книги из ГПНТБ / Багинский, Б. А. Импульсная техника на четырехслойных приборах учеб. пособие

выбрать

.

•

_

„

/>

b

-'Uoct

( 2 - ІІ )

Ніи

~ —г-----------?

I ftprstftt

в при использовании

достаточно м&ѳтъ;

Rat

~

3

lap ццң

: Сщ=

£

' L vпин

(2-І2)

—Ь$о(г

потери

мощности,однако в контуре L h.Cui при

. ,

, (бш + Rh )^С и,

(г -/3)

L h ± - ---- -т—~--------

могут

возникнуть

колебательные процессы.ГІри

коммутации индуктивных

маломощные тиристоры рис, 1 6 ,Запускающие импульсы подаются на

уп­

+Еа

равлявший электрод маломощного прибора1,

имеющего высокую чувствительность по управ-

Г ' г, 2£

ляющему электроду

( У.Е, ),Ток от источника

тТл

питания,протекая

через L Ht И,,Т&, R3Tt

.отпи­

рает Т4 , который в свою очередь после

вклю-

.

чения шунтирует маломощный тиристор с

пос­

стора Тг много

меньше чем

у мощного Tj , то

открывающийся Tg будет

поддерживать

управляющий

ток тиривтора

до момента его отпирания.

Расчет схемы может быть

произведен по ф—ле (2-10)

где необходимо

подставлять параметры Tg «Отметим,что оба

тиристора

доллсны выбива­

отпираний

по

цепи анода

необходимо .удовлетворить неравенстве;

Г* а.

г s

(f

s

/

d Unp )

£

-

UppM oxt ;

ü i

-

(

/ң о н с

небольшим

сопротивлением (пооядка

20 »•

1С0 см ),.пардлл'ельно которо­

му иногда

вклгчает'ся конденсатор

(10%

1CS ) rrt.

-

31 -

где Іічл ъ ЩмцѵОФя маломощных TT [А]

(If.VU'l ,КУ,і С1 ,КУй02,Дй30,

Д 23е).

Zsxr. =s в,0?+0,Знш*КІІЯ маломощных ji.T

([{|!1C2).

5.3, Метода запирания тиристоров.

Тиристорны;.;

ключ

молю

перевести из

проводящего

состояния

a

закрытое тремя способами:

1 )

уменьшением на определенное время тока инода до нѵля или

до

величины,меньшей

статического

тока выключения;

2 )

изменением на опоеделенное время полярности прило-юкпого

nun он г.рцмя (или

пшнудительноМ коммутацией );

3 )

путем подачи в упраиляісшиМ электрод импульса

запи рпйі..°го

тока определенной амплитуды и длительности.

Последний способ мокло реализовать только при использовании

запираемых

тиристоров.

Реализация первого способа в цепях постоянного

тока

но sot

быть произііедена с помощью транзисторного ключи.Гіозмоінне вариан­

ты

транзисторной

коммутации показаны на

рас.

ІУ.З базов'-м

пень

тра-

J M

L

г

Vе•

Вход

Рис.19.

г

р<

вход ■ <а

Ъ

=

Г

нэистора Т подается и.ѵ.пул: с длительность

вершины которого

доя діа

удовлетворять условию

t $ й

tsuxn

• £ схеме

а )

входной импульс пе­

реводит транзистор Т в состояние отсечки,и для выключения тир :с-

тора

необходимо

обеспечить

выполнение неравенства

I

о ^

1 Зыкл Пи/І

где /ко - обратных ток коллекторного подхода

тракам стопа

Т. Если

используются тиристоры ,у которых ■рок Івиал

не

ограничен

снизу,

то

в

схему

следует ввести дополнительный

маломощный

источник Е0

(пунктир) на рис, 13 а

) .При

этом

необходимо

выбрать

£<,■>• IaSp'Rn

;

8 схеме

р и с .19 б

входной импульс

переводит

транзистор Т в

открытое

состояние,и выключение тиристора мо-:кно гарантировать при выполне­

нии условия І/хзопр^и$ымши

Если выполнение

неравенства

(2-16 )

затруднено,то в схему следует ввести кремниевый

диод д

(на

рис.

