Brevet FR2371083A1 — publié le 19780609

L'invention concerne un circuit d'extinction perfec tionné pour régleur de courant continu Les régleurs de courant continu utilisent en général un thyristor principal , et pour assurer l'extinction de ce thyristor , un circuit du type représenté figure 1 , dont le fonctionnement est décrit en détail ci-dessous . En pratique , ce circuit présente une inductance répartie dont l'effet néfaste est de raccourcir de moitié environ le temps de polarisation inverse du thyristor principal .Pour éviter cet inconvénient , on est amené a proposer l'utilisation d'un thyristor dit "rapide" qui est rare et onéreux , ou bien a surdimensionner la capacité du circuit d'extinction pour augmenter la période de l'oscillation d'extinction Cette dernière solution , outre le volume important de la capacité, présente un grave inconvénient relatif a l'augmentation des pertes de commutation. Pour éviter ces divers inconvénients , l'invention a pour but la réalisation d'un circuit d'extinction pour régleur de courant continu permettant un retour plus rapide à l'état bloqué du thyristor principal , dont le temps de récupération du pouvoir de blocage n'a donc pas besoin d'être très court Un autre but de l'invention est de proposer un procédé d'amélioration des performances d'un circuit d'extinction du thyristor principal d'un régleur de courant continu par augmentation de l'amplitude et de la durée de la polarisation inverse de ce thyristor L'invention a pour objet un circuit d'extinction perfectionné pour régleur de courant continu , du type comportant un thyristor principal monté en parallele avec d'une part un circuit d'extinction à thyristor , capacité et inductance , et d'autre part une diode , caractérisé en ce qu'une résistance est prévue en série avec ladite diode D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui suit faite avec référence au dessin annexé sur lequel on peut voir : Figure 1 , un schéma théorique d'un régleur de courant continu de type connu Figure 2 , un diagramme d'intensités et de tension dans différents brins du circuit de la figure 1 Figure 3 , un schéma équivalent du régleur de la Figure I , montrant l'inductance parasite Figure 4 , un diagramme des tensions et intensité réellement observées compte tenu de l'inductance parasite Figure 5 , un schéma d'un régleur comportant le perfectionnement objet de l'invention Figure 6 , un diagramme des tensions et intensité-observées dans le régleur comportant le perfectionnement objet de l'invention La description et le fonctionnement d'un circuit régleur de courant continu de type connu sont détaillés ci-dessous avec référence aux Figures 1 et 2 Le condensateur C1 est préalablement chargé à la tension U à travers le circuit constitué par le condensateur C1 , l'inductance L1 , la diode D2 , l'inductance L3 et le circuit utilisateur C4 . Puis on rend conducteur le thyristor Thl à l'instant tl. Le régleur est alors en état de conduction . Lorsqu'on veut faire cesser cet état de conduction , on rénd conducteur le thyristor Th2 à l'instant-t2 .Un courant I1 apparait alors dans le circuit oscillant constitué par l'inductance L1 , le condensateur C1 et le thyristor Th2 et a pour effet d'inverser la polarité de la charge du condensateur C1 . A la fin de la première demi-période de l'oscillation du courant I1 , soit à l'instant t3 , celui-ci tend à s'inverseur et provoque ainsi l'extinction du thyristor Th2 . Le courant I1 circule alors dans le circuit oscillant constitué par le condensateur C1 , l'inductance L1 , la diode D2 puis se partage en deux courants I2 et I3 tels que (I2 + I3) = I1 .A partir de l'instant t4 , le courant 12 absorbé par le circuit utilisateur est transféré du thyristor Thl au circuit constitue par le condensa teur Ci , l'inductance L1 et la diode D2 , ce qui provoque l'extinction du thyristor Thl par annulation du courant qui le traversait L'extinction du thyristor Thl est améliorée par le fait que la diode D1 est traversée par le courant I3 qui provoque à ses bornes l'apparition d'une tension dont la valeur pratiquement observie est d'environ un volt . Cette