Устройство для управления полупроводниковыми приборами статического преобразователя Советский патент 1985 года по МПК H02M1/08 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления полупроводниковыми приборами статического преобразователя.

Целью изобретения является уменьшение массы и габаритов устройства для управления полупроводниковыми приборами преобразователя.

На фиг. 1 изображено устройство, где в качестве выходного элемента используется резистор; на фиг. 2 - то же, где в качестве выходного элемента используется импульсный трансформатор; на фиг. 3 - графики, поясняющие работу устройств.

Электрическая схема устройства, изображенного на фиг. 1, содержит фазосдвигающий мост и два ключа. Фазосдвигающий мост состоит из входного трансформатора 1 с выведенной средней точкой вторичной обмотки и элементов плеч: переменного резистора 2 и конденсатора 3. Два ключа, состоящие из транзистора 4 (5) с накопительным конденсатором 6 (7), включены в диагональ фазосдвигающего моста через разделительные диоды 8 и 9 (10 и 11). Между двумя анодами дополнительных диодов 12 и 13, подключенных к эмиттерам транзисторов,, подсоединяется выходной элемент, выполненный в виде резистора 14.

Электрическая схема устройства (фиг. 2) содержит выходной элемент, выполненный в виде трехобмоточного импульсного трансформатора 15, первичная обмотка которого включена между анодами дополнительных диодов 12 и 13, каждый из двух других дополнительных диодов 16 и 17 включен последовательно с одним из двух резисторов 18, 19 и одной из двух вторичных обмоток импульсного трансформатора так, что анод первого диода соединен с началом одной вторичной обмотки, а анод второго диода - с концом другой вторичной обмотки.

Устройство (фиг. 1) работает следующим образом.

В полупериод, когда «плюс напряжения приложен к общей точке соединения элементов плеч фазосдвигающего моста, а «минус - к средней точке вторичной обмотки трансформатора 1, происходит заряд конденсатора 7 (фиг. 3 а, б) по цепи: общая точка элементов плеч фазосдвигающего моста, диод 11, конденсатор 7, эмиттер-базовый переход транзистора 5, диод 10, средняя точка вторичной обмотки трансформатора 1.

Напряжение на конденсаторе 7 возрастает по синусоидальному закону до амплитудного значения напряжения на диагонали фазосдвигающего моста (фиг. 3 а, б). Диоды 10 и 11 не дают возможности разряжаться конденсатору 7 при последующем уменьщении напряжения на диагонали фазосдвигающего моста в промежуток времени от 90 до 180 эл. .град.

В момент времени, соответствующий 180 эл. град., когда на общей точке элементов фазосдвигающего моста приложенное напряжение меняет знак с «плюса на «минус, а на средней точке вторичной обмотки 5 трансформатора 1 - с «минуса на «плюс, появляется ток заряда конденсатора 6 (фиг. 3 а, в}, который протекает по цепи: средняя точка вторичной обмотки трансформатора I, диод 8, конденсатор 6, эмит0 тер-базовый переход транзистора 4, диод 9, общая точка элементов фазосдвигающего моста. Транзистор 4 открывается и конденсатор 7 разряжается по цепи: положительная обкладка конденсатора 7, эмиттерколлекторный переход транзистора 4, резистор 14, диод 13, отрицательная обкладка конденсатора 7.

В связи с тем, что базовый ток транзистора 4, являющийся одновременно и зарядным током конденсатора 6, в начальный момент времени имеет максимальную величину, через резистор 14 протекает импульс тока с крутым фронтом (фиг. 3 г). При очередной смене полярности напряжения на диагонали фазосдвигающего моста снова начинается заряд конденсатора 7.

5 Транзистор 5 открывается и конденсатор 6 разряжается по цепи: положительная обкладка конденсатора 6, эмиттер-коллекторный переход транзистора 5, резистор 14, диод 12, отрицательная обкладка конденсатора 6. Таким образом, на резисторе 14 нагрузки

0 формируются разнополярные импульсы (фиг. 3 г). Возникновение импульса на резисторе 14 всегда связано с моментом перехода синусоидального напряжения на диагонали ф зосдвигающего моста через нуль из положительного значения в отрицательное, что обеспечивает высокую точность следования импульсов.

Схема позволяет получить за период два разнополярных импульса, сдвинутые друг относительно друга на 180 эл. град., так

0 как когда «плюс приложен к общей точке элементов плеч фазосдвигающего моста, а «минус - к средней точке вторичной обмотки трансформатора фазосдвигающего моста, конденсатор 7 заряжается, а конденсатор 6 разряжается, что вызывает формирование на резисторе 14 импульса с крутым фронтом одной полярности, а в полупериод, когда «плюс приложен к средней точке вторичной обмотки трансформатора фазосдвигающего моста, конденсатор 6 заряжается, а конденсатор 7 разряжается, вызывая при этом формирование на резисторе 14 импульса с крутым фронтом другой полярности.

Сдвигая напряжение на диагонали фазосдвигающего моста относительно напряжения сети, получаем сдвиг формируемых импульсов относительно напряжения сети.

Использование в качестве выходного элемента вместо резистора 14 двухобмоточного импульсного трансформатора позволяет подать разнополярные импульсы (или после выпрямления однополярные) на управляемые устройством полупроводниковые приборы (например, симисторы), находящиеся под высоким потенциалом.

Устройство, изображенное на фиг. 2, работает аналогично описанному. Отличие заключается в том, что разнополярные импульсы с крутым фронтом, вызванные разрядом накопительных конденсаторов 6 и 7, формируются на выходном элементе, образованном не резистором 14, а первичной обмоткой трехобмоточного импульсного трансформатора 15.

При разряде конденсатора 7 через первичную обмотку импульсного трансформато

ра 15 протекает импульс тока с крутым фронтом одной полярности. На вторичных обмотках импульсного трансформатора 15 наводится ЭДС и, так как диод 16 не препятствует протеканию тока, вызываемого этой ЭДС, на резисторе 18 формируется импульс с крутым фронтом (фиг. 3 д).

При разряде конденсатора 6 через первичную обмотку импульсного трансформатора 15 протекает импульс тока с крутым фронтом другой полярности. На вторичных обмотках импульсного трансформатора 15 наводится ЭДС и, так как диод 17 не препятствует протеканию тока, вызываемого этой ЭДС, на резисторе 19 формируется импульс с крутым фронтом.

±:

12

3

15

13

,2

//

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫМИ ПРИБОРАМИ СТАТИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ, содержащее фазосдвигающий мост и две ключевые схемы, состоящие из транзистора и накопительного конденсатора каждая, включенные через разделительные диоды в диагональ фазосдвигающего моста, причем накопительные конденсаторы подключены между базой транзистора одной ключевой схемы и коллектором транзистора другой ключевой схемы, и два дополнительных диода, катод каждого из которых подключен к базе одного из транзисторов, н выходной элемент, отличающееся тем, что, с целью уменьщения массы и габаритов, выходной элемент выполнен в виде резистора, включенного между анодами дополнительных диодов, которые, кроме того, подключены к эмиттерам транзисторов. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что выходной элемент выполнен в виде трехобмоточного импульсного трансформатора, i первичная обмотка которого включена между анодами дополнительных диодов. С/ с т: & ±:9 12 т /J -КЬг{1 Ц 1ее 7 о г г