CS271918B1 - Control circuit for thyristor - Google Patents

Description

(57) Zapojeni umožňuje podstatné zvýšení odezvy na řídicí signál, čímž se om^zí spínací ztráty tyristoru,,zvýší se účinnost zařízení a přesnost spínání tyristorů. Podstatou řešení je, že výstup optoelektronického spojovacího členu (1) je spojen přes transformační člen (2) s prvním vstupem zesilovače (3), jehož výstup je propojen s řídicím vstupem tyristoru (4), kterého anoda ie spojena se vstupem odrušovacího členu (6), jehož výstup je spojen jednak přes usměrňovač (5) s druhým vstupem zesilovače (3) a jednak přes omezovač (7) napětí s katodou tyristoru (4).

O&R. 1

CS 271918 Bl

CS 271918 Bl

Vynález se týká ovládacího obvodu tyristoru sestávajícího z optoelektronického spojovacího členu, transformačního členu, zesilovače, usměrňovače, odrušovacího členu a omezovače napětí.

V současné době se pro ovládání tyristorů používají obvody, které galvanicky oddělují obvod tyristoru od vlastního řídícího systému. Tyto obvody na základě řídícího signálu systému generují spínací impulsy pro ovládání tyristorů. Jako oddělovacího členu se používá optoelektronického oddělovacího členu, který sestává z luminiscenční diody a fotocitlivého prvku, například fototransistoru. Ovládací obvody bývají napájeny nejčastěji oddělovacím transformátorem β usměrňovačem nebo přes výkonový odpor, který je připojen na druhý vstup tyristoru, za nímž následuje usměrňovač. Ovládací obvod je řešen tak, že na fotocitlivý prvek navazuje zesilovač. Nevýhodou řešení napájení s transformátorem je jeho složitost, což se projevuje zvláště u zařízení obsahujících více tyristorů, neboí pro každý tyristor je nutno realizovat ovládací obvod zvláěí. Použitím transformátoru rostou rozměry a váha zařízení a také cena a materiálová náročnost.

Je-li použit pro napájení ovládacího obvodu tyristoru výkonový odpor, dochází na něm k značné výkonové ztrátě, neboí odporem prochází veškerý napájecí proud obvodu . a je na něm téměř celý úbytek napětí silové části obvodu. Vlivem výkonových ztrát roste energetická náročnost ovládacích obvodů. Dalěí nevýhodou je zvyěování teploty obvodu vlivem výkonové ztráty, čímž rostou nároky na'konstrukční řešeni, pracnost a materiálovou náročnost. Se zvýšenou teplotou klesá životnost a spolehlivost zařízení. Nevýhodou je malá rychlost odezvy světlocitlivého prvku v optoelektronických spojovacích členech což způsobuje zpoždění spínacích pulsů a zpoždění spínání vlastních tyristorů. Malá strmost spínacích pulsů zvyšuje spínací ztráty tyristoru. Vlivem časového zpoždění optoelektronického prvku dochází k prodloužení spínacích impulsů tyristoru, roste výkonová ztráta řídicí elektrody tyristoru a narůstá velikost napájecího proudu ovládacího obvodu.

Výše uvedené nevýhody do značné míry odstraňuje ovládací obvod tyristoru podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že výstup optoelektronického spojovacího členu je spojen přes transformační člen s prvním vstupem zesilovače, jehož výstup je propojen s řídícím vstupem tyristoru, kterého anoda je spojena se vstupem odrušovacího členu, jehož výstup je spojen jednak přes usměrňovač s druhým vstupem zesilovače a jednak přes omezovač napětí s katodou tyristoru.

Výhodou zapojení je podstatné zvýSení odezvy na řídicí signál vlivem omezení vlivu kapacit světlocitlivého prvku, tím se zvýší strmost impulsů pro spínání tyristorů, čímž se omezí spínací ztráty tyristoru, zvýší se účinnost zařízení a přesnost spínání tyristorů, což se projeví zejména u frekvenčních měničů pro vyšší frekvence, šířka spínacích impulsů má požadovanou šířku, čímž se sníží výkonová ztráta tyristoru a sníží se proudová spotřeba ovládacího obvodu. Další výhodou je omezeni energetické náročnosti obvodu, zjednodušení zařízení, nižší pracnost a materiálová náročnost.

Vynález blíže objasní přiložené výkresy, kde na obr. 1 je blokové schéma zapojení ovládacího obvodu tyristoru a na obr. 2 je příklad praktického provedení.

Výstup optoelektronického spojovacího členu 1 podle obr. 1 je spojen přes transformační člen 2 s prvním vstupem zesilovače 3, jehož výstup je propojen s řídicím vstupem tyristoru 4. Druhý vstup zesilovače 3 je spojen přes usměrňovač 5 a odrušovací člen 6 s anodou tyristoru_£, jehož katoda je spojená přes omezovač 7 napětí s výstupem odrušovacího členu _6_.

Funkce zapojení podle obr. 1 je následující.

CS 271918 Bl

Při připojení napětí na tyristor 4 prochází přes odrušovací člen 6, který může být tvořen kondenzátorem s případným tlumicím odporem, proud, který způsobí úbytek napětí na omezovažl 7 napětí. Toto napětí je usměrněno usměrňovačem 5 a na prvním vstupu zesilovače_3. je napájecí napětí. Objeví-li se proudový impuls na výstupu optoelektronického spojovacího členu 1 je převeden přes transformační člen 2 na vstup zesilovače 3. Zesílený impuls je převeden na řídící vstup tyristoru j4_. Vstupní impedance transformačního členu 2 Je velmi nízká a vliv časových konstant světlocitlivého prvku 1.1 je omezen.

V příkladu praktického provedení podle obr. 2 je výstup světlocitlivého prvku

1.1 připojen na emitor prvního tranzistoru 2.1. K bázi prvního tranzistoru 2.1 je připojen první a druhý odpor 2.2 a 2.3. Kolektor prvního tranzistoru 2.1 je připojen na bázi druhého tranzistoru 3.1, jehož emitor je připojen ke katodě diody 5.1 a kondenzátoru 5,2. Anoda diody 5.1 je spojena s katodou Zenerovy diody 7.1 a současně přes odrušovací člen 6 napětí s anodou tyristoru 4, jehož katoda je spojena s anodou Zenerovy diody 7.1. Kolektor druhého tranzistoru 3.1 je připojen přes třetí odpor

3.2 na řídící vstup tyristoru 4. Anoda a katoda tyristoru 4_ je spojena s první a druhou svorkou 8.1, 8.2 zdroje napětí.

Při funkci příkladného provedení podle obr. 2 pak proud, který prochází odrušovacím členem 6 po připojení napětí na tyristor/., vytvoří na Zenerově diodě 7.1 úbytek napětí, daný Zenerovým napětím. Toto napětí nabije přes diodu 5.1 kondenzátor 5♦2, ne němž je trvalé napětí. Proudový impuls z výstupu světlocitlivého prvku 1.1 je převeden přes první tranzistor 2.1 na bázi druhého tranzistoru 3.1, který má trvalé předpětí. Tím je dosaženo konstantní napětí na světlocitlivém prvku 1,1 bez ohledu na výstupní proud. Proud je druhým tranzistorem 3.1 zesílen a omezen třetím odporem 3.2 na potřebnou velikost pro sepnutí tyristoru 4.

Ovládací obvod tyristoru je možné použít věude tam, kde se pro spínání používají tyristory, například u řízených usměrňovačů, frekvenčních měničů apod. Lze ho použít i pro řízení triaků.

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

Claims (1)

1. Ovládací obvod tyristoru sestávající z optoelektronického, spojovacího členu, transformačního členu, zesilovače, usměrňovače, odrušovacího členu a omezovače napětí, vyznačující se tím, že výstup optoelektronického spojovacího členu (1) je spojen přes transformační člen (2) s prvním vstupem zesilovače (3), jehož výstup je propojen s řídícím vstupem tyristoru (4), kterého anoda je spojena se vstupem odrušovacího členu (6), jehož výstup je spojen jednak přes usměrňovač (5) s druhým vstupem zesilovače (3) a jednak přes omezovač (7) napětí s katodou tyristoru (4)

   1 výkres

   CS 271918 Bl