SU858203A1

SU858203A1 - Arrangement for control of static converter semiconductor devices

Info

Publication number: SU858203A1
Application number: SU802861723A
Authority: SU
Inventors: Николай Михайлович Вагин; Владимир Федорович Стрелков
Original assignee: Предприятие П/Я М-5744
Priority date: 1980-01-02
Filing date: 1980-01-02
Publication date: 1981-08-23

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫМИ ПРИБОРАМИ СТАТИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ(54) DEVICE FOR CONTROLLING A SEMICONDUCTOR DEVICE OF A STATIC CONVERTER

Изобретение относитс к электроте нике и может быть использовано дл управлени вентил ми статических пре образователей, Известно устройство дл управлени полупроводниковыми приборами, содерж щее в качестве фазосдвигающего устро ства мост в виде вторичной обмотки трансформатора со средней точкой, конденсатора и транзистора, переход эмиттер - база которого через диод включен Б диагональ фазосдвигакнцего моста. Устройство дл получени двух сдвинутых на 180 эл. град, управл ющих импульсов снабжено дополнительны ключевым элементом, эмиттер транзистора которого соединен с эмиттером транзистора ключевого элемента flj Недостатком устройства вл етс пониженный КПД из-за сравнительно большой потребл емой мощности по базовой цепи транзисторов ключевых эле ментов. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс устройство дл управлени полупровод никовыми приборами, содержащее фазосдвигающий мост, два резистора и две ключевые схемы, состо щие из накопительного конденсатора и транзистора кажда , включенные через разделительные диоды в диагональ фазосдвигающего моста ij2 . Недостатком известного устройства вл етс невысока надежность вследствие температурной, нестабильности амплитуды формируе ых импульсов. Эта нестабильность выражаетс в том, что при повышении температуры окружающей среды в промежуток времени от 90 до 180 эл. rpajj. происходит все более интенсивный разр д накопительного конденсатора, установленного в цепи базы одного транзистора через цепь эмиттер - коллектор другого транзистора . Цель изобретени - повышение надежности . Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство дл управлени полупроводниковыми приборами статического преобразовател , накопительный конденсатор одной ключевой схемы включен в цепь эмиттера транзистора другой, ключевой схемы таким образом, что отрицательна обкладка накопительного конденсатора одной ключевой схемы соединена с эмиттером транзистора той же ключевой схемы и через включе(ны в провод щем направлении первый разделительный диод - с его базой, а положительна обкладка накопительного конденсатора через резистор нагрузки соединена с коллектором тог;о же транзистора , а через включенный в непровод щем направлении второй разделительный диод - с Эмиттером транзистора другой ключевой схемы.The invention relates to electrical engineering and can be used to control the valves of static converters. A device for controlling semiconductor devices is known, containing as a phase-shifting device a bridge in the form of a secondary winding of a medium-point transformer, a capacitor and a transistor, the transition emitter - the base of which through the diode is included B diagonal phase shift bridge. A device for obtaining two 180 e. hail, control pulses are provided with an additional key element whose emitter of the transistor is connected to the emitter of the transistor of the key element flj. The disadvantage of this device is reduced efficiency due to the relatively high power consumption in the base circuit of the transistors of the key elements. The closest in technical essence to the present invention is a device for controlling semiconductor devices containing a phase-shifting bridge, two resistors and two key circuits consisting of a storage capacitor and a transistor each connected through separating diodes to the diagonal of the phase-shifting bridge ij2. A disadvantage of the known device is low reliability due to temperature, instability of the amplitude of the generated pulses. This instability is expressed in the fact that when the ambient temperature rises from 90 to 180 e. rpajj. There is an increasingly intense discharge of a storage capacitor installed in the base circuit of one transistor through the emitter-collector circuit of the other transistor. The purpose of the invention is to increase reliability. The goal is achieved by the fact that in a device for controlling semiconductor devices of a static converter, a storage capacitor of one key circuit is connected to the emitter circuit of a transistor of another, a key circuit in such a way that the negative cover of the storage capacitor of one key circuit is connected to the emitter of the transistor of the same key circuit and through included (in the conductive direction, the first coupling diode is with its base, and the lining of the storage capacitor through the resistor is positive the load is connected to the collector of the transistor, and through a second separating diode connected in the non-conductive direction to the emitter of the transistor of another key circuit.

