Регулируемый динистор

Полезная модель может быть использована в системах автоматического управления электроприводами, технологическими процессами, а также в системах автоматической защиты электрооборудования.
Известен полупроводниковый прибор, содержащий тиристор с тремя электродами, составляющими анод, катод и управляющий электрод. Подачей сигнала на управляющий электрод производится изменение состояния тиристора, то есть его открытие. Закрытие тиристора производится сменой полярности подаваемого на его анод напряжения и тока (Кублановский. Я.С. Тиристорные устройства / Я.С. Кублановский. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1987. - С. 11, рис. 4 справа).
Основным недостатком данного устройства является то, что его работа начинается от сложной системы управления только при поступлении управляющего сигнала.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является динистор, содержащий полупроводниковый элемент, имеющий анод и катод и включающийся в работу при достижении конструктивно заданного напряжения на аноде. При определенном положительном значении напряжения на аноде динистор переходит в отрытое состояние, которое продолжается до смены полярности напряжения или тока. Устройство в основном предназначено для небольших токов и напряжений (Кублановский. Я.С. Тиристорные устройства / Я.С. Кублановский. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1987. - С. 11, рис. 4 слева).
Основным недостатком данного устройства является осуществлении его открытия только при одном стандартном напряжении, которое было конструктивно задано при его изготовлении, а также отсутствие возможности работать на высоких напряжениях и больших токах.
Техническая проблема, решение которой обеспечивается при осуществлении полезной модели, заключается в создании регулируемого динистора с регулируемым напряжением включения в работу и работающего на высоких напряжениях и токах.
Решение этой технической проблемы достигается тем, что в регулируемом динисторе, содержащем полупроводниковый элемент, имеющий анод и катод и включающийся в работу при достижении заданного напряжения на аноде, в качестве полупроводникового элемента использован тиристор, у которого анод объединен в общую точку с первым входом регулируемого сопротивления и подключен к первому входу питающей сети, катод объединен в общую точку с катодом диода и подключен ко второму входу питающей сети, причем анод диода соединен с первым входом нерегулируемого сопротивления. При этом управляющий электрод тиристора подключен к аноду стабилитрона, катод которого объединен в общую точку со вторым входом регулируемого сопротивления и вторым входом нерегулируемого сопротивления, а регулируемое сопротивление снабжено ползунком, при перемещении которого изменяется величина напряжения открытия тиристора.
Обеспечение регулируемого напряжения включения устройства в работу и его работа на высоких напряжениях и токах объясняются, во-первых, использованием тиристоров на большие напряжения и большие токи, во-вторых, использованием регулируемого резистора, и третьих, обеспечивается четкость работы использованием стабилитрона, а диод не дает возможности срабатывать стабилитрону при обратной полуволне питающего напряжения.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого регулируемого динистора; на фиг. 2 показаны моменты открытия тиристора при разных положениях ползунка регулируемого сопротивления.
Кроме того, на чертеже изображено следующее:
- VD1 - тиристор;
- VD2 - стабилитрон;
- VD3 - диод;
- А - анод;
- К - катод;
- УЭ - управляющий электрод;
- R1 - регулируемое сопротивление;
- R2 - нерегулируемое сопротивление;
- I, II, III - положения ползунка регулируемого сопротивления;
- U - регулируемое синусоидальное напряжение;
- t - моменты времени.
Регулируемый динистор содержит полупроводниковый элемент, в качестве которого использован тиристор 1(VD1), включающийся в работу при достижении заданного напряжения на аноде 2(A).
Анод 2(A) тиристора 1(VD1) объединен в общую точку 3 с первым входом 4 регулируемого сопротивления 5(R1) и подключен к первому входу 6 питающей сети. Катод 7(К) тиристора 1(VD1) объединен в общую точку 8 с катодом диода 9(VD3), анод которого соединен с первым входом 10 нерегулируемого сопротивления 11 (R2), и подключен ко второму входу 12 питающей сети. Управляющий электрод 13(УЭ) тиристора 1(VD1) подключен к аноду стабилитрона 14(VD2), катод 15(K) которого объединен в общую точку 16 со вторым входом 17 регулируемого сопротивления 5(R1) и вторым входом 18 нерегулируемого сопротивления 11 (R2). Перемещением ползунка 19, которым снабжено регулируемое сопротивление 5(R1), изменяется величина напряжения открытия тиристора 1(VD1).
Работа регулируемого динистора осуществляется следующим образом.
Регулируемое сопротивление 5(R1) и нерегулируемое сопротивление 11 (R2) представляют собой делитель напряжения, причем R1>>R2, поэтому, перемещая ползунок 19 регулируемого сопротивления 5(R1) и меняя тем самым его сопротивление, а значит и падение напряжения на нем, можно регулировать падение напряжение на нерегулируемом сопротивлении 11 (R2). Если падение напряжения на нерегулируемом сопротивлении 11 (R2) превысит напряжение стабилизации стабилитрона 14(VD2), то произойдет его пробой и на управляющий электрод 13(УЭ) тиристора начнет поступать ток, открывая тем самым тиристор 1(VD1), который шунтирует цепочку сопротивлений 5(R1) и 11(R2) и начинает пропускать через себя ток.
В момент времени t1, при установке ползунка 19 регулируемого сопротивления 5(R1) в положение I (фиг. 1), тиристор 1(VD1) откроется при напряжении сети, равном напряжению в точке I (фиг. 2).
В момент времени t2, при установке ползунка 19 регулируемого сопротивления 5(R1) в положение II (фиг. 1), тиристор 1(VD1) откроется при напряжении сети, равном напряжению в точке II (фиг. 2).
В момент времени t3, при установке ползунка 19 регулируемого сопротивления 5(R1) в положение III (фиг. 1), тиристор 1(VD1) откроется при напряжении сети, равном напряжению в точке III (фиг. 2).
В момент времени t4, при отрицательной полуволне питающего напряжения, тиристор 1 (VD1) закрыт, так как на анод 2(A) тиристора 1(VD1) подается минус питающей сети, а на катод 7(K) - плюс питающей сети.
В момент времени t5, цикл начинает повторяться с момента времени t0, но с уже установленным во время прошлой положительной полуволны моментом срабатывания.
Таким образом, предложенная полезная модель позволяет обеспечивать работу на больших напряжениях и токах, так как в качестве основного рабочего элемента используется тиристор, а также регулировать напряжение включения в работу без сложной системы управления.