196679. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés áramirányítók sorosan kötött félvezetőinek állapotára utaló jelek potenciálfüggetlen érzékelésére, kiértékelésére
1 196 679 2 külön nyitóirányú feszültség kiértékelő (34) egy-egy bemenetéhez vannak kötve, amely nyitóirányú feszültség kiértékelő (34) hiba kimenete (340) második NAND áramkör (37) első bemenetéhez, egységes nyitófeszültség kimenete (34I) első NAND áramkör (36) első bemenetéhez kötött, záróirányú feszültség kiértékelő (35) hiba kimenete (350) a második NAND áramkör (37) harmadik bemenetéhez, egységes zárórcszüllség kimenete (351) az első NAND áramkör (36) második bemenetéhez kötött, amelynek kimenete a második NAND áramkör (37) második bemenetéhez kötött, amely második NAND áramkör (37) kimenete digitális szűrő (38) első bemenetéhez kötött, amelynek kimeneté a kiértékelő egység (3) hiba kimenetéhez (301) kötött, s a kiértékelő egységnek (3) hiba kimenetéi (301) külön-külön egy közös beavatkozó, (4) cgycgy bemenetéhez kötöttek, amely beavatkozónak (4) közös hibakinicnctc (401) van. A találmány kapcsolási elrendezés áramirányílók sorosan kötött félvezetőinek állapotára utaló jelek potenciálfiiggctlcn érzékelésére, kiértékelésére, amely kapcsolási elrendezés egymással tetszőlegesen kapcsolódó egy, vagy több olyan félvezetős egységet tartalmaz, amelyben legalább két sorosan kötött vezérelhető félvezető van, s minden egyes félvezetős egységhez érzékelő és jelformáló egység valamint kiértékelő egység tartozik. A jelenlegi legkorszerűbb félvezetők maximális csúcs-zárófeszültsége 4KV körül van. így azokban az áramirányítós kapcsolásokban, amelyek üzemi feszültsége meghaladja az 1 - 2KV effektiv értéket, feltétlenül sorbakötötl félvezetőket kell alkalmazni. Ezek a nagyfeszültségű félvezetők, s különösen a nagyáramúnk, eléggé különleges és nagyértékü eszközök, s ezen a feszültség-, illetve teljesítményszinten gyakorlatilag félyezetővédő biztosítók alkalmazására sincs lehetőség. így fokozott figyelmet kell fordítani a hibák megelőzésére illetőleg következményeik csökkentése érdekében különböző védelmi áramkörök kifejlesztésére és alkalmazására. A hálózati potenciálon levő érzékelő áramkörök és a földpotenciálon levő jelfeldolgozó, beavatkozó áramkörök között optoelektronikus jelátvitellel valósítható meg a legjobb szigetelési szilárdságú kapcsolat. Ezen belül is kb. 2KV-nál nagyobb feszültség esetén már csak fénykábel alkalmazása lehetséges. Mivel a fénykábeles jelátvitel elég költséges, célszerű az áramköri megoldásokban a fénykábelek számát minimalizálni. Ugyanakkor viszont a védelmi áramkörök működésének hatékonyabbá tételéhez minél nagyobb számú állapot-jel gyors átvitelére van szüksége. Sokféle érzékelő, kiértékelő kapcsolási elrendezés ismeretes az irodalomban, amelyek többnyire az alábbi célok elérésére irányulnak: a zárlatos tirisztor érzékelésére, kijelzésére; a gyújtóenergia hiányának érzékelésére; a tirisztorokon levő zárófeszültség érzékelésére. Ez utóbbinak az a célja, hogy zárófeszültség alatt ne kaphasson gyújtóimpulzust a tirisztor, mert különben nagyságrendekkel megnövekedne a tirisztor visszárum», ami a sorosan kötött tirisztor fcszüllségcloszlását jelentősen megváltoztathatja. A zárófeszültség érzékelését több kapcsolásban felhasználják arra is. hogy ha