SU1003343A1 - Тиристорный ключ - Google Patents

Description

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для бесконтактной коммутации в устройствах автоматики.

Известен тиристорный ключ, содержащий основной тиристор, в цепь которого включена индуктивная нагрузка и цепь гашения основного тиристора, содержащая коммутирующий конденсатор, подключенный к катоду основного ти-< ристора через коммутирующий тиристор 11 ].

Данное устройство имеет низкую надежность и быстродействие. Низкая надежность обусловлена наличием схемы управления, в которой могут возникнуть сбои фазы следования управляющих импульсов, низкое быстродействие - ограниченной скоростью переключения реактивных элементов нагрузки и цепи коммутации.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является тиристорный ключ, содержащий основной тиристор, включенный на выходе шины Плюс выпрямительного моста последовательно с нагрузкой, и цепь искусственной, конденсаторной коммутации, состоящей из последовательно соединенных коммутирующего тиристора и конденсатора. Для управления тиристорами к управляющим электродам подключены выходы блока управления j 12 ).

Недостатком данного технического решения является также низкая надежность и быстродействие по указанным выше причинам.

IQ Цель изобретения - повышение надежности и быстродействия тиристорного ключа.

Поставленная цель достигается тем, что в тиристорном ключе, содержащем основной тиристор, подключенный к шине Плюс выпрямительного моста последовательно с нагрузкой, и цепь искусственной, коммутации, состоящую : из последовательно .соединен__ ных коммутирующих тиристора и конденсатора, между шиной Минус выпрямительного моста и нагрузкой включен первый диод, катод коммутирующего тиристора включен между точкой соединения нагрузки с катодом 25 основного тиристора, свободный вывод коммутирующего конденсатора соединен с шиной Минус выпрямитель-. ного моста, коммутирующий конденсатор шунтирован первым резистором, 30 коммутирующий тиристор шунтирован цепью из второго резистора и второго диода, которые соединены последовательно между собой, катод второго диода соединен с анодом коммутирующего тиристора, а между управляющим электродом и анодом данного тиристора включены в последовательную цепь стабилитрон, третий резистор и третий диод, при этом анод третьего диода соединен с анодом. коммутирующего тиристора, а анод стабилитрона - с управляющим электродом данного тиристора.

На чертеже изображена электрическая принципиальная схема устройства.

Устройство содержит выпрямительный мост 1, основной тиристор 2 с нагрузкой 3 в цепи катода, соединенной последовательно с диодом 4, цепь заряда коммутирующего конденсатора 5, состоящую из резистора 6 и диода 7, коммутирующий тиристор 8, между анодом и управляющим электродом которо’ го включена последовательная цепочка из стабилитрона 9, резистора 10 и диода 11; Коммутирующий конденсатор 5 шунтирован резистором 12.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении основной тиристор 2 заперт и ток через нагрузт ку 3 не протекает. При подаче управляющего напряжения на управляющий электрод основного тиристора 2 он включается и напряжение выпрямительного моста 1 прикладывается к нагрузке’ 3 через открытый диод 4. Через нагрузку 3 начинает протекать ток. Одновременно через открытый основной тиристор 2, резистор 6 и диод 7 заряжается коммутирующий.конденсатор 5.

В первую половину полупериода питающего напряжения коммутирующий конденсатор 5 заряжается до амплитудной величины падения напряжения на нагрузке 3 и диоде 4. Во второй половине полупериода напряжение на нагрузке уменьшается и, когда разница напряжения, до которого заряжается конденсатор 5, и напряжения на последовательной цепи нагрузки 3 и диода 4 станет больше напряжения пробоя стабилитрона 9, коммутирующий конден сатор 5 начинает разряжаться через диод 11, резистор 10, стабилитрон 9, промежуток управляющий электрод-катод коммутирующего тиристора 8, нагрузку 3 и диод 4. Под действием этого тока коммутирующий тиристор 8 открывается и напряжение коммутирующего конденсатора 5 через открытый коммутирующий тиристор 8 прикладыват: 60 ется к нагрузке 3 и диоду 4. Так как в этот момент напряжение на выходе выпрямительного моста 1 меньше, чем напряжение заряженного коммутирующего конденсатора 5, к диодам источника^ кусственной коммутации, состоящую и к основному тиристору 2 оказывается приложенным запирающее напряжение, равное разности напряжений коммутирующего конденсатора 5 и выпрямительного моста 1, в результате чего- ток через основной тиристор 2 прекратится и он запрется.

Если управляющее напряжение на управляющий электрод основного тиристора 2 продолжает подаваться, то по окончании; разряда коммутирующего конденсатора 5 напряжение выпрямительного моста 1 вновь окажется приложено к промежутку анод-катод тиристора 2 и он вновь откроется. В последующем описании процессы повторяются каждый полупериод питающего напряжения источника 1.

Если же к моменту прекращения тока через основной тиристор 2 управляющее напряжение с его управляющего электрода будет снято, то он остается выключенным. Начинается переходный процесс спадания тока нагрузки, причем ток нагрузки замыкается по цепи диод 4, коммутирующий конден. сатор 5, резистор 12, промежуток ' анод-катод открытого коммутирующего тиристора 8. Этот ток перезаряжает коммутирующий конденсатор 5, торый своим встречно направленным напряжением гасит ток нагрузки 3. После прекращения протекания тока рузки 3 коммутирующий конденсатор разряжается через резистор 12.

Диод 4 препятствует возникновению колебательного процесса в контуре, образованном коммутирующим конденсатором 5 и нагрузкой 3_?при запирании основного тиристора 2. Диод 11 защищает управляющий переход коммутирующего тиристора 8 от пробоя при обратной полярности напряжения на промежутке анод-катод. Резистор 10 ограничивает ток в цепи управляющего электрода коммутирующего тиристора 8, а резистор 6 ограничивает ток через основной тиристор 2 при заряде ком-, мутирующего конденсатора 5.

Благодаря тому, что нагрузка 3 не шунтируется встречным диодом, ток нагрузки 3 после запирания основного тиристора 2 перезаряжает коммутирующий конденсатор 5 и гасится его встречным напряжением, что ускоряет процесс отключения тока нагрузки, а отсутствие схемы управления тиристорами мого конаг5 повышает надежность предлагаеустройства.

Claims (2)

1.Забродин Ю.С., Узлы принудителной коммутации тиристоров, м., Энерги , 1974, с. 8.

2.Волков И. В.. и др. Источники электропитани  лазеров. Киев, Техника , 1976, с. 158, рис. 88.