Brevet FR2170125A1 — publié le 19730914

La présente invention concerne un circuit à thyristor comportant un thyristor branché en parallèle avec un diviseur de tension et avec un circuit de commande qui est branché entre une électrode d'entrée et une électrode de commande du thyristor. De tels circuits à thyristor sont utilisés dans des redresseurs à thyristors pour une tension importante, un certain nombre de thyristors, correspondant à la tension nominale du redresseur, sont branchés en série avec des diviseurs de tension de sorte que le redresseur à thyristor peut être incorporé dans un pont de redresseurs. L'énergie de commande pour le thyristor est généralement prélevée à partir de la tension existant aux bornes du thyristor, tandis que le signal de coI11- mande appliqué à l'électrode d'entrée du circuit de commande possède une énergie très faible.En tenant compte, entre autres, des dimensions des composants du circuit de commande, et en tenant compte aussi de l'économie générale, il est souhaitable d'économiser l'énergie de commande, et la présente invention se propose de réaliser un circuit de commande pour un thyristor qui nécessite une énergie faible. Le circuit de commande suivant la présente invention est basé sur l'utilisation de moyens d'emmagasinage d'énergie chargés à partir de la tension existant aux bornes du thyristor, et, suivant la présente invention, l'énergie est prélevée par parties à partir de ces moyens pour Entre appliquée sur l'électrode de commande du thyristor. Ceci est réalisé au moyen d'un dispositif de commutation et les différents composants sont dimensionnés de façon que, pour chaque allumage du thyristor, l'électrode de commande reçoive Juste la quantité d'énergie Jugée nécessaire, avec une sécurité raisonnable, pour l'amorçage du thyristor. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de deux formes de réalisation particulières données à titre d'exemple et représentées au dessin annexé dans lequel La figure I représente un circuit à thyristor suivant la présente invention. La figure 2 représente une variante d'une partie du circuit représenté dans la figure 1. Le circuit de la figure 1 comporte un thyristor 1 associé à un diviseur de tension principal, constitué par une résistance 2 et un condensateur 3, et à un diviseur de tension auxiliaire, constitué par une résistance 4 et une diode Zener 5. La fonction du diviseur de tension principal consiste à assurer une distribution uniforme de la tension aux --bornes des thyristors dans le cas où plusieurs thyristors sont branchés en série, tandis que le diviseur de tension auxiliaire est destiné au contrble du circuit de commande des thyristors individuels. Ces diviseurs de tension peuvent être combinés en un diviseur unique qui est muni de prises appropriées pour le circuit de commande. Le circuit de commande comporte une électrode d'entrée 6 et des moyens d'emmagasinage d'énergie se présentant sous la forme d'un condensateur 7 qui, par l'intermédiaire d'un dispositif de commutation constitué par des transistors 8, 9, 10, peut titre relié alternativement à la tension aux bornes du thyristor et à l'électrode de commande du thyristor. Le dispositif de commutation est contrôlé par un signal appliqué sur l'électrode de commande 6, par l'intermédiaire d'un étage amplificateur constitué par des transistors 11-13 et une diode 14, cet amplificateur étant réalisé comme une porte ET dont le fonctionnement dépend aussi, en plus du signal d'entrée appliqué sur l'électrode 6, de la polarité de la tension aux bornes du thyristor 1. Le circuit de commande fonctionne de la façon suivante. Tant qu'aucun signal de commande ntest transmis à l'électrode 6, un faible courant traverse la résistance 15, la diode 14 et la résistance 16, et étant donné la chute de tension aux bornes de la diode 14, la base du transistor il est à un potentiel plus faible que l'émetteur, de sorte que le transistor est bloqué. Si la tension aux bornes du thyristor I est nulle ou négative, le transistor 13 est aussi bloqué. L'application d'un signal de commande sur l'électrode 6 n'a par conséquent aucune influence tant que la tension aux bornes du thyristor n'est pas positive. Cependant, meme une faible tension appliquée aux bornes du thyristor 1 fait réagir légèrement le transistor 13. Lorsqu'un signal est transmis à l'entrée 6, la tension de collecteur du transistor Il décroît. De cette façon, le transistor 12 réagit de façon que sa tension de collecteur augmente, ce qui influence le transistor 13, par l'intermédiaire de la résistance 17, ce transistor devenant plus conducteur. Grâce à cette liaison de réaction, meme une faible tension aux bornes du