SU1767641A1

SU1767641A1 - Thyristor key

Info

Publication number: SU1767641A1
Application number: SU904862655A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Федорович Валуев; Лев Яковлевич Найбергер
Priority date: 1990-08-29
Filing date: 1990-08-29
Publication date: 1992-10-07

Abstract

Сущность изобретени : при отпирании тиристора 1 через нагрузку 3 в положительный полупериод сетевого напр жени протекает ток, одновременно зар жаетс конденсатор 6. В отрицательный полупериод конденсатор разр жаетс через резистор 9 и нагрузку на управл ющий переход тиристора 2, который отпираетс и подключает нагрузку через диод 7 к сети переменного тока.1 ил.SUMMARY OF THE INVENTION: When the thyristor 1 is unlocked through the load 3, a current flows through the positive half-cycle of the mains voltage, while the capacitor 6 is charged. In the negative half-period, the capacitor discharges through the resistor 9 and the load on the control switch of the thyristor 2, which opens and connects the load through the diode 7 to AC.1 Il.

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для подачи на нагрузку переменного напряжения двумя встречно-параллельно соединенными тиристорами с подключением к сети в начале полупериода.The invention relates to electrical engineering and can be used to supply an alternating voltage to a load with two counter-parallel connected thyristors with a network connection at the beginning of the half-cycle.

Известно устройство подачи на нагрузку'переменного напряжения с помощью двух встречно-параллельно соединенных тиристоров, в котором после отпирания тиристора, подающего на нагрузку положительную полуволну напряжения, внешним сигналом, оставшийся ведомый тиристор открывается в начале отрицательного полупериода питающего напряжения током разряда конденсатора, заряженного в положительный полупериод падением напряжения на резисторе, соединенном последовательно с нагрузкой (1). Схема имеет невысокий КПД, т.к. последовательно с нагрузкой всегда включен зарядный резистор. К тому же значительная часть энергии, запасенной в конденсаторе, рассеивается в элементах схемы.A device is known for supplying an alternating voltage to a load using two counter-parallel connected thyristors, in which, after unlocking the thyristor supplying the positive half-wave voltage with an external signal, the remaining thyristor opens at the beginning of the negative half-period of the supply voltage with a capacitor discharge current charged to positive half period by a voltage drop across a resistor connected in series with the load (1). The circuit has a low efficiency, because In series with the load, the charging resistor is always on. In addition, a significant part of the energy stored in the capacitor is dissipated in the circuit elements.

Известно также аналогичное устройство (2), выбранное за прототип, в котором отпирание ведомого тиристора происходит при разряде конденсатора, подключенного через диод параллельно нагрузке. Такая схема также не обеспечивает высокого КПД, т.к. при заряде энергия рассеивается в зарядном и разрядном резисторах, а далее большая часть запасенной энергии конденсатора рассеивается в разрядном резисторе.Also known is a similar device (2), selected as a prototype, in which the unlocking of the driven thyristor occurs when a capacitor is discharged, connected through a diode in parallel with the load. This scheme also does not provide high efficiency, because when charging, the energy is dissipated in the charging and discharge resistors, and then most of the stored capacitor energy is dissipated in the discharge resistor.

Целью изобретения является повышение КПД посредством подключения конденсатора параллельно нагрузке оба полупериода, что снижает потери при заряде, а также повышает коэффициент мощности питающей сети.The aim of the invention is to increase efficiency by connecting a capacitor parallel to the load of both half-periods, which reduces charge losses, and also increases the power factor of the mains.