На фиг. 1 приведена электрическа схема устройства дл управлени полупроводниковыми приборами статического преобразовател J на фиг. 2 - вариант выполнени схемы устройства.FIG. 1 is an electrical diagram of a device for controlling semiconductor devices of a static converter J in FIG. 2 shows an embodiment of the device circuit.

Электрическа схема устройства дл управлени полупроводниковыми приборами статического преобразовател содержит фазосдвигающий мост, который состоит из входного трансформатора 1 с выведенной средней точкой вторичной обмотки и элементов плеч: переменного резистора 2 и конденсатора 3 . В диагональ фазосдвигающего моста включено устройство формировани импульсов, представл ющее собой две ключевые схемы, состо щие из двух транзисторов 4 и 5, эмиттербазовые переходы которых через накопительные конденсаторы 6 и 7 и разделительные диоды 8, 9 и 10, 11.включены в диагонсшь фазосдвигающего моста, положительные обкладки накопительных конденсаторов через резисторы 12 и 13 нагрузок подключены к коллекторам транзисторов.The electrical circuit of the device for controlling semiconductor devices of a static converter contains a phase-shifting bridge, which consists of an input transformer 1 with a derived middle point of the secondary winding and shoulder elements: a variable resistor 2 and a capacitor 3. A pulse shaping device is included in the diagonal of the phase-shifting bridge. It consists of two key circuits consisting of two transistors 4 and 5, whose emitter base transitions through storage capacitors 6 and 7 and separation diodes 8, 9 and 10 11. are included in the diaphragm of the phase-shifting bridge The positive plates of the storage capacitors through the resistors 12 and 13 of the loads are connected to the collectors of transistors.

Устройство работает следую1цим образом .The device works as follows.

В полупериод, когда плюс напр жени приложен к средней точке вторичной обмотки трансформатора 1, а минус к общей точке соединени элементов плеч моста происходит зар д конденсатора 7 по цепи средн точка вторичной обмотки трансформатора 1 диод 10 - конденсатор 7 - диод 11 обща точка элементов, включенных в плечи моста.In the half-period, when plus voltage is applied to the midpoint of the secondary winding of transformer 1, and minus to the common connection point of the bridge arms, capacitor 7 is charged along the circuit, the middle point of the secondary winding of transformer 1, diode 10 - capacitor 7 - diode 11 is the common point of the elements, included in the shoulders of the bridge.

Напр жение на конденсаторе 7 возрастает по синусоида,льному закону до амплитудного значени питающего напрюхени , диоды 10 и 11 не дают возможности разр жатьс конденсатору 7 при последующем уменьшении питающего напр жени в промежуток времени от 90 до 180 эл.град. Поскольку диод 11 включен встречно-параллельно эмиттербазовому переходу транзистора 4, последний надежно заперт и разр д конденсатора 7 через переход эмиттер коллектор транзистора 4 не происходиThe voltage on the capacitor 7 increases according to the sinusoid, to the amplitude value of the supply voltage, the diodes 10 and 11 do not allow the capacitor 7 to be discharged with a subsequent decrease in the supply voltage in the time interval from 90 to 180 el.grad. Since the diode 11 is turned on in anti-parallel to the emitter base transition of the transistor 4, the latter is securely locked and the discharge of the capacitor 7 through the transition emitter collector of transistor 4 does not occur

В момент времени, соответствующий 180 эл.град., когда на средней точке трансформатора 1 приложенное напр жение мен ет з::ак с плюса на минус, а на общей точке элементов фазосдвигающего моста - с минуса на плюс, по вл етс ток зар да конденсатора 6, который протекает по цепи обща точка эл ментов, включенных в плечи моста эми тер-баз.овый переход транзистора 4 диод 9 - конденсатор 6 - диод 8 -средн точка вторичной обмотки трансфЬрматора 1. Транзистор 4 открываетс и конденсатор 7 разр жаетс по цепи положительна обкладка конденсатора 7 резистор 13 - эмиттер-коллекторный переход транзистора 4 - отрицательна обкладка конденсатора 7.At the moment of time corresponding to 180 al. Degrees, when at the midpoint of transformer 1 the applied voltage changes h :: ak from plus to minus, and at the common point of the elements of the phase-shifting bridge from minus to plus, a charge current appears the capacitor 6, which flows through the circuit common point of the elements included in the arms of the bridge emitter-base transition of transistor 4, diode 9 - capacitor 6 - diode 8 - middle point of the secondary winding of the transformer 1. Transistor 4 opens and the capacitor 7 is discharged Circuit positive capacitor plate 7 resistor 1 3 - emitter-collector junction of the transistor 4 - negative capacitor plate 7.

В св зи с тем, что базовый ток тразистора 4, вл ющийс одновременно и зар дным током конденсатора б, В начальный момент времени имеет максималную величину, на резисторе 13 нагрузки формируетс импульс с крутым фронтом .Due to the fact that the base current of the trazistor 4, which is simultaneously the charging current of the capacitor b, the initial moment of time, has a maximum value, a pulse with a steep front is formed on the load resistor 13.

Возникновение импульса всегда св зано с моментом перехода синусоидального напр жени на диагонали моста чере нуль из положительного значени в отрицательное, что обеспечивает высокую точность следовани импульсов.The occurrence of a pulse is always associated with the moment of the transition of a sinusoidal voltage on the diagonal of the bridge through zero from a positive to a negative value, which ensures high accuracy of the pulse following.

Схема позвол ет получить за период два импульса, сдвинутых друг относительно друга на 180 эл.град., так как, когда плюс приложен к средней точке вторичной обмотки трансформатора моста, а минус - к общей точке элементов плеч моста, конденсатор 7 зар жаетс , а конденсатор 6 разр жаетс , что вызывает по вление на резисторе 12 нагрузки импульса с крутым фронтом, а в полупериод, когда минус приложен к средней точке вторичной обмотки трансформатора 1, а плюс - к общей точке элементов моста, конденсатор б зар жаетс , а конденсатор 7 разр жаетс , вызыва при этом по вление на резисторе 13 нагрузки импульса с крутым фронтом.The scheme allows to receive two pulses shifted relative to each other by 180 degrees in a period, since when plus is applied to the middle point of the secondary winding of the bridge transformer and minus to the common point of the bridge arm elements, the capacitor 7 is charged and the capacitor 6 is discharged, which causes a pulse with a steep edge on resistor 12, and in the half period, when minus is applied to the middle point of the secondary winding of transformer 1, and plus to the common point of the bridge elements, capacitor b is charged, and capacitor 7 discharged causing At the same time, the appearance on the resistor 13 of a pulse with a steep front.

Сдвига напр жение диагонали моста относительно напр жени сети, получаем сдвиг формируемых импульсов.The offset of the voltage of the bridge diagonal relative to the voltage of the network, we obtain the shift of the generated pulses.

Устройство с тиристорами в качестве ключевых элементов (фиг. 2) работает аналогично описанной схеме.A device with thyristors as key elements (Fig. 2) works in the same way as the circuit described.

Предлагаема схема обладает значительно большей температурной стабильностью . Она позвол ет получить большую стабильность мощности формируемых импульсов без увеличени количества элементов схемы и потребл емой 1ощности .The proposed scheme has a much greater temperature stability. It allows to obtain greater stability of the power of the generated pulses without increasing the number of circuit elements and consumed power.

В то врем как в известной схеме при температуре окружающего воздуха 70С происходит разр д накопительного конденсатора на 40% в промежуток времени от 90 до 180 эл.град., в предлагаемой схеме величина напр жени накопительного конденсатора практически не измен етс .While in the known circuit, at an ambient air temperature of 70 ° C, the storage capacitor discharges by 40% over a period of time from 90 to 180 electrical degrees, in the proposed scheme the voltage value of the storage capacitor remains almost unchanged.

Использование устройства позвол ет повысить надежность управлени полупроводниковыми приборами статического преобразовател в широком диапазоне температур.The use of the device makes it possible to increase the reliability of control of semiconductor devices of a static converter in a wide temperature range.

Claims

Invention Formula

Device for controlling static semiconductor devices