Выключение тиристора

Рассмотрим уравнение (7.12) базовой цепи в процессе выключения транзистора за время тВЬ1КЛ. В течение этого времени входное напряжение на базовой обмотке отсутствует, а базовый ток имеет обратное направление. Транзистор выходит из состояния насыщения и постепенно закрывается. Для ускорения процесса выключения можно подобрать длительность тактового импульса такой, чтобы задний фронт импульса совпал по времени с моментом выключения транзистора, что создает дополнительное ускоряющее напряжение на базовой обмотке. Если спад коллекторного тока считать прямолинейным, то среднее значение этого тока за-время твыкл равно 0,5 /кн. Проинтегрировав уравнение (7.12) за время твыкл, получаем

гДе ^к.н = ЕК/КН — ток коллектора перед началом процесса выключения транзистора;

выходной характеристики. Учитывая линейность изменения тока стока на крутом участке характеристики, транзистор V Т2 в этом случае можно представить как постоянное (квазилинейное) сопротивление порядка единиц или десятков кОм. Тем самым увеличивается быстродействие, так как постоянная времени заряда емкости Свых, а следовательно, время выключения транзистора, уменьшаются приблизительно на порядок по .сравнению с предыдущим вариантом ключа ( 5.11).

8.207. Что понимают под насыщающим током базы? Напишите условие запирания и насыщения транзистора, работающего в ключевом режиме в схеме с общим эмиттером. Что понимают под временем включения, временем накопления и временем выключения транзистора?

4. В процессе выключения транзистора трансформатор практически не участвует. После перемагничивания сердечника в состояние насыщения уменьшение намагничивающей м. д. с. FC4 = = 'сч^сч + *к^к практически не изменяет потока в сердечнике, так как перемагничивание в этот момент происходит по пологому участку кривой намагничивания.

Существуют всевозможные способы уменьшения фронта и среза выходных сигналов транзисторных ключей. На 12.19 приведена СХСМа Транзисторного ключа с элементами, позволяющими значительно уменьшить длительность фронта и среза импульса. В момент поступления отпирающего вхэдного сигнала в цепи базы потечет ток значительно большей величины по сравнению с установившимся значением. Этот ток в начальный момент идет на заряд конденсатора. В момент выключения транзистора возникает емкостный ток разряда, который создает на резисторе R запирающий потенциал положительной полярности, значительно превышающий установившееся значение. Вследствие этого длительность среза значительно уменьшается.

Получение большого быстродействия обеспечивают элементы, схемы которых работают без насыщения входящих в них транзисторов и, следовательно, без боль* шой задержки выключения транзистора, вызываемой накоплением неосновных носителей.

Входной сигнал, как и для простейшего ключевого каскада, имеет форму меандрового напряжения с амплитудой положительной и отрицательной полуволны EI и длительностью т, существенно превышающей как время включения и выключения транзистора, так и постоянную времени зарядки и разрядки фор-

После выключения транзистора его входное сопротивление оказывается очень большим. На конденсаторе Сф еще существует остаточное напряжение. Он начинает разряжаться через резистор R2.

После выхода транзистора Т из режима насыщения напряжение на его коллекторе увеличивается и становится больше UKn. Соответственно напряжение на коллекторной обмотке уменьшается, получая отрицательное приращение. Благодаря тому, что начала обмоток включены так, как показано на 6.112, положительное приращение напряжения на коллекторе вызывает отрицательное приращение напряжения на базе транзистора. Начинается процесс запирания транзистора, который при выполнении условия (6.27) развивается лавинообразно и заканчивается его выключением. За короткое время выключения транзистора, соответствующее формированию среза выходного сигнала, ток намагничивания / не успевает существенно измениться и остается равным /тах.

Получение большого быстродействия обеспечивают элементы, схемы которых работают без насыщения входящих в них транзистороЕ и, следовательно, без большой задержки выключения транзистора, вызываемой накоплением неосновных носителей.

Искусственной коммутацией называется выключение тиристора при подключении к его выводам какого-либо источника энергии, создающего в нем ток обратного направления. Применение искусственной коммутации рассматривалось ранее в автономных инверторах (см. 10.53 и 10.55). Примером применения искусственной коммутации в электроприводе может служить управление током в цепи фазного

3.27, б. Тиристор открывается при одновременном выполнении двух условий: 1) положительного напряжения между анодом и катодом и 2) наличия управляющего сигнала на управляющем электроде. Выключение тиристора (закрытие) происходит в момент прохождения тока через нулевое значение.

Искусственной коммутацией называется выключение тиристора при подключении к его выводам какого-либо источника энергии, создающего в .нем ток обратного направления. Применение искусственной коммутации рассматривалось ранее в автономных инверторах (см. 10.53 и 10.55). Примером применения искусственной коммутации в электроприводе может служить управление током в цепи фазного

Искусственной коммутацией называется выключение тиристора при подключении к его выводам какого-либо источника энергии, создающего в нем ток обратного направления. Применение искусственной коммутации рассматривалось ранее в автономных инверторах (см. 10.53 и 10.55). Примером применения искусственной коммутации в электроприводе может служить управление током в цепи фазного

В схеме 10.7, б конденсатор С заряжается при отпирании тиристора управляющим импульсом. При этом в цепи происходит колебательный процесс. Когда ток LC-контура (анодный ток тиристора) спадает до нуля, происходит естественное выключение тиристора. Чтобы к моменту очередного включения конденсатор разрядился, параллельно ему включают резистор R.

точных носителей заряда в базах. Выключение тиристора производят: разрывом цепи анодного тока или уменьшением тока до /ВЫкл (исчезновение избыточных носителей происходит вследствие их рекомбинации) ; изменением полярности анодного напряжения (рассасывание избыточных носителей ускоряется переходным обратным током); подачей запирающего (обратного) напряжения на управляющий электрод (такой способ выключения связан с особенностями конструкции тиристора и предусмотрен только у запираемых триодных тиристоров).

1. Почему происходит выключение тиристора, когда ток через него станет меньше некоторого малого значения?

На 4.6, г показана схема тиристорного ключа. Роль ключа выполняет тиристор VI, шунтирующий резистор 7?до5 при подаче на него управляющего импульса. Выключается тиристор VI с помощью вспомогательного тиристора V2, подключающего к тиристору VI коммутирующий конденсатор Ск, предварительно заряженный через тиристор V4 и резистор Rn от маломощного источника 1/п. Выключение тиристора V2 происходит по окончании перезаряда конденсатора Ск от напряжения цепи якоря (падение напряжения на /?доб при включенном тиристоре VI). При очередном включении тиристора VI обратный колебательный перезаряд конденсатора Ск осуществляется через VI, диод V3 и реактор LK. Более подробные сведения об этом способе регулирования можно найти в [19].

Схема электропривода с тиристорным ключом приведена на 4.18, ж. Этот ключ работает так же, как и в схеме на 4.6, г, но в данном случае нет необходимости в дополнительном источнике питания для предварительного заряда коммутирующего конденсатора Ck, который предварительно заряжается от сети через коммутирующий тиристор V2 и якорь двигателя. При включении тиристора VI происходит подача напряжения на якорь двигателя, выключение тиристора V2 и колебательный перезаряд конденсатора Ск через реактор LK, тиристор VI и диод V3.

Т включается. При включении тиристора происходит разряд емкости С через цепь, содержащую резистор ROTp и нагрузку. Ток разряда емкости С и является выходным импульсом формирователя. Импульс имеет экспоненциальную форму. Его можно использовать для считывания магнитно-диодных схем, для записи и считывания других формирователей. После разряда емкости С ток тиристора i« = /уст определяется резистором R, имеющим сравнительно большое сопротивление. Если установившийся ток /уст меньше тока выключения тиристора /выкл, то тиристор выключается. Если /уст > /выкл, то выключение тиристора происходит, когда напряжение «,, меняет знак.

Уравнение (3-12) соответствует закону полного тока. Уравнение (3-13) соответствует условию, что ток намагничивания, приведенный к обмотке о>.2) не превысит 0,2 /СПр- Уравнение (3-14) выражает условие, что приращение потока в сердечнике трансформатора не вызовет насыщения сердечника. Неравенство (3-15) выражает условие, что амплитуда обратного напряжения на Ria при размагничивании трансформатора не превысит ?/спр. „ин- Это условие необходимо выполнить, чтобы не происходило выключение тиристора при размагничивании трансформатора. Условие (3-16) необходимо для надежного включения тиристора.