19

ö

ключ К дол леи находиться в

положении -2

) иле подключить кол­

лектор

транзистора к

обцед

точке двух аьодных резисторов

ри с.19 в.

- 32

-

Использование транзисторного ключа для коммутации тиристоров

накладывает дополнительные ограничения на величину переключаемой

мощности,но по сравнению с применением коммутирующих реактивных

элементов имеет то преимущество,что позволяет повысить быстро­

действие схем,максимально приблизив его к времени £&шл»ест

t<p

и

t c « Ьешп

>

где Z-tp и

с с

- длительность фронта и среза входного импульса

соответственно.Однако,в случае

выключения диодных тиристоров,

!

прямого напряжения на ДТ примерно

равной 18/мсен

.Вследствие

этого частотные преимущества схем

с коммутирующим -транзисторным

тору подключается источник энергии,обеспечивабщий протекание об*

j

ратного тока, прерывающего прямой.Во-многих случаях принудителъ-

j

на я коммутация более предпочителька,тан как при этом время восс-

|

тановленмуправляемости тиристора меньше.В качестве накопителей

|

энергии для коммутации исгтолъэуются обычно конденсаторы в соче-

і

тании с индуктивностью,при которых возникает колебательны й ^ -

контур.Выключение о помощью последовательногоL С — контура широ­

ко используется в схемах мощных импульсных генераторов.Основное-

преимущество способа заключается в простоте коммутирѵющих цепей,

не содержащих дополнительных активных элементов,рис.20.

Р ис. 2 0 .

Для выключения тиристора с помощью LC

контура

приR* f y ^ n p e z -

де всего необходимо,чтобы конденсатор

разряжался

рис.20 а ,б ,и л и '

заряжался ри с,20 в по

колебательному закону и при этом выполня­

лось условие

7

£

( 2 - 7 7 )

/?

+ /?!

зэ

где /{

- значение п е г ого отрицательного экстремума переменной

рузки,В

схеме,рис, 2 0 ,а.после

отпирания тиристоца

ТТ и изменения

направления

тока

.протекающего чеос-э индуктивность контура,отк­

рывается диод Д.К тиристору ТТ а точение

в р е м е н и ( п о к а открыт

диод Д и

ток

контура-

С

-/?;•» L - Д презыоает т ок, ра иннй- ~ - 7г )ири-

кладыэается

обратное

напряжение.Если

V + R ,

,

Тк

.

у

1

‘

^ - б :

{ г - i s )

# + ßl '

колебаний контура,и ус­

Т0 a I,

- —д

>где 'я - период собственных

ловие

выключения

тиристора ГГ можно записать в виде

?*■

>•

2 V fм л

(S->9)

Согласно

(2-19) для

схемы рис, 20а имеем:

tö>inn '

\

'p r k , ;

(2 - 20)

Ъ0ы*п•Aj

Важно

отметитЬ^что

г - я

-J

на рис,20а ,

кеммутирувиы’ю цепь .показанную

пульсов длительностью

І-ч ^ t s :.Kn

.В формирователях мощных ко­

ротких'импульсов можно с успехом применять цепи выключения,по­

казанные на рис, 20 б ,в

,но при атом расчет цепей следует прово­

дить

разделяя

процесс

выключения тиристора на два этапа.Длитель­

ность

первого

этапа

.-Гр ,т . е. длительность протекания

обратно­

го тока через

тиристор,составляет меньшую часть

времениІ-(ынп >

Чуетъ

условие

(2-1? ^необходимое для

выключения

тиристора

н схе­

мах б и в ^ , выполнено,Тогда в некоторый момент

времени t t

, пос­

лю

н момент времени 'tt

^ ( ,+ is„crcEp тиристор

практически

разомк­

нет

цепь нагрузки.С момента

конденсатор

(,’ будет перезаряжать­

ся

по экспоненциальному

закону

с постоянной

времени RC и

начнет­

dLinp

/ t

Б Unp

I

d t

І

7 п

ш ;

■jTj?

I

с Д .-!" да Гі'иРис'Г0Р опирается,напряжение конденса-

1-гч([

Полярность приложенного напряжения такова,

- Е

___ сТрі

чт0 сердечник быстро

выходит

иэ

состояния

насыщения. На интервале

времени t,

- t t через

тиристор протекает ток нагрузки и ток раз-

ряда

конденсатора. Напря кекие ,прило женное к

а.