tension est appliquée aux bornes du thyristor Thl avec la polarité plus sur sa cathode et la polarité moins sur son anode . Le temps pendant lequel cette tension est présente aux bornes du thyristor est égal à l'intervalle de temps séparant les instants t4 et t5.Cet intervalle de temps (est4) est une caractéristique fondamentale du circuit. En effet , afin de retrouver son pouvoir de blocage après une période de conduction , un thyristor nécessite un temps suffisant de non-conduction sous tension nulle , ou mieux sous tension inverse La charge du condensateur C1 se complète alors jusqu'à la valeur de la tension continue d'alimentation U , à travers le circuit constitué par l'inductance L1 , la diode D2 et le circuit utilisateur .Le régleur se retrouve alors dans le même état qu'initialement et un nouveau cycle identique à celui qui vient d'être décrit peut recommencer Ce circuit régleur présente cependant un inconvénient grave : il existe en pratique , entre les bornes A et B du circuit de la figure 1 , une inductance parasite L4 qui est représentée sur la Figure 3 Pendant l'intervalle de temps (t5 - t4 ) où la diode D1 conduit , l'inductance L2 s'opposant à la variation du courant I3 fait apparaître à ses bornes une tension dont la forme est la même que celle de la tension V1 aux bornes du condensateur C1 mais dont l'amplitude est égale à V2 = V1 L9 .En pratique , cette LI + L2 valeur peut atteindre , en valeur raaximale , une dizaine de volts; elle est donc généralement grande devant la tension V3 qui apparait aux bornes de la diode.D1 entre les instants t4 et t5 Sur le diagramme de la Figure 4, on voit que le thyristor Thl est soumis à une tension inverse pendant la moitié environ de l'intervalle de temps (t5 - t4) . On voit ainsi que la seule présence de cette inductance parasite inévitable L2 a pour effet de réduire de moitié environ le temps de polarisation en inverse du thyristor .Or , ce temps de polarisation est défini par la valeur du condensateur d'extinction C1 . On se trouve donc dans l'obliga- tion , pour éteindre le thyristor Thl conduisant un courant I2 donné , soit de surdimensionner C1 , soit de prendre un thyristor Thl plus rapide . Dans les deux cas , il en résulte un renchérissement du régleur Dans le circuit selon l'invention (whig.5) on ajoute en série avec la diode D1 et l'inductance parasite inévitable L2 , une résistance R1 . Entre les instants t4 et t5 ( whig.6) la tension aux bornes du thyristor Thl est égale à la somme algébrique (V2 + V3 + V4) des tensions existant respectivement aux bornes de l'inductance parasite (V2) , de la diode D1 (V3) et de la résis tance R1 (V4) . Par rapport au cas connu de la Figure 3 (courbe (V2 + V3) rappelée sur la Figure 6), on voit nettement que la présence de la résistance R1 apporte une amélioration dans deux sens différents : tout d'abord , l'amplitude de la tension appliquée en inverse au thyristor Thl est augmentée ; ensuite l'intervalle de temps (t''4 - t4) pendant lequel cette tension inverse est appliquée au thyristor Thl est lui-même augmenté par rapport à l'intervalle de temps (t'4 - t4) du cas connu Le perfectionnement apporté par l'invention permet d'allonger l'intervalle de temps d'application de la tension inverse dans un rapport moyen de 1,5 Pour un meme courant I2 à commuter , l'introduction de la résistance R1 permet donc par exemple d'utiliser un condensateur C1 de capacité réduite dans un rapport voisin de 1,5 . Elle permet également , sans changer les autres éléments du circuit , d'utiliser un thyristor Thl dont le temps de récupération de la. capacité de blocage soit plus long dans un rapport voisin de 1,5 environ I1 va de soi que l'on peut optimiser le circuit et surtout son prix de revient en combinant les deux effets corrélatifs à l'introduction de la résistance R1 REVENDICATION Circuit d'extinction perfectionné pour régleur de courant continu du type comportant un thyristor principal monté en parallèle avec d'une part un circuit d'extinction à thyristor, capacité et inductance , et d'autre part une diode , caractérisé en ce qu'une résistance est prévue en série avec ladite diode