thyristor 1 donne naissance à un processus cumulatif de sorte qu'un signal d'entrée sur l'électrode 6 rend le transistor 12 conducteur et fait diminuer sa tension d'émetteur. Le transistor 15 est branché de façon appropriée en parallèle avec un condensateur, afin d'éviter que des variations de tension rapides aux bornes du thyristor ne rendent le transistor Il conducteur par suite des capacités existant dans ce dit transistor et dans les transistors 12 et 13. Tant que le transistor 12 est bloqué, le transistor 8 reçoit un courant de commande, par I'intermédiaire des résistances 18, 19, le condensateur 7 étant chargé par le diviseur de tension 4, 5, par l'intermédiaire de la diode 21, de la résistance 20 et du transistor 8. Lorsque le transistor 12 devient conducteur, sa tension d'émetteur décroSt, le transistor 8 est bloqué et le transistor 10 reçoit un courant de commande par 1'intermédiaire du transistor 12, le transistor 9 recevant ainsi un courant de commande par l'intermédiaire du transistor 10. De cette façon, le condensateur 7 se décharge, par l'intermédiaire du transistor 9 et de la diode 22, dans l'électrode de commande du thyristor 1 qui devient conducteur. Durant ce processus, le transistor 8 est bloqué de sorte que l'impulsion de commande appliquée au thyristor 1 ne fournit pas plus d'énergie que ce qui est prévu lors du dimensionnement du condensateur 7 et des résistances 4, 5 et 20. Le principe d'une telle décharge d'énergie de commande en quantité faible peut encore hêtre développé, comme il apparat dans la figure 2 représentant une partie du circuit de contrôle de la figure 1, le condensateur 7 étant associé à un autre condensateur 23 qui est choisi de façon appropriée pour que sa capacité soit légèrement supérieure à celle du condensateur 7 et serve ainsi de moyens d'emmagasinage d'énergie appropriés. Le condensateur 23 reste en permanence relié au diviseur de tension 4, 5, par l'intermédiaire de la diode 25 et de la résistance 24 qui doit etre relativement importante pour éviter que le condensateur 23 de valeur relativement importante court-circuite toutes les variations de tension aux bornes du thyristor 1. Tant que le transistor 12 est bloqué, c'est-à-dire qu'aucun signal d'entrée n'est transmis sur l'électrode 6, le condensateur 7 est relié, par l'intermédiaire du transistor 8, au condensateur 23 et se charge à partir de celui-ci. Lorsque le transistor 12 devient conducteur, le transistor 8 est bloqué tandis que les transistors 10 et 9 deviennent conducteurs de sorte que le condensateur 7 envoie une impulsion de commande au thyristor 1. Il est évident que le dispositif de commutation 8, 9 fonctionne de la meme façon dans les deux cas. Le dispositif suivant la figure 2 comporte un peu plus de composants, mais en retour offre une liberté un peu plus grande pour le dimensionnement de sorte que la puissance d'alimentation et la distribution de puissance sont plus favorables. REVENDICATIONS 1. Circuit à thyristor comportant un thyristor (1) branché en parallèle avec un diviseur de tension (4, 5) et un circuit de commande branché entre une électrode d'entrée (6) et l'électrode de commande du thyristor, caractérisé par le fait quelle circuit de commande comporte des premiers moyens d'emmagasinage d'énergie (7) chargés à partir de la tension existant aux bornes des thyristors, et un dispositif de commutation (8, 9) destiné à commuter les moyens d'emmagasinage d'énergie pour les faire passer de la tension aux bornes du thyristor à l'électrode de commande du thyristor de manière qu'une impulsion de commande d'entrée appliquée sur l'électrode d'entrée commute les moyens d'emmagasinage dténergie, au moyen dudit dispositif de commutation, de la tension aux bornes du thyristor à l'électrode de commande. 2. Circuit suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que des seconds moyens d'emmagasinage d'énergie (23) sont reliés en permanence à la tension existant aux bornes du thyristor, et que les premiers moyens d'emmagasinage d'énergie (7) sont reliés auxdits seconds moyens d'emmagasinage d'énergie par l'intermédiaire du dispositif de commutation (8). 3. Circuit suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'un étage d'amplification (11-13) du type d'un circuit ET est branché entre l'électrode d'entrée (6) et le dispositif de commutation (8, 9), ledit étage d'amplification étant commandé, en plus du signal appliqué sur l'électrode d'en trée, par la tension aux bornes du thyristor de manière qu'une impulsion de commande d'entrée appliquée sur l'électrode d'entrée ne puisse titre transmise que lorsque la tension existant entre l'anode et la cathode du thyristor est positive.