оомотке _С,г .вызывает перемагничивалие сер­

дечника,и по истечении определенного време­

%

Г

ни

сердечник достигает

состояния

отрицатель­

r~

ного насыщения.Индуктивность Le резко умень­

Og

t

шается и происходит быстрый колебательный

jL.

процесс перезаряда конденсатора

(интервал

£ г

После того.как ток перезаряда дос­

V,

1

-öi-

тигает амплитудного значения,он начинает

уменьшаться и полярность напряжения на об­

L.1

Ц Г

мотке

IL i

изменяется, В момент t 3

сердеч­

Ркс.23.

ник вновь становится ненасыщенным,его индук-

тивность

резко

возрастает,и дальнейший за ­

ряд

конденсатора протекает

медленнее

(интервал

- £ /,). В течение

времени перемагничивашя'

напряжение

на зай м ах

реактора

сохраня­

ется

примерно

неизменным,а

затем в момент

происходит

насыщение

лярностью, обратной

показанной на рис.2 3 ,подключен непосредственно

к тиристору через

насыщенную индуктивность Ьг . Если обратныя ток

практике можно выбрать индуктивность Z,2

таким

образом,чтобы сос­

тояние "отрицательного" насыщения сердечника не достигалось.В

этом случае всплеск анодного

тока на интервале

~t-i отсутствует.

В тиристорных импульсных

генераторах

очень

широко использует­

ся

с

помощью вспомогательного

тиристора. Простейшая и наиболее

распространенная схема показана на рис, 2°4» Она часто

используется '

и для

запирания ДТ.Пусть ТТ4

открыт в течение

времени t i - (исход­

ное

состояние

схемы },а вспомогательный тиристор

TTg

открывается

на

время

.После отпирания тиристораГГг изменение

потенциала

анода

тиристора Tty мочено записать в виде:

Veftil

ic'dt + Пост

;

{2-24)

где I7c(t,l- напряжение на конденсаторе С к моменту i t

, t t. - ток

“ °+ перезаряда конденсатора С через

тиристор TTg„

ряжения питания Е,то

t,

*

th (tJ ~ -(E -ttc tr) ■+J r fia 'd t

(2-25)

-

ток

перезаряда

^ C

n

С через

где to

конденсатора

резистор R

к

тиристор

ТТу. Легко показать,что

и я

<сг» ас

(г-26)

йэ соотношений 2 -24,2 -25,2 -26 имеем

У, (І) « -£ > 2th<T >-г(Е-им )£ '%

(з-1?)

Выключение тиристора ыояно гарантировать, если

и при

этом

% (* * * ,! & о ,

(2 - 28)

скорость нарастания

прямого иапря-

. женил

на

приборе удовлетворяет

условию

Р ш м .

Itt&KC

В случае активной

нагрузки

t

( 2 - 2 9 )

и

e

_

2

E “f~ bJc(tt) Ы oar

-

/ у Ѵ ^ Г /

где Т , = # « ’£ .

виду

/

-

т - и ^ г Н і

- е “ *,/g *;

^

.

tc

-

^

--------------------- 1

и - щ

выключения тиристора TTj. и

схеме рис, 24необходимо иметь:

_ «_ ________ І-’врікп

■

\

(З ^Зі)

€ ~ ■*> О .» £ - ІЗоСТ

Т,

R»tr>2-

'(1 -

е ' ч Ц

ны

d ^ j ^ t

в

точке 'Ьй , где t

a - момент

прохождения потенциала 5",

через

нуль

с

положительной

производной.Определив из

уравнения

2-27 с учетом

равенства 2

-30

величину

a ^ /r ji

при

І = t„bполучим,

что

dUip/jj.

не превышает

значенияЕ

«Тогда согласно неравенст­

в а

-Je

для

гарантированного

выключения

тиристора ТТі с помощью п а ­

печить

.

с > ~сhttps://studfile.net/~7Г/т—7— >------

(*-■»;

■Р/

(dUbp/rft / маис

Из двух условий £ -31,2-32 последнее

цо кет оказаться

определяющим

при выборе

емкости

конденсатора С в

случаях расчета

быстродейст»

(tgnim

- 37

-

^ W c f t

вуззщих

мало)

и чу-

ительннх к

достаточно высо­

ковольтных схем на

тприст- .

■•. Заметим,что для тиристоров

типа КБ

102

величина

<P’ ^ / d t

)исшс -ь-

I

І/мчсеи> Выключение

и помощью вспомо­

гательного тиристора и LC контура широко используется п силовой

импульсной технике

(п регуляторах напряжения,импульсных стабилиза­

торах и

преобразователях ).Одна из

подобных схем

показана

на рис.25»

Г Гл'

Здесь

TTj

~ тиристор,через

который

прохо­

дит полным ток нагрупки;ТТя

-

вспомогатель­

+ £

а

/

S

ный тиристор,служащий для управления про­

О— г

- №

цессом

коммутации

тока тиристора ТТ* ,Д ,-

с JL^

диод

в

цепи контура коммутации,служащий

+

(-)

для пр.-рнванил колебательного

разряда кон­

«/

------

Лг

£н.

денсатора

С. La-

индуктивность

в колебатель­

•&' і в

ном контуре;С - коммутирующий

конденсатор;

—j^-^yWvs.

■J

AÄда од, шунти руюда і$ нагрузку

(данный диод

необходим при индуктивном характере нагруз­

ки для замыкании нагрузочного тока после

выключения ключа)«При пуске схсш необхо-

-Е

дш.:о подать первоначально отпирающий им­

Рис. Л5.

пульс

на ТТо . Di ристор откроется и

коммути­

рующий конденсатор начнет зарлкаться от ис­

точника

питания.Б

конце

процесса заряда кон­

импульс»После

отпиранил

ТТ£ ток,протекающий через него,практичес­

ки мгновенно

станет равные -току нагрузки,а ток

тиристора

ТТ4умень­

ш а л до нуля.При стом в

результате начаишеі'ося

процесса

разряда

Напряжение,fro

обратное напряжение ускоряет восстановление запи­

рающей способности тиристора,:: если продолжительность интервала

времени

&t =

tig - t j

достаточно велика,то тирис-іор ITj восстано­

вит аадаражую

способность,В

интервале времени bt, -

£ s происходит

процесс

варлиа

конденсатора

до напряжения источника

питания.

. -

С а TtfHQKC " tZ ö tC T

öo

(2-33)

где Іи папе-

максимальный

ток нагрузки;

ts tu ti-

максимально

возможное время восстановления;

резонансная частота;

!

Суиіествущие схемы клея:ей с емкостной коммутацией,в том чис-

j

ле и наиболее перспективные,обладают

целым рядом недостатков;

[

увеличенное число тиристоров, потери

анергии при "холостом11 зар я -

!

Де комг.'угируіацем емкости,существенное изменение ареаенп перезаря-

і

да коммутирующего конденсатора при широком каыенешгл нагрузки (а

;

следовательно, и изменю времени предоставляемого для восетакоэ-

і

дексаторной коммутацией имеют значительный вес м нязхув надежность ■

при работе на повышенной частоте. Указанные недостатки устраняют- .

;

ся при применении отдельного источника коммутирующего напряжения

}

же при использовании

коммутации с поиопъы дололнктельно го

транс-

|

форматора,включенного последовательно с

тилк:стсро?п,рис.27 .При о т -

‘

пкраіпш тирнитора TT рис. 26 ток течет через

.

нагрузку ßf» .Чтобы запереть тиристор на сазу . ■

транзистора ПТ подается

отпирающій іш іульс.В

і

результате вспомогательный источник В£ подк-

j'

лютаѳтся іс тиристору к

при выполнения

условия

•

' •

•

<*-**>

.

Д

Р и С •?6

запирает его. 8 данной сдаче транзистор долйен

,

выдерживать напряжение Е,+ Бг ,іг также проискать

импульсный ток

Д

должна пропускать ток нагрузка при малом паде-

с— ~в

иии напряжения по сравнена? с величиной питав-

£___-TL«-'- щвго напряжения.5Соцда отпирается тиристор,ток *

течет через нагрузку.Для затирания н катоду ти­

ристора через трансфокатор прикладывается по-

R

лолнтелыкй кыпульс от внешнего импульсного ге -

- о

' ■

Р и с 2 7