a tirisztor szabaddáválási idejénél hamarabb tér vissza a nyitóirányú feszültség, akkor inkább begyújtják a tirisztort. Ez utóbbira találhatók példák az US 4,325.114, a 4,100,434, a 4,223,236, a 3,878,448 és a 4,084,206 számú szabadalmi leírásokban, melyek közül az utolsóban közölt szellemes kapcsolásban minden tirisztorhoz tartozik érzékelő, amely a nyitó- és zárófeszüllséget érzékeli, de csak a zárófesziiltség megjelenéséről küld információt a röldpotcnciálon levő kiértékelőnek, amely abban az esetben, ha annyi számú tirisztoron megjelent a zárórcszültség, amennyi már el tudja viselni az egész liriszlorláncra jutó feszültséget, a szabaddáválási időnek megfelelő hosszúságú gyújtóimpulzust küld minden tirisztorra. Ezt és a normál gyújtóimpulzust is a nyitóirányú fesziiltségérzékclő kapuzza a tirisztornál, azaz ha a szabaddáválási időn belül újra megjelenik a nyitóirányú feszültség, akkor újragyújtja az ágat, a normál gyújtóimpulzus pedig csak nyitóirányú feszültség esetén juthat ki a tirisztorra. Az US 3,728,557 számú szabadalmi leírás egy olyan kapcsolást ismertet, amely a zárófesziiltség alatti gyújtás tiltás mellett arra is megoldást ad, hogy olyan üzemben, például ívkcmcncc áramirányítójánál, ahol gyakori a szaggatott vezetéses üzemmód, ne kelljen hosszú gyújtóimpulzust előállítani. Zárófesziiltség esetén tiltja a tirisztorok gyújlóimpulzusait, és a nyitófeszültség visszatérésekor ismét engedélyezi. így az ismételt engedélyezésekkor elegendő egy-egy normál rövid gyújtóimpulzus. A megoldás hátránya, hogy az érzékelő és kiértékelő rész a nagyfeszültségű résztől nincs potenciálisan leválasztva, s csak a sorosan kötött tirisztorokból álló egység egészén vizsgálja a feszültségállapotokat. Az US 4,084,22! számú szabadalmi leírásban közzétett áramkör minden egyes sorosan kötött tiriszloros egységen érzékeli a gyújtótápfeszültséget, s bármelyiknek a kritikus mértékű csökkenésekor optikai jelet küld a gyújtásvezérlő áramkörnek, ami ennek hatására letiltja az összes tirisztor gyújtását. Az US 3,842,337 számú szabadalmi leírásban közzétett kapcsolás zárlatos tirisztorok következtében megnövekedőit feszültségigénybcvclcl ellen véd úgy, hogy a nyitóirányú feszültségről továbbítanak jelet az érzékelők, s ha annak kialakulása után egy adott idővel egy kritikus számnál több tirisztoron nincs meg ez a feszültség, akkor benyújtja az összes tirisztort. Az US 3,962,624 számú szabadalmi leírásban közzétett kapcsolásban szintén a nyilófeszüllségrőt küldenek jeleket az érzékelők, mégpedig kisebb szigetelési szilárdságú optocsatolókon keresztül, egy tároló-jeladó áramkörbe, ami két nagy szigetelési szilárdságú jelátadón, például optokábelcn keresztül sorban átadja az egyes tirisztorok állapotára utaló jeleket egy földpotenciálon levő kiértékelő-kijelző egységnek, ahol megjeleníthető a meghibásodott tirisztorok száma, sőt az is, hogy konkrétan mely tirisztorok zárlato-. sak. A megoldás hátránya egyrészt, hogy csak zárlatról ad tájékoztatást, legjobb esetben is csak periódusidőnként egy mintavétellel, másrészt ez a kétlépcsős szigetelésű jelátvitel csak ott előnyös, ahol a sorbakölött tirisztorokból álló egység két vége között sokkal kisebb a potenciálkülönbség, mint a tiriszioros egység és a föld között. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
