191506. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés tirisztorok segédtápforrás nélküli gyújtására
1 191 506 2 A találmány tárgya tirisztorgyújtó áramkör, amely segédtirisztort, energiakicsatoló és tároló áramkört, vezérlőelemet, áramkorlátozó ellenállást tartalmaz és külső segédenergiaforrás felhasználása nélkül, logikai parancsjel hatására képezi a tirisztor gyújtásához szükséges vezérlőelektróda-meghajtást. Előnyösen alkalmazható minden természetes vagy kényszerkommutációs elven működő tirisztoros kapcsolásban. Az ismert megoldású tirisztorgyújtó áramkörök vagy külső segédenergiaforrást, vagy a tirisztorok anódfeszültségét használják fel a gyújtóimpulzusok előállításához. A külső segédenergiaforrás felhasználásával működő kapcsolások közös jellemzője, hogy elemigényes galvanikusan leválasztott megtáplálást igényelnek. Ezeknél a megoldásoknál - különösen inverterüzem esetében - komoly problémát okoz a galvanikus leválasztást biztosító transzformátorok által létrehozott kapacitív csatolás a fő- és vezérlőáramkörök között. Mint ismeretes, ez a csatolás gyors főáramköri feszültségváltozások esetén a tirisztorok nemkívánt időpontbeli gyújtását eredményezheti, amely a teljes berendezés működésképtelenségét vonja maga után. E nehézség kiküszöbölésére az ismert megoldásokban három alapvető módszerrel találkozhatunk, amelyeket vagy kűlönkülön, vagy kombinálva alkalmaznak. Ezek a következők :- a transzformátorok különleges kialakítása,- a főáramköri feszültségváltozási sebességek csökkentése,- a tirisztorok vezérlőelektróda-katód körének kisimpedanciás söntölése. Mindezek a módszerek a bonyolultságot, a veszteségeket és a költségeket növelik. Az anódfeszültségét felhasználó eddig ismert kapcsolások közös jellemzője, hogy az általuk tartalmazott segédtirisztorok gyújtásához szintén segédenergiaforrást használnak. A találmány célja olyan tirisztorgyújtó áramkör létrehozása, amely kisszámú kapcsolási elem felhasználásával, külső segédenergiaforrás felhasználása nélkül a főáramkor üzemállapotaitól függetlenül biztosítja a tirisztorok kívánt időpontbeli gyújtását. A találmány alapgondolatát az a felismerés képezi, hogy a tirisztorokkal párhuzamosan kapcsolt, védelmi célokat szolgáló soros ellenállás-kondenzátor védőtagok kondenzátorában mindig tárolódik annyi energia, amennyi elegendő a tirisztorok gyújtásához. A kívánt cél eléréséhez a tirisztorokkal párhuzamosan kapcsolt soros védőellenállás-védőkondenzátor tagkondenzátorát, valamint egy energiakicsatoló és tárolóáramkört, egy áramkorlátozó ellenállást, egy segédtirisztort és egy vezérlőelemet használunk, azzal jellemezve, hogy a tirisztorral párhuzamosan kapcsolt soros védőellenállás-védőkondenzátor tag kondenzátorának egyik fegyverzete a gyújtandó tirisztor katódjára, valamint az energiakicsatoló és tároló áramkör egyik bemenetére, a másik fegyverzete a soros védőellenállás-védőkondenzátor tag ellenállására, valamint egy áramkorlátozó ellenálláson keresztül az energiakicsatoló és tároló áramkör másik bemenetére és a segédtirisztor anódjára csatlakozik, az energiakicsatoló és tároló áramkör kimenete a vezérlőelemen keresztül a segédtirisztor vezérlőelektródájára van kötve, a segédtirisztor katódja a gyújtandó tirisztor vezérlőelektródájára, a soros védőellenállás-védőkondenzátor tag ellenállásának a védőkondenzátorral nem közös kapcsa pedig a gyújtandó tirisztor anódjára csatlakozik. A találmányt rajz alapján ismertetjük részletesen; 1. ábra a tirisztorgyújtó áramkör blokkvázlata, 2. ábra az energiakicsatoló és tároló áramkör állandó anódfeszültség esetén alkalmazható példakénti kiviteli alakja, 3. ábra az energiakicsatoló és tároló áramkör változó anódfeszültség esetén alkalmazható példaként kiviteli alakja. Az első ábrán az 1 gyújtandó tirisztor katódjához csatlakozik a 2 védőkondenzátor egyik fegyverzete, valamint az 5 energiakicsatoló és tároló áramkör a bemenete. A 2 védőkondenzátor másik fegyverzete a 3 védőellenállás egyik kivezetéséhez és a 4 áramkorlátozó ellenálláson át az 5 energiakicsatoló és tároló áramkör b bemenetéhez, valamint a 6 segédtirisztor anódjához csatlakozik. A 3 védőellenállás másik kivezetése az 1 gyújtandó tirisztor anódjához van kötve, és így ez a 2 védőkondenzátorral együtt az 1 gyújtandó tirisztor önmagában ismert kapcsolási túlfeszültségek elleni védelmi áramkörét alkotja. A 6 segédtirisztor vezérlő elektródája a 10 vezérlőelemen keresztül az 5 energiakicsatoló és tároló áramkör c kimenetére, katódja pedig az 1 gyújtandó tirisztor vezérlő elektródájára csatlakozik. Az 1 gyújtandó tirisztort tartalmazó áramkör feszültség alá helyezése és működése során az 1 gyújtandó tirisztoron mindig megjelenik pozitív anódfeszültség, amelynek hatására a 2 védőkondenzátor a 3 védőellenálláson keresztül feltöltődik. A 2 védőkondenzátorról a 4 áramkorlátozó ellenálláson keresztül feltöltődnek az 5 energiacsatoló és tároló áramkör energiatárolói is. Az 1 gyújtandó tirisztor bekapcsolása a 10 vezérlőelem bekapcsolásával lehetséges, amelynek bekapcsolása az 5 energiakicsatoló és tároló áramkörben tárolt energia segítségével begyújtja a 6 segédtirisztort, amely a 2 védőkondenzátort a 4 áramkorlátozó ellenálláson és az 1 gyújtandó tirisztor vezérlőelektróda-katód körén keresztül kisüti, és így elvégzi az 1 gyújtandó tirisztor begyújtását. A találmány szerinti elrendezés példakénti kiviteli alakját mutatja a 2. ábra, amelyben az 5 energiakicsatoló és tároló áramkör 13 töltőellenállásból, 14 első kondenzátorból és a 15 zénerdiódából van felépítve oly módon, hogy a 13 töltőellenállás a 14 első kondenzátorral sorbakapcsolódik, a 13 töltőellenállás szabad kivezetése alkotja a b bemenetet, a kondenzátor szabad fegyverzetének kivezetése pedig az a bemenetet, a 15 zénerdióda anódja a 14 első kondenzátor a bemenetet képező kivezetéséhez, katódja pedig a sorbakapcsolt 13 töltőellenállás és 14 első kondenzátor közös pontjához van csatlakoztatva, és erről a pontról van elvezetve a c 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
