CS225171B1 - Zapojenie prepaťovej ochrany výkonových polovodičových súčiastok - Google Patents

Description

Vynález sa týká zapojenia prepaťovej ochrany pre skupinu výkonových polovodičových súčiastok, ktoré majú jeden výkonový vývod připojený na spoločný potenciál.

U známých zapojení prepáťových ochrán výkonových polovodičových súčiastok ide o sériové zapojenie odporu a kondenzátora, ktoré sú dvoma volnými vývodmi připojené k výkonovým vývodom výkonovej polovodičové} súčiastky, alebo o paťfázové zapojenie prepaťovej ochrany pre. výkonové usměrňovače v trojfázovom zapojení. Ochrany zložené z odporu a kondenzátora spůsobujú přídavné prúdové namáhanie chránenej výkonovej polovodičovej súčiastky tým, že pri jej zapínaní sa kondenzátor vybíja cez odpor ochrany a spínaní výkonovú polovodičovú súčiastku. V dósledku toho vznikajú tiež výkonové straty na odpore ochrany.

Paťfázová ochrana odstraňujúca vyššie spomínané nedostatky, nemože byť pre jej definovaná zapojenie použitá na ochranu výkonových polovodičových súčiastok v inom zapojení, ako je trojfázový usměrňovač v mostíkovom zapojení.

Vyššie uvedené nevýhody odstraňuje zapojenie prepaťovej ochrany výkonových polovodičových súčiastok podlá vynálezu, ktorých rovnaké výkonové vývody sú připojené na spoločný potenciál podlá vynálezu, ktorého podstatou je, že na vzájomne nespojené výkonové vývody výkonových polovodičových súčiastok sú připojené anody, připadne katody diod prepaťovej ochrany, ktorých katódy, připadne anody sú spojené cez nabíjací odpor s jedným vývodom akumulačného kondenzátora a jedným vývodom vybíjacieho odporu, pričom druhé vývody akumulačného kondenzátora a vybíjacieho odporu sú spojené s.o vzájomne přepojenými výkonovými vývodmi výkonových polovodičových súčiastok.

Zapojením podlá vynálezu sa docieli podstatné zníženie komutačného prepátia na chráněných súčiastkach pri súčasnom znížení výkonových strát v ochraně, čo zároveň umožňuje použitie ochrany podlá vynálezu pre prácu pri vyšších frekvenciách v porovnaní s ochranou zloženou z odporu a kondenzátora.

Na připojených výkresoch na obr. 1 je nakreslený příklad zapojenia prepaťovej ochrany skupiny výkonových polovodičových súčiastok (tyristorov), ktorých spoločným výkonovým vývodom je anoda, na obr. 2 je naznačený příklad, kde spoločným výkonovým vývodom je katoda. Na obr. 3 je znázorněný příklad zapojenia prepaťovej ochrany v striedači prúdu a na obr. 4 v striedači napatia s autotransformátorovou komutáciou.

V zapojení (obr. 1) na katódy výkonových polovodičových súčiastok 1, sú připojené anody diod 2 prepaťovej ochrany. Katódy diod 2 sú spojené cez nabíjací odpor 3 s jedným vývodom akumulačného kondenzátora 4 a jedným vývodom vybíjacieho odporu 5. Druhé vývody akumulačného kondenzátora a vybíjacieho odporu 5 sú spojené s anodami výkonových polovodičových súčiastok

1. Ku akumulačnému kondenzátoru 4 a vybíjaciemu odporu 5 je paralelné připojený obvod 6 na snímanie napatia.

V príkladnom zapojení prepaťovej ochrany výkonových polovodičových súčiastok (obr. 2} na anody výkonových polovodičových súčiastok 1 sú připojené katódy diod 2 prepaťovej ochrany. Anody diód 2 sú spojené cez nabíjací odpor 3 s jedným vývodom vybíjacieho odporu 5 a akumulačného kondenzátora 4.

Druhé vývody akumulačného kondenzátora 4 a vybíjacieho odporu 5 sú připojené ku katódam výkonových polovodičových súčiastok 1. Ku akumulačnému kondenzátoru 4 a vybíjaciemu odporu 5 je paralelné připojený obvod 6 na snímanie napatia.

V príkladnom zapojení prepaťovej ochrany výkonových polovodičových súčiastok (obr. 3) pozostáva striedač prúdu z anódovej skupiny tyristorov Γ anodami připojených na svorku +L. Na ich katódy sú připojené anody diód 9 a komutačně kondenzátory 11. S katodami diód 9 sú spojené anody diód 10, pričom ich katódy sú spojené s vývodmi komutačných kondenzátorov 7 a anodami katódovej skupiny tyristorov 8. Katody tyristorov 8 sú spojené so svorkou —L. Svorky U, V, W pre pripojenie záťaže striedača prúdu sú vyvedené zo spojení katod diód 9 s anodami diód 10.

Anody, resp. katódy diód 2 prepaťovej ochrany sú připojené na katódy anódovej skupiny tyristorov Γ, připadne na anody katódovej skupiny tyristorov 8. Katódy, připadne anody diód 2 sú cez nabíjací odpor 3 spojené s jedným vývodom akumulačného kondenzátora 4 a s jedným vývodom vybíjacieho odporu 5. Druhé vývody akumulačného kondenzátora 4 a vybíjacieho odporu sú spojené s anodami tyristorov Γ anódovej skupiny, připadne s katodami tyristorov 8 katódovej skupiny.

V príkladnom zapojení striedača napatia s autotransformátorovou komutáciou doplněnou o zapojenie prepaťovej ochrany (obr. 4j, striedača napatia pozostáva z anódovej skupiny tyristora Γ připojených na svorku +L. Katódy skupiny tyristorov Γ sú spojené s jedným vývodom autotransformátorov 30, pričom na ich druhé vývody sú připojené anody katódovej skupiny tyristorov 8, ktorých katódy sú spojené so svorkou —L. Na středné vývody autotransformátorov 30 sú připojené spoločné body dvojíc komutačných kondenzátorov 12 a 15, 13 a 18, 14 a 17. Krajné vývody komutačných kondenzátorov 12, 13, 14 sú spojené so svorkou +L a komutačných kondenzátorov 15, 16, 17 so svorkou —L. Medzi středné vývody autotransformátorov 30 a svorkou +L, připadne —L sú zapojené spatné diódy 24, 25, 28, připadne diódy 27, 28, 29, pričom so svorkou +L sú spojené katódy diód 24, 25, 26 a so svorkou —L sú spojené anódy diód 27, 28, 29. Na katódy anódovej skupiny tyristorov Γ, připadne anódy katódovej skupiny tyristorov 8 sú připojené anódy, připadne katódy diód 2, pričom ich katódy, připadne anódy sú cez rekuperačně odpory 18, 19, 20 spojené so svorkou +L, připadne cez rekuperačně odpory 21, 22, 23 spojené so svorkou —L. Prepaťová ochrana anódovej skupiny tyristorov Γ, připadne katódovej skupiny tyristorov 8, je tvořená skupinami diód 2, ktoré sú anodami, připadne katodami připojené na katódy anódovej skupiny tyristorov Γ, připadne anódy katódovej skupiny tyristorov 8. Katódy, připadne anódy diód 2, sú spojené cez nabíjací odpor 3 s jedným vývodom akumulačného kondenzátora 4 a jedným vývodom. vybíjacieho odporu 5. Druhé vývody akumulačného kondenzátora 4 a vybíjacieho odporu 5 je spojená so svorkou +L, připadne —L.

Funkcia všetkých zapojení z obr. 1, 2, 3 a 4 je rovnaká a nasledovná: pri vypínaní výkonových polovodičových súčiastok klesá ich prúd do záporných hodnůt, až dosiahne maximálnu závernú hodnotu danú vlastnosťami výkonovej polovodičovej súčiastky a parametrami komutačných obvodov. Pri poklese prúdu z maximálnej závernej hodnoty na nulu vzniká v důsledku existencie indukčnosti v komutačnom obvode výkonovej polovodičovej súčiastke komutačně prepatie. Keď hodnota komutačného prepátia překročí okamžitú hodnotu napatia na akumulačnom kondenzátore 4, otvorí sa příslušná dioda 2 a energia indukčnosti v komutačnom obvode je převedená cez nabíjací odpor 3 do akumulačného kondenzátora 4. Akumulačný kondenzátor 4 je trvale vybíjaný vybíjacím odporom 5. Hodnota komutačného prepatia na výkonovej polovodičovej súčiastke je počas vypínacieho procesu daná súčtom napatia na nabíjacom odpore 3 a akumulačnom kondenzátore 4. Vhodnou vol'bou hodnoty nabíjacieho odporu 3 je možné podstatné ovplyvniť hodnotu komutačného prepátia na výkonovej polovodičovej súčiastke pri vypínaní.

Claims (3)

1. Zapojenie prepaťovej ochrany výkonových polovodičových súčiastok, ktoré majú rovnaký výkonový vývod připojený na spoločný potenciál, vyznačujúce sa tým, že na vzájomne nespojené výkonové vývody výkonových polovodičových súčiastok (1) sú připojené anody, připadne katody diod (2) prepáťovej ochrany, ktorých katody, připadne anody sú spojené cez nabíjací odpor (3) s jedným vývodom akumulačného kondenzáVYNÁLEZU tóra (4) a jedným vývodom vybíjacieho odporu (5), pričom druhé vývody akumulačného kondenzátora (4) a vybíjacieho odporu (5) sú spojené so vzájomne přepojenými výkonovými vývodmi výkonových polovodičových súčiastok (1).

2. Zapojenie pódia bodu 1, vyznačuje sa tým, že ku akumulačnému kondenzátoru (4) a vybíjaciemu odporu (5) je paralelné připojený snímací obvod (6) napatia.