Указанная цель достигается тем, что в . устройстве для включения тиристора, содержащем первый и второй тиристоры, нагрузку, первый и второй выводы однофазной питающей сети переменного тока, конденсатор, диод и первый и второй резисторы. При этом к первому выводу питающей сети подсоединен одним из выводов нагрузки, оставшийся вывод нагрузки соединен с анодом первого тиристора, включающего внешним сигналом, катод первого тиристора соединен с вторым выводом питающей сети и анодом второго тиристора, вывод управляющего электрода второго тиристора соединен с первым выводов первого резистора, катод второго тиристора соединен с первым выводом конденсатора, а второй вывод конденсатора соединен с первым выводом второго ре зистора, катод диода и второй вывод первого резистора объединены и соединены с анодом первого тиристора, анод диода соединен с катодом второго тиристора, а второй вывод второго резистора соединен с первым выводом питающей сети.The specified goal is achieved by the fact that in. a device for turning on a thyristor, containing the first and second thyristors, a load, the first and second terminals of a single-phase AC mains, a capacitor, a diode, and first and second resistors. In this case, one of the load terminals is connected to the first output of the supply network, the remaining load terminal is connected to the anode of the first thyristor, including an external signal, the cathode of the first thyristor is connected to the second output of the supply network and the anode of the second thyristor, the output of the control electrode of the second thyristor is connected to the first terminals of the first the resistor, the cathode of the second thyristor is connected to the first terminal of the capacitor, and the second terminal of the capacitor is connected to the first terminal of the second resistor, the cathode of the diode and the second terminal of the first resistor are connected and connected to the anode of the first thyristor, the anode of the diode is connected to the cathode of the second thyristor, and the second terminal of the second resistor is connected to the first terminal of the supply network.

По сравнению с устройством-прототипом (2) в предлагаемом ключе конденсатор подсоединен параллельно нагрузке, что достигается изменением соединения элементов схемы и может служить доказательством соответствия критерию существенные отличия.Compared with the prototype device (2), in the proposed key, the capacitor is connected in parallel with the load, which is achieved by changing the connection of the circuit elements and can serve as evidence of significant differences to the criterion.

На чертеже представлена схема устройства,The drawing shows a diagram of a device

Устройство для включения тиристора содержит тиристор 1, включаемый внешним сигналом во время положительного полупериода, тиристор 2, нагрузку 3, первый 4 и второй 5 выводы питающей сети, конденсатор 6, диод 7 и первый 8 и второй 9 резисторы. Пр л этом катод тиристора 1 и анод тиристора 2 соединены с выводом сети 5, вывод управляющего электрода тиристора 2 соединен с первым выводом первого резистора 8, катод второго тиристора 2 соединен с анодом первого резистора 8, катод второго тиристора 2 соединен с анодом диода 7 и первым выводом конденсатора 6, второй вывод которого соединен с первым выводом второго резистора 9, второй вывод последнего соединен с выводом сети 4 и одним из выводов нагрузки 3, а оставшийся вывод нагрузки 3 соединен с анодом первого тиристора 1, катодом диода 7 и вторым выводом первого’ резистора 8.A device for turning on the thyristor contains a thyristor 1, switched on by an external signal during a positive half-cycle, a thyristor 2, a load 3, the first 4 and second 5 leads of the power supply, a capacitor 6, a diode 7, and the first 8 and second 9 resistors. For this, the cathode of thyristor 1 and the anode of thyristor 2 are connected to the output of the network 5, the output of the control electrode of thyristor 2 is connected to the first output of the first resistor 8, the cathode of the second thyristor 2 is connected to the anode of the first resistor 8, the cathode of the second thyristor 2 is connected to the anode of the diode 7 and the first terminal of the capacitor 6, the second terminal of which is connected to the first terminal of the second resistor 9, the second terminal of the latter is connected to the terminal of the network 4 and one of the terminals of the load 3, and the remaining terminal of the load 3 is connected to the anode of the first thyristor 1, the cathode of the diode 7 and the second output of the first ’resistor 8.

Схема работает следующим образом.The scheme works as follows.

При поданном на выводы сети 4 и 5 переменном напряжении и подаче внешнего отпирающего сигнала на управляющий переход тиристора 1 последний отпирается при положительном напряжении на его аноде, и нагрузка 3 подключается к сети. Одновременно заряжается конденсатор 6 по цепочке: вывод 4 сети, резистор 9, конденсатор 6, диод 7, открытый тиристор 1, вывод сети, и напряжение на этом конденсаторе практически сразу же равно напряжению сети (резистор 9 введен в схему только для ограничения коммутационных токов, сопротивление его мало, и он не оказывает заметного влияния на переходные процессы и потери энергии в схеме).When an alternating voltage is applied to the terminals of the network 4 and 5 and an external triggering signal is applied to the control transition of the thyristor 1, the latter is unlocked with a positive voltage at its anode, and load 3 is connected to the network. At the same time, capacitor 6 is charged in a chain: network output 4, resistor 9, capacitor 6, diode 7, open thyristor 1, network output, and the voltage on this capacitor is almost immediately equal to the network voltage (resistor 9 is introduced into the circuit only to limit switching currents, its resistance is small, and it does not have a noticeable effect on transients and energy losses in the circuit).

