ДРАЙВЕР ТИРИСТОРА

Полезная модель относится к электротехнике, в частности, к преобразовательной технике, и может быть использована для управления тиристором.
Известны требования к оптимальной форме импульса тока: быстрое нарастание тока до большой амплитуды и поддержание его короткое время (форсажный импульс) для перевода тиристора во включенное состояние, а затем длительный ток небольшой величины (ток удержания) для удержания тиристора во включенном состоянии, что необходимо при индуктивно-активной нагрузке.
Известны схемы драйверов [1], [2] Фиг.1, в которых в коллекторную цепь выходного каскада включена первичная обмотка трансформатора, вторичная обмотка трансформатора подключена к управляющему электроду и к катоду тиристора, а резистор, ограничивающий ток, включен последовательно с первичной или вторичной обмоткой.
Недостатки таких схем: ограничение длительности импульса тока насыщением сердечника трансформатора, линейная зависимость тока от напряжения на управляющем электроде, значительная рассеиваемая резистором мощность, снижение скорости нарастания тока индуктивностью рассеяния обмоток трансформатора.
Задачи полезной модели: исключить ограничение длительности импульса, обеспечив при этом электрическую изоляцию системы управления от тиристора, уменьшить зависимость тока от напряжения на нагрузке, уменьшить потери энергии, повысить скорость нарастания тока, получить оптимальную форму импульса тока.
На Фиг.2 представлена схема предлагаемого драйвера.
Драйвер содержит генератор импульсного переменного напряжения 1, трансформатор 2, реактор 3, выпрямительный мост 4, конденсатор 5, оптопару или оптоприемник 6, резисторы 7…10, стабистор 11, транзистор 12.
Драйвер работает следующим образом. В исходном режиме транзистор 12 и тиристор 13 заперты, резисторы 8 и 10 повышают помехоустойчивость этого состояния. Генератор 1 подает на первичную обмотку трансформатора переменное напряжение прямоугольной формы. Выпрямитель 4 заряжает конденсатор 5 до амплитудного напряжения вторичной обмотки трансформатора. При подаче управляющего импульса на оптоприемник 6 ток, протекающий через резистор 7, создает на базе транзистора 12 отпирающее напряжение, ограниченное стабистором 11. Благодаря резистору 9 в эмиттере коллекторный ток транзистора 12 практически не зависит от напряжения на управляющем электроде тиристора, происходит формирование форсажного импульса тока, скорость нарастания которого не ограничивается индуктивными элементами. По мере разряда конденсатора 5 ток уменьшается и начинает ограничиваться реактором 3, включенным в цепь переменного тока, и формируется ток удержания, длительность которого определяется только управляющим импульсом. Ограничение тока реактором не приводит к тепловым потерям энергии, а последовательное соединение индуктивного сопротивления реактора и активного сопротивления нагрузки в широких пределах уменьшает зависимость тока от напряжения.
Форма импульса тока приведена на Фиг.3. Зависимость амплитуды форсажного импульса и тока удержания от напряжения приведена на Фиг.4.
Таким образом, предлагаемая схема драйвера позволяет исключить ограничение длительности импульса, обеспечив при этом электрическую изоляцию системы управления от тиристора, уменьшить зависимость тока от напряжения на нагрузке, уменьшить потери энергии, повысить скорость нарастания тока, получить оптимальную форму импульса тока.
Источники информации:
1. Рекомендации по применению драйвера для тиристоров фазового управления. Техническая информация ABB Switzerland Ltd Semiconductors http:/www.fmccrustel.ru/cat_index.php?cid=206
2. Изолированный модуль запуска тиристоров ИМЗ 4 (драйвер тиристора) http://download.qrz.ru/pub/hamradio/schemes/misc/imz4.pdf