Brevet FR2065501A1 — publié le 19710730

La présente invention concerne des montages convertisseurs statiques à commutation forcée comprenant des thyristors qui, pour le sens de courant direct, se comportent comme les thyristors connus et, pour le sens de courant opposé, comme des diodes 5 dans le sens conducteur. les thyristors de cette sorte sont décrits dans le brevet Suisse n° 437.538 et le "brevet Allemagne Fédérale n® 1.154.872. Suivant ce brevet Allemagne Fédérale n° 1.154.872, il est également suggéré d'employer de tels thyristors dans des 10 circuits dans lesquels on utilise les redresseurs commandés courants à ce jour. Des exemples d*onduleurs généralement utilisés et comportant l'emploi de thyristors connus sont représentés sur les Figs. 1a à 3a. Un onduleur en push-pull, comme celui représenté 15 sur la Figure 1a, est par exemple, décrit, dans la revue "Brown, Boveri-Mitteilungen", fascicule 5, 6, mai-juin 1967, page 220 (voir fig. 26, page 221). les thyristors présents dans la "branche de puissance sont désignés par 1 et 2 sur la figure 1a. Des diodes 3 et 4 20 dites de rétroalimentation, branchées en antiparallèle avec ces thyristors, servent à absorber 1*énergie qui, au point d1inversion, reflue à partir de la charge raccordée au point A entre les deux thyristors 1 et 2. le système de commutation comprend les thyristors d'extinction 5 et 6 qui, ainsi qu'on le voit sur la figure 25 1a, sont accouplés avec un condensateur d'extinction et une self. Deux autres variantes sont représentées sur les figs. 2a et 3a. L'invention se propose d'établir, en partant des circuits qui viennent d'être décrits, des montages convertisseurs statiques 30 perfectionnés, dans lesquels, en particulier, le nombre des éléments semi-conducteurs présents dans la branche de puissance est réduit Suivant l'invention, ce but est atteint en ce que les éléments semi-conducteurs montés dans la branche de puissance sont exclusivement des thyristors de l'espèce définie ci-dessus et qui, 35 pour chaque trajet de conduction de courant, sont polarisés dans le sens direct, tandis que, dans le dispositif de commutation du montage convertisseur statique, on emploie des couplages série d'un thyristor de l'espèce précitée avec un second élément semi-conaucteur. 40 L'invention sera décrite ci-après en se référant aux 70 37981 2065501 Figs. 1b et 3b. Les montages représentés sur ces figures ont été constitués à partir des circuits suivant les figs. 1a à 3a, mais les thyristors connus, présents dans la branche de puissance, ont été 5 remplacés par les nouveaux thyristors H décrits ci-dessus, avec élimination des diodes de rétroalimentation et,ychacun des thyristors d'extinction, également constitués par des "thyristors H de cette sorte,et, présents dans le dispositif de commutation, on a adjoint un élément semi-conducteur branché en série avec 10 ce thyristor. Dans les exemples de réalisation suivant les figs. 1b et 2b1, cet élément en série est une diode de type connu (11, 12) tandis que, dans le circuit suivant la fig. 2b2, ce second élément est un thyristor de même type (9, 10) que le thyristor 15 d'extinction et est polarisé en opposition avec ce dernier. Il convient de noter, à titre complémentaire, que l'on avait déjà évoqué, dans le brevet Suisse n® 437.538, la possibilité de brancher en s érie 1 * élémenl? semi-conducteur commandé en question avec un second élément semi-conducteur quelconque. Les deux bran-20 ches antiparallèles (11, 9 î 12, 10 ; fig. 2b1) peuvent, compte tenu des propriétés décrites ci-dessus du thyristor H utilisé suivant l'invention, être remplacées par un couplage série de deux éléments H de cette sorte, polarisés en opposition (fig. 2b2). D'une part, les avantages de l'invention résident dans 25 la possibilité d'économiser des éléments semi-conducteurs dans la branche de puissance ; d'autre part, il résultent également du fait que les thyristors H employés suivant l'invention présentent en général un temps de déionisation notaELement plus réduit que celui des thyristors connus, Ceci permet de raccourcir 30 l'impulsion de courant d'extinction du dispositif de commutation, de sorte que l'on peut construire ce dernier à un prix moindre et réduire de façon sensible le temps mort du convertisseur statique, à commutation forcée. En outre, les nouveaux thyristors H peuvent être établis 35 pour une tension de blocage en sens direct notablement plus élevée que celle des thyristors de fréquence courants à ce jour. Ceci permet d'ouvrir aux convertisseurs statiques à commutation forcée le domaine de puissances plus élevées. Dans le cas des soupapes d'extinction 5 et 6 qui, dans 40 les montages suivant les figs. 1a et 2a, doivent aussi absorber des 70 37981 3 2065501 tensions négatives, les dispositions mentionnées plus haut permettent d'atteindre des tensions élevées, parce que les diodes à haut pouvoir de blocage peuvent être établies plus aisément que les thyristors à haut pouvoir de blocage de l'espèce classique. 70 37981 4 2065501 REVENDICATIONS 10) Montage convertisseur statique à commutation forcée comprenant des thyristors qui, pour le sens de courant direct, se comportent comme les thyristors connus et, pour le sens de courant opposé, comme des diodes dans le sens conducteur, carac-5 tériwé en ce que les éléments semi-conducteurs employés dans la branche de puissance sont exclusivement des thyristors de l'espèce définie ci-dessus et qui, pour chaque trajet de conduction de courant, sont polarisés dans le sens direct, tandis que, dans le dispositif de commutation du montage convertisseur 10 statique, on emploie des couplages série d'un thyristor de l'espèce précitée avec un second élément semi-conducteur. 2°) Montage convertisseur statique suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le second élément semi-conducteur de ehaque couplage série, dans le dispositif de commutation, est 15 constitué par un. thyristor de la même espèce que le thyristor considéré et qu'il est polarisé en opposition avec ce dernier. 3°) Montage convertisseur statique suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le second semi-conducteur de chaque couplage série, dans le dispositif de commutation, est constitué 20 par une diode polarisée dans le même sens que le thyristor considéré.