вычетом падени  напр жени  на нагрузке 5 от обратных токов тиристора 16, диодов 14 и 20 и за вычетом падений напр жений на открытых ди.одах 9 и 19 и тиристора 15. Таким образом, диод 20 изолирует нагрузку 5 от вли ни  от крытого тиристора 15 через общий источник 6 управл ющего напр жени . Если переброс контакта переключател  17 дл  отключени  нагрузки 4 включени  нагрузки 5 происходит в момент первого из рассмотренных

0 полупериодов, то ток управл ющего электрода тиристора 16 до его включени  (и после ) определ етс  в основном источником 6 управл ющего напр жени , резистором 18 и самим тиристором 16. Если переброопроисходит в момент второго полупериода,

5 то до включени  тиристора 16 ток его управл ющего электрода примерно определ етс  суммой напр жени  источника 6 управл ющего напр жени  и мгновенного значени  напр жени  сети, суммой сопротивлений резистора 18 и нагрузки 5. Возникновение импульсного тока управл ющего электрода тиристора до его включени , превышающего стационарный ток управлени  в данном многоканальном тиристорном переключателе , ниже чем у известных многоканальных

5 тиристорных ключей, так как его возникновение возможно только при одной пол рности напр жени  сети, и, во-вторых, имеетс  возможность выбором резистора 18 и напр жени  источника 6 управл ющего напр жени  снизить этот ток до допустимой величины , почти не измен   условий включени  тиристора.

Остальные ключи аналогичны ключу 1 также не вли ют друг на друга. Принцип не мен етс  и в случае использовани  в управлении каждого тиристора отдельных переключателей на замыкание-размыкание, работающих зависимо или независимо при наличии отдельного токоограничивающего резистора .

Таким образом, возможность использовани  одного общего источника питани  управл ющих электродов тиристоров многоканального ключа делает целесообразным использование потенциального управлени  тиристорами . Причем через дополнительные разв зывающие диоды протекает только ток управл ющего электрода соответствующего тиристора и эти диоды выбираютс  менее мощными, чем диоды силового моста. Кроме того, при отсутствии необходимости одновременной работы двух нагрузок, например, в виде основного и резервного блоков, потребовалось бы два отдельных, изолированных друг от друга коммутируемых контакта дл  двух ключей, управл ющих этими нагрузками , а в предлагаемом многоканальном тиристорном ключе две контактные группы (нормально замкнута  и нормально разомкнута ) ключей могут быть заменены одной группой на переброс, что приводит к упрощению схемы. Предлагаемый многоканальный тиристорный ключ не создает помех, обеспечивает надежную независимую коммутацию нагрузок в течение всего полупериода , прост, дешев и невелик по габаритам .

Claims (2)

1.Скаржепа В. А. и др. Устройства автоматики на тиристорах. Киев, «Техника, 1974, с. 97.

2.Патент США № 3651335, кл. 307-223В, 1972 (прототип).

3 о

rs

-Kb

-w