Пристрій для захисту від імпульсної перенапруги двох зустрічно-паралельно включених керованих напівпровідникових вентилів

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 1467658 А1 РЕСПУБЛИН (50 4 Н 02 Н 7/10 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4249454/24-07 * " • • -: (22) 27.05.87 (46) 23.03.89. Бюл. № 11 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт силовых полупроводниковых устройств (72) Л.А.Астапов, Е.Р.Курощепов,, Г.М.Касьян и А.Е.Нейман (53) 621.314.572 (088.8) (56) Авторское с в и д е т е л ь с т в о СССР № 5 9 8 5 0 4 , к л . Н 02 Н 7 / 1 0 , 1972. Тиристоры. Технический справочник / Под р е д . В.А.Лобунцова, - М . : Энергия, 1971, с . 3 9 1 , р и с . 10-15. . . {54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ИМПУЛЬСНЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ ДВУХ ВСТРЕЧНО ПАРАЛЛЕЛЬНО ВКЛЮЧЕННЫХ УПРАВЛЯЕМ Х ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ВЕНТИЛЕЙ Ы (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты от импульсных перенапряжений встречно параллельно включенных управляемых вентилей. Цель 1 изобретения - повышение надежности» Поставленная цель достигается з а счет снижения амплитуды перенапряжений и снижения величины напряжений, прикладываемых к пороговым элементам 7, 8 в рабочем режиме при отсутствии перенапряжений. Снижение в е личины напряжения, прикладываемо го. к пороговым элементам 7, 8 в рабочем режиме обусловлено тем, что при ч а с тоте рабочего напряжения емкостное сопротивление достаточно велико, и основная часть напряжения прикла-.дывается к конденсаторам демпфирующей цепочки 4 и 6. В свою очередь при появлении импульсного перенапряжения с крутым фронтом нарастания емкостное сопротивление уменьшается, что вызывает приложение основной части напряжения к пороговым элементам 7 и 8 снижается порог, при котором устройство начинает включаться, тем самым предотвращая приложение к ти'ристррам амплитуды импульса перенапряжения опасного уровня. 2 и л . * 05 Фие-1 * 1467658 "Изобретение относится к электробольшая величина напряжения выдетехнике и может быть использовано пяется на резисторе 5, допитая подля защиты от импульсных перенапрярога срабатывания элемент л 7 или 8 жений преобразователей, содержащих ^ при меньшем значении напряжения на вентиле I или 2 и, тем самым, преСИЛОВЫе УЗЛЫ,СОСТОЯЩИе ИЧ Пар B C T p e 4 доставляя время для включения вентино параллельно включенных управляє" ля до достижения импульсом перенапряМАХ вентилей (тиристоров). жения опасной величины. Таким обЦель изобретения - повышение надежности, to разом, чем круче фронт импульса перенапряжения, тем при меньшем значении На фиг.1 представлена-принцинапряжения (пороге срабатывания схепиальная схема устройства; на фиг.2 мы) включается вентиль: при его вариант схемы с демпфирующей цепонвключении перенапряжение прикладыкой, состоящей из двух резисторов и конденсатора, 15 вается к нагрузке 9. Устройство для защиты от импульсУстройство обеспечивает также ных перенапряжений двух встречно ограничение возникающих в редких параллельно включенных управляемых случаях перенапряжений с длинными полупроводниковых вентилей I и 2 софронтами за счет наличия емкостного держит демпфирующую цепочку 3, вклю- 20 делителя. При этом ограничение имченнуго параллельно вентилям 1 и 2 пульсных перенапряжений с крутыми и состоящую из последовательно соефронтами происходит на более низком диненного конденсатора 4, резистора уровне, чем перенапряжений с длинны5 и дополнительного конденсатора 6, ми фронтами. Точка соединения резистора 5 с кон- 25 денсатором 4 через пороговый элемент Так как тиристоры в схеме включе7 подключена-к управляющему электроны встречно параллельно, осуществляду вентиля 1, а точка соединения ется защита тиристоров от повреждерезистора 5 с конденсатором 6 через ний импульсными перенапряжениями пороговый элемент 8 подключена к 30 любой полярности, потому что дпя управляющему электроду вентиля 2. одного из тиристоров приложенное пеВентили 1 и 2 включены в цепь питания ренапряжение будет прямой полярности последовательно с нагрузкой 9. и приведет _к его отпиранию в прямом направлении, тем самым предотвратив Устройство работает следующим образом. 35 пробой другого тиристора импульсом перенапряжения в обратном направлеПри возникновении импульсных перении. напряжений с крутыми фронтами нарасг* тания практически вся величина имДемпфирующие цепочки из последовапульса перенапряжений прикладывается к резистору 5, так как емкостное ^0 тельно соединенных резисторов и конденсаторов служат тякже для подавлесопротивление конденсаторов 4 и 6 ния коммутационных перенапряжений, уменьшается с увеличением частоты. связанных с включением и отключением При заданном и неизменном пороге тиристоров, а также снижает крутизну срабатывания элементов 7 и 8 порог срабатывания защиты определяется ^ фронта до допустимого по условию обеспечения времени, требуемого для величиной напряжения, которое прилосрабатывания схемы. жено к вентилям 1 и 2 до момента-«зс включения по цепи управления через элементы 7 и 8. Демпфирующая цепочка 3 может быть При приложении к вентилям I и 2 50 выполнена и согласно фиг.2; при импульса перенапряжения, имеющего этом она состоит из последовательно крутой фронт нарастания, напряжение соединенных резистора 5, конденсатов фронта импульса выделяется на резисра 4 и дополнительного резистора 10, торе 5 за счет дифференцирующих причем точка соединения конденсатора свойств RC-цепи и прикладывается 55 4 с резистором 10 подключена к управчерез элемент 7 или 8 к управляющему ляющему электроду вентиля 1, а точка переходу соответствующего вентиля, соединения конденсатора 4 с резистовызывая его включение. При этом чем ром 5 подключена ~к управляющему круче передний фронт импульсов, тем электроду вентиля 2. J 1467658 Работа схемы по Лиг.2 происходит аналогично описанному выше. Ф о р м у л а і При превышении амплитуды напряжения на резисторах 5 и 10 величины порога срабатывания элементов 7 или 8 на управляющем переходе вентиля, к которому перенапряжение приложено в прямом направлении, формируется импульс управления, отпирающий этот вентиль до того, как амплитуда перенапряжения на вентилях 1 и 2 достигнет опасного уровня. Таким образом, за счет снижения амплитуды импульсных перенапряжений, прикладываемых к вентилям путем снижения порога срабатывания при возникновении импульсов перенапряжения и за счет снижения величины на-г пряжения, прикладываемого к пороговому элементу в рабочем режиме при отсутствии перенапряжений, повышается надежность защиты. 20 25 и з о б р е т е н и я Устройство для защиты импульсных перенапряжений двух встречно параллельно включеншх управпяемых полупроводниковых вентилей-, содержащее демпфирующую цепочку, включающую резистор и конденсатор и предназначенную для подключения параллельно вентилям, к управляющим электродам которых предназначены для подключен ния одни выводы пороговых элементов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, демпфирующая цепочка снабжена дополнительным конденсатором и выполнена в виде последовательного соединения двух конденсаторов» между которыми включен резистор, каждый вывод которого подключен к другому выводу соответствующего порогового элемента так, чтобы в цепь управления каждого вентиля был включен резистор демпфирующей цепочки. фиг Z Составитель В.Жмуров Редактор Е.Папп Заказ 1205/50 Техред Л.Сердюкова Корректор С.Шекмар Тираж 605 Подписное ВИИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101