Во второй половине положительного полупериода напряжение сети уменьшается по синусоидальному закону,конденсатор начинает разряжаться, ток в нем меняет направление и протекает от его второго вывода через резистор 9, нагрузку 3, резистор 8, управляющий переход тиристора 2 к пер вому выводу конденсатора 6. В результате напряжение на конденсаторе 6 уменьшается медленнее, чем напряжение сети, равное напряжению на нагрузке, и к моменту, когда напряжение сети становится равным нулю, ток в управляющем переходе тиристора 2 сохраняется и открывает тиристор 2 в самом начале отрицательного полупериода, после чего нагрузка 3 (через диод 7) и конденсатор 6 опять подключаются к питающей сети.In the second half of the positive half-cycle, the mains voltage decreases according to a sinusoidal law, the capacitor starts to discharge, the current in it changes direction and flows from its second output through resistor 9, load 3, resistor 8, the control transition of thyristor 2 to the first output of capacitor 6. As a result the voltage across the capacitor 6 decreases more slowly than the mains voltage equal to the voltage at the load, and by the time the mains voltage becomes zero, the current in the control transition of the thyristor 2 is stored and opens Cristor 2 at the very beginning of the negative half-cycle, after which the load 3 (via diode 7) and the capacitor 6 are again connected to the mains.

Таким образом, каждое отпирание вешним сигналом тиристора 1 в положительный полупериод вызывает отпирание тиристора 2 в начале следующего отрицательного полупериода.Thus, each unlocking by an external signal of thyristor 1 in the positive half-cycle causes the thyristor 2 to unlock at the beginning of the next negative half-cycle.

Схема имеет высокий КПД, т.к. конденсатор б.заряжается практически без потерь, и энергия, запасенная в нем, лишь частично рассеивается в разрядном резисторе 8 в течение только второй половины положительного полупериода. Потери энергии в силовом диоде 7 могут в некоторых случаях превышать потери в резисторах прототипа, но только при низких значениях напряжения питающей сети, из-за чего эти потери чаще всего КПД не уменьшают. Кроме того, при использовании предлагаемого устройства для подачи на нагрузку последовательности полных периодов напряжения сети (такая задача чаще всего встречается на практике) тиристор 1 открывают в начале положительного полупериода, и конденсатор 6 оказывается подключенным параллельно нагрузке в течение трех четвертей времени каждого рабочего периода напряжения сети, повышая коэффициент ее мощности.The circuit has a high efficiency, because the capacitor is charged almost without loss, and the energy stored in it is only partially dissipated in the discharge resistor 8 during only the second half of the positive half-cycle. The energy loss in the power diode 7 can in some cases exceed the loss in the prototype resistors, but only at low voltage values of the supply network, because of which these losses most often do not reduce the efficiency. In addition, when using the proposed device for supplying to the load a sequence of full periods of the mains voltage (this problem is most often encountered in practice), the thyristor 1 is opened at the beginning of the positive half-period, and the capacitor 6 is connected in parallel with the load for three quarters of the time of each working period of the mains voltage , increasing its power factor.

Claims

Claim

A thyristor switch containing a diode and a serial RC circuit, the first terminal of which is connected to the cathode of the first thyristor, the control electrode of which is connected to the first terminal of the resistor, and the anode is used to connect to the first terminal of the AC mains and connected to the cathode of the second thyristor connected by an external signal, the anode of which is intended to be connected to the first output of the load, the second output of which is connected to the second terminal of the AC network, characterized in that, in order to increase the efficiency and power factor, and the node of the second thyristor is connected to the second terminal of the resistor and the cathode of the diode, the anode of which is connected to the first terminal of the RC circuit, the second terminal of which is designed to connect to the second terminal of the load.