Устройство для управления тиристорным преобразователем Советский патент 1988 года по МПК H02M7/12 

N

О

со to

со

О5

Изобретение относится к тиристорным нреобразователя.м и может быть иснользова- но в источниках электропитания автономных объектов. Цель изобретения - улучшение , массогабаритных ноказателей. Устройство содержит источник постоянного напряжения питания 1, источник 9- управляюи1его напряжения, блоки 10, 11, 12 формирования опорного сигнала, компараторы 16, 17, 18, формирователи д. 1ительпостп импульса 20, 21, 22, выходные каскады 23, 24, 25, с выхода которых поступает сигнал на управляющие электроды тиристоров 34, 35, 36. Для уменьшения мощности, потребляемой от источника iiocTOHiiHoro нанряжения питания I выходными каскадами 23, 24, 25, в устройство введены источник стабильного тока 4, стабилитрон 7, трг .нзисторный ключ 8 и элемент ИЛИ-НЕ 37, причем источник стабильного тока 4 включен между источником нн- тания и выходными каскадами 23, 24, 25, параллельно выходу источника стабильного тока 4 включены стабилитрон 7 и транзисторный ключ 8, база которого соединена с выходом схемы ИЛИ-НЕ 37, а входы элемента ИЛИ-НЕ 37 соединены со входами выходных каскадов 23, 24, 25. 2 ил. М (Л

ери г. i

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах управления тиристорными преобразователями автономных объектов.

Цель изобретения - улучшение массо- габаритных ноказателей устройства.

На фиг. I приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство (фиг. 1) содержит источник 1 постоянного напряжения с выходными клеммами 2 и 3, источник 4 стабильного тока с выходными клеммами 5 и 6, стабилитрон 7, транзисторный ключ 8, соединенные параллельно и подключенные к выходным кле.м- мам 5 и 6 источника 4, блок 9 и.мпульсно- фазового управления, содержащий блоки 10-12 формирования опорного сигнала, имеющие входы 13-15 для подключения к питающей сети, компараторы 16-18, одип вход которых соединен с выходом блоков 10-12, другой вход соединен с выходом ис- точника 19 управляющего напряжения, фор- мирователи 20-22 длительности импульса, входы которых соединены с выходами ком- параторов 16-18, а выходы соединены с входами выходных каскадов 23-25, другие два входа каждого каскада 23-25 соедине- мы с оби1.ими для всех капалов клеммами 26 и 27 питания, которые, в свою очередь, соединены с выходными клеммами 5 и 6 источника 4, выходы каскадов 23-25 соединены с клеммами 28-30 для подключения к уп,- равляющим электродам и с клеммами 31 - 33 для подключения к катодам тиристоров 34-36 нреобразователя. Устройство также содержит элемент ИЛИ-НЕ 37, входы которого соединены с управляющими входами выходных каскадов 23-25, а выход подключен к управляющему входу транзисторного ключа 8.

Устройство работает следующим обра- зо.м.

В каждом канале блока 9 блоки 10-12 формируют опорное напряжение Uon , которое синхронизировано с напряжением сети, это напряжение поступает на один из входов компараторов 16-18, па другой вход которых от источника 19 поступает управляющее напряжение Uynp В момент равенства указанных напряжений компараторы 16-18 формируют и.мпульс, который поступает на вход формирователей 20-22. Фор- нирователи 20-22 нормируют импульс управления по длительности и формируют узкий импульс, длительность которого меньше длительности протекания тока через тиристор. С выхода формирователей 20-22 импульсы поступают на вход каскадов 23-25, которые усиливают их по мощности. С выхода каскадов 23-25 импульсы поступают

на управляющие электроды тиристоров 28-

20-22 также поступают на входы элемента ИЛИ-НЕ 37. Выход элемента 37 связан с управляющим входом 38 транзистора 8, который подключен параллельно выходу источпика 4. Если транзистор 8 закрыт, ток нагрузки источника протекает через один из каскадов 23-2.5. При включении транзистора 8 в паузах между импульсами ток источника 4 замыкается через транзисторный

,, ключ 8 и не протекает через каскады 23-25. Поскольку каждый канал формирует узкий импульс, возможно два состояния устройства: импульс управления подан на один из тиристоров 34--36; и.мпульс управления пе подается пи на один из тиристоров 34 - 36.

5В первом состоянии на интервале формирования импульса управления включен один из каскадов 23-25. При этом на выходе элемента 37 формируется импульс отрицательной полярности, который поступает

Q на управляющий вход транзисторного ключа 8 и поддерживает его в закрытом состоя- пии. Ток от источника 4, преобразующего папряжение источника 1 в ток стабильной величины, протекает через каскады 23-25 и с выхода согласующего трансформатора

5 каскадов 23-25 па управляющий электрод тиристоров 34-36 поступает импульс управления. Величина напряжения управления Uy на интервале действия импульса равна падению напряжепия на управляющем элек,. троде тиристора, а ток управления 1 ра,веи току первичной обмотки трансформатора каскадов 23-25, деленному на коэфе|зициент трансформации,

К W . Для надежно1 о включения тиристора па5 раметры источника 4. стабилитрона 7 и согласующего трансформатора каскадов 23-25 выбираются следующим образом. По пре- дельпым характеристикам управления определяют ток и напряжение, соответствующие нижней границе зоны гарантированного

0

включе1шя ly., и.уг Выбирают коэффициент

трансформации трансформатора выходного каскада К., , . Определяют ток первичной обмотки трансформатора выходного каскада IW, lyf-K.. Выбирают величину

5 тока нагрузки источника стабильного тока равной 1,,, Kj-lW, , где К, 1,1-1.2 - коэффициент запаса. Выбирают стабилитрон с нанряжение.м стабилизации большим, чем падение напряжения на первичной обмотке трансформатора ВК

0и„9 Uyp /Кг.

При указанном выборе параметров с учетом технологического разброса параметров цепей управления тиристоров возможны следующие случаи.

5 1. Характеристика управления проходит ниже, чем точка 1,,р, L (фиг. 2), т. е. падение напряжения Ь ., на управляющем электроде тиристора 34-36, приведенное к первичной обмотке согласующего трансформатора каскада 23-25 UXV, Uy,/Кт при токе Uyr, меньше напряжения стабилизации стабилитрона 7 (фиг. 2). Стабилитрон 7 при формировании импульса закрыт и вес ток источника 4 замыкается через каскады 2i - 25. При этом за счет формирования сигнала управления с током и напряжением, соответствующими зоне гарантирован1 ог() вк.иочс- ния, обеспечивается надежное включение тиристоров . За счет формирования сигнала с током и напряжением, соответствующим нижней границе зоны гарантированного включения уменьщается мопиюсть управления.

Таким образом, использование источника и стабилитрона позволяет осуцдествить надежное управление тиристорами 34-36 током, соответствующим нижней границе зоны гарантированного включения, что, в свою очередь, позволяет снизить максимальную мощность источника питания примерно в четыре раза.

Устройство позволяет также снизить мощность каскадов 23-25 за счет отсутствия в и.х схеме балластных резисторов, которые выполняют роль ограничителя тока управления.

На интервале между импульсами управления транзисторы каскадов 23-25 закрыты по управляющему электроду и ток через каскады 23-25 не протекает. Напряжение источника выбирается больще напряжения стабилизации стабилитрона 7. Поэтому, если не предусмотреть специальпых мер, в паузах между импульсами, стабилитрон 7 откроется и ток источника 4 будет протекать черег него. В этом случае на стабилитроне 7 происходит рассеивание .мощности. Для исключения этих потерь мощности в схему

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

вводится транз сторны11 ключ 8, который на интервале между импