CS236571B1

CS236571B1 - a device for frequency compensation of a voltage-controlled semiconductor switch

Info

Publication number: CS236571B1
Application number: CS837022A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Widerlechner; Josef Milota
Original assignee: Jaroslav Widerlechner; Josef Milota
Priority date: 1983-09-27
Filing date: 1983-09-27
Publication date: 1985-05-15
Also published as: CS702283A1

Abstract

Řešení se týká zařízení pro frekvenční kompenzaci polovodičového spínače řiditelného napětím, složeného z napěťově závislých prvků, transformátoru, záporníků, diody, Zenerovy diody a řiditelného polovodičového spínacího prvku, zapojených tak, že mezi první vstupní svorkou a druhou vstupní svorkou polovodičového spínače řiditelného napětím jsou dvě paralelní větve, každá z nich je vytvořena sériovým spojením napěťově závislého prvku a odporníku a mezi nimi je zapojen transformátor. Podstata řešení spočívá v tom, že mezi první vstupní svorku a konec primárního vinutí transformátoru je zapojen první kondenzátor a mezi druhou vstupní svorku a začátek primárního vinutí transformátoru je zapojen druhý kondenzátor. Řešení lze využít v oboru polovodičové spínací techniky.The solution relates to a device for frequency compensation of a voltage-controlled semiconductor switch, consisting of voltage-dependent elements, a transformer, negative resistors, a diode, a Zener diode and a controllable semiconductor switching element, connected in such a way that between the first input terminal and the second input terminal of the voltage-controlled semiconductor switch there are two parallel branches, each of which is formed by a series connection of a voltage-dependent element and a resistor, and a transformer is connected between them. The essence of the solution lies in the fact that a first capacitor is connected between the first input terminal and the end of the primary winding of the transformer, and a second capacitor is connected between the second input terminal and the beginning of the primary winding of the transformer. The solution can be used in the field of semiconductor switching technology.

Description

Vynález se týká zařízení pro frekvenční kompenzaci polovodičového spínače řiditelného napětím.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a voltage-controllable frequency compensation device for frequency compensation.

Dosud známá zařízení pro frekvenční kompenzaci polovodičového spínače řiditelného napětím používá převážně tyristorových spínačů a varistorů. Je známo zařízení podle čs. A 0 č. 225 925 s napěťově závislými prvky.Previously known devices for frequency compensation of voltage-controlled semiconductor switches use predominantly thyristor switches and varistors. It is known device according to MS. A 0 No. 225 925 with voltage-dependent elements.

Skutečné součásti užité v tomto zapojení, např. ZnO varistory, mají vlastní kapacitu řádu stovek pikofaradů, která se může v některých případech projevit parasitní. Nabíjecí proud této vlastní kapacity napěťově závislých prvků způsobený rychlými změnami vstupního napětí protéká primárním vinutím transformátoru a může způsobit nežádoucí sepnutí řiditelného polovodičového spínacího prvku a tedy falešnou funkci polovodičového spínače řiditelného napětím.The actual components used in this circuit, such as ZnO varistors, have an inherent capacity of hundreds of picofarads, which in some cases may be parasitic. The charge current of this intrinsic capacity of the voltage-dependent elements caused by rapid changes in the input voltage flows through the primary winding of the transformer and can cause undesired switching of the controllable semiconductor switching element and thus a false function of the voltage-controllable semiconductor switch.

Vynález se týká zařízení pro frekvenční kompenzaci polovodičového spínače řiditelného napětím, u kterého mezi první vstupní svorku a druhou vstupní svorku polovodičového spínače řiditelného napětím jsou dvě paralelní větve. .BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for frequency compensation of a voltage-controllable semiconductor switch, wherein there are two parallel branches between the first input terminal and the second input terminal of the voltage-controlled semiconductor switch. .

První větev je tvořena sériovým spojením nejméně jednoho prvního napěťově závislého prvku, jehož jeden konec je zapojen na první vstupní svorku polovodičového spínače řiditelného napětím a druhý na začátek primárního vinutí transformátoru, kam je připojen rovněž první konec prvního odporníku, jehož druhý konec je připojen na druhou vstupní svorku polovodičového spínače řiditelného napětím.The first branch consists of a series connection of at least one first voltage-dependent element, one end of which is connected to the first input terminal of the voltage-controllable semiconductor switch and the other to the start of the transformer primary winding. voltage-controllable semiconductor switch input terminal.

Druhá větev je tvořena sériovým spojením nejméně jednoho druhého napěťově závislého prvku zapojeného jedním koncem na druhou vstupní svorku polovodičového spínače řiditelného napětím a druhým na konec primárního vinutí transformátoru, kam je připojen druhý konec druhého odporníku, jehož první konec je zapojen na první vstupní svorku polovodičového spínače řiditelného napětím.The second branch consists of a series connection of at least one second voltage-dependent element connected one end to the second input terminal of the voltage-controllable semiconductor switch and the other to the transformer primary winding end where the second end of the second resistor is connected. voltage controllable.

Začátek sekundárního vinutí transformátoru je zapojen na anodu diody, jejíž katoda je zapojena jednak na první konec třetího odporníku a jednak na katodu Zenerovy diody, jejíž anoda je připojena na konec sekundárního vinutí transformátoru a druhým koncem čtvrtého odporu je připojena ke druhé vstupní elektrodě řiditelného polovodičového spínacího prvku, jehož druhá výstupní elektroda je druhou výstupní svorkou polovodičového spínače řiditelného napětím.The start of the secondary transformer winding is connected to the anode of the diode whose cathode is connected both to the first end of the third resistor and to the cathode of the Zener diode whose anode is connected to the end of the secondary winding of the transformer and the other end of the fourth resistor is connected to the second input electrode of controllable semiconductor switching the second output electrode being the second output terminal of the voltage-controllable semiconductor switch.

Druhý konec třetího odporníku spojený s prvním koncem čtvrtého odporníku je připojen na první vstupní elektrodu řiditelného polovodičového spínacího prvku, jehož první výstupní elektroda je první výstupní svorkou polovodičového spínače řiditelného napětím,The second end of the third resistor connected to the first end of the fourth resistor is connected to the first input electrode of the controllable semiconductor switching element, the first output electrode of which is the first output terminal of the voltage-controllable semiconductor switch,

Podstata vynálezu spočívá v tom, že mezi první vstupní svorku polovodičového spínače řiditelného napětím a konec primárního vinutí transformátoru je zapojen první kondenzátor a mezi druhou vstupní svorku a začátek primárního vinutí transformátoru je zapojen druhý kondenzátor.SUMMARY OF THE INVENTION The first capacitor is connected between the first input terminal of the voltage-controlled semiconductor switch and the end of the primary winding of the transformer and a second capacitor is connected between the second input terminal and the start of the primary transformer winding.

Hlavní výhodou zařízení pro frekvenční kompenzaci polovodičového spínače řiditelného napětím je jeho jednoduchost, malý počet elektronických součástek, možnost realizace z dostupných součástek.The main advantage of the device for frequency compensation of voltage-controlled semiconductor switch is its simplicity, small number of electronic components, possibility of realization from available components.

Další výhodou je prokazatelná efektivnost vynálezu a snadná údržba. Praktické provedení zařízení pro frekvenční kompenzaci polovodičového spínače řiditelného napětím podle vynálezu je na obrázku přiloženého výkresu.Another advantage is the proven effectiveness of the invention and easy maintenance. A practical embodiment of the voltage compensation semiconductor switch for frequency control of the present invention is shown in the accompanying drawing.

Mezi první vstupní svorkou 1 polovodičového spínače řiditelného napětím a druhou vstupní svorkou 2 polovodičového spínače řiditelného napětím jsou dvě paralelní větve. První větev je tvořena sériovým spojením prvního napětově závislého prvku 3, jehož jeden konec je zapojen na první vstupní svorku 2 polovodičového spínače řiditelného napětím a druhý na začátek primárního vinutí transformátoru 4.There are two parallel branches between the first input terminal 1 of the voltage-controlled semiconductor switch and the second input terminal 2 of the voltage-controlled semiconductor switch. The first branch consists of a series connection of the first voltage-dependent element 3, one end of which is connected to the first input terminal 2 of the voltage-controllable semiconductor switch and the other to the start of the primary winding of the transformer 4.

Tam je rovněž připojen konec prvního odporníku 5_, jehož druhý konec je připojen na druhou vstupní svorku 2 polovodičového spínače řiditelného napětím. Druhá větev je tvořena sériovým spojením druhého napětově závislého prvku £ zapojeného jedním koncem na druhou vstupní svorku 2 polovodičového spínače řiditelného napětím a druhým na konec primárního vinutí transformátoru 4.There is also connected the end of the first resistor 5, the other end of which is connected to the second input terminal 2 of the voltage-controllable semiconductor switch. The second branch consists of a series connection of a second voltage-dependent element 5 connected one end to the other input terminal 2 of the voltage-controllable semiconductor switch and the other to the end of the primary winding of the transformer 4.

Tam je připojen druhý konec druhého odporníku J7, jehož jeden konec je zapojen na první vstupní svorku 1 polovodičového spínače řiditelného napětím. Začátek sekundárního vinutí transformátoru je zapojen na anodu diody 2» jejíž katoda je zapojena jednak na první konec třetího odporníku 2 ^a jednak na katodu Zenerovy diody 14., jejíž anoda je připojena na konec sekundárního vinutí transformátoru £ a druhým koncem čtvrtého odporu 13 je připojena ke druhé vstupní elektrodě řiditelného polovodičového spínacího prvku 10, jehož druhá výstupní elektroda je druhou výstupní svorkou 12 polovodičového spínače řiditelného napětím.There is connected the other end of the second resistor 17, one end of which is connected to the first input terminal 1 of the voltage-controllable semiconductor switch. The start of the secondary winding of the transformer is connected to the anode of the diode 2, the cathode of which is connected both to the first end of the third resistor 2 ^and to the cathode of the Zener diode 14, the anode of which is connected to a second input electrode of the controllable semiconductor switch element 10, the second output electrode of which is the second output terminal 12 of the voltage-controllable semiconductor switch.

Druhý konec třetího odporníku 9 spojený s prvním koncem čtvrtého odporníku 13 je připojen na první vstupní elektrodu řiditelného polovodičového spínacího prvku 10, jehož první výstupní elektroda je první výstupní svorkou 11 polovodičového spínače řiditelného napětím.The second end of the third resistor 9 connected to the first end of the fourth resistor 13 is connected to the first input electrode of the controllable semiconductor switch element 10, the first output electrode of which is the first output terminal 11 of the voltage-controllable semiconductor switch.

Mezi první vstupní svorku 1 polovodičového spínače řiditelného napětím a konec primárního vinutí transformátoru £ je zapojen první kondenzátor 15. Mezi druhou vstupní svorku 2 a začátek primárního vinutí transformátoru' 2 3^e zapojen druhý kondenzátor 16.Between the first input terminal of the controllable semiconductor switch 1 and an end voltage of the primary winding of the transformer is connected £ first capacitor between the 15th second input terminal 2 and the beginning of the primary winding of the transformer '2 ³ and the second capacitor connected 16th

Činnost zařízení pro frekvenční kompenzace polovodičového spínače řiditelného napětím podle vynálezu je následující. Je-li na vstupní svorky 2 ^a 2 P°l°^v°ůfčového spínače řiditelného napětím přivedeno napětí, pak kladné derivace střídavé složky tohoto napětí přivedeného na svorku 1 polovodičového spínače řiditelného napětím, způsobí průchod proudu vlastními kapacitami napětově závislých prvků 2 ^a 2*The operation of the voltage compensation frequency-controlled semiconductor switch of the present invention is as follows. When the input terminals 2 ^and 2 P ° l ° ⁱⁿ ° ůfčového switches controllable voltage applied voltage, the positive derivative of the alternating component of the voltage applied to terminal 1 of the semiconductor switches controllable voltage, causes current to flow own capacities of voltage dependent elements 2 ^and 2 *

Tento kapacitní proud by protékal primárním vinutím transformátoru' 2 jeho začátku k jeho konci stejným směrem jako proud funkční při řádném působení, kdy vstupní napětí dosáhne prahové hodnoty, a způsobil by tedy falešné sepnutí polovodičového spínacího prvku 10.This capacitive current would flow through the primary winding of the transformer 12 at its beginning to its end in the same direction as the functional current under proper operation when the input voltage reaches a threshold, causing a false switching of the semiconductor switching element 10.

Současně však protéká kondenzátory 15 a 1£ kapacitní proud, který je vhodnou volbou Velikosti kapacit těchto kondenzátorů stejné velikosti jako proud tekoucí vlastními kapacitami napětově závislých prvků 3 a 6 avšak v primárním vinuti transformátoru 4 má smysl opačný.At the same time, however, a capacitance current flows through the capacitors 15 and 16, which is a suitable choice of capacitance sizes of these capacitors of the same magnitude as the current flowing through the capacitance of the voltage-dependent elements 3 and 6.

Výsledný proud primárním vinutím transformátoru 2 vyvolaný derivací střídavé složky vstupního napětí je pak potlačen na hodnotu blízkou nule a nemůže pak dojít k falešnému sepnutí řiditelného polovodičového spínacího prvku 10 a tím nežádoucí funkci polovodičového spínače řiditelného napětím.The resulting current of the primary winding of the transformer 2 induced by the derivation of the AC component of the input voltage is then suppressed to a value close to zero and then the controllable semiconductor switching element 10 and thus the undesired function of the voltage controllable semiconductor switch can not.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Device for frequency compensation of a voltage-controllable semiconductor switch, in which there are two parallel branches between the first input terminal and the second input terminal of the voltage-controlled semiconductor switch, the first branch being a series connection of at least one first voltage-dependent element with one end connected to the first a voltage-controllable semiconductor switch input terminal and a second one at the beginning of the transformer primary winding, which also includes a first end of a first resistor, the other end of which is connected to a second voltage-controllable semiconductor switch input terminal and a second branch formed by a series connection of at least one second voltage-dependent element one end to the other input terminal of the voltage-controllable semiconductor switch and the other to the end of the transformer primary winding where the other end of the other resistor is connected, the first end of which is connected to the first input terminal of the voltage-controllable semiconductor switch, while the start of the secondary winding of the transformer is connected to the anode of the diode whose cathode is connected to the first end of the third resistor; the second output electrode is the second output terminal of the voltage-controllable semiconductor switch, the second end of the third resistor connected to the first end of the fourth resistor is connected to the first input electrode of the controllable semiconductor switching element element, the first output electrode of which is the first output terminal of the voltage-controllable semiconductor switch, characterized in that between the first input terminal (1) of the semiconductor switch iditelného end voltage and transformer primary / 4 / is connected first capacitor / 15 /, and between the second input terminal / 2 / and the beginning of the primary winding of the transformer / 4 / is connected the second capacitor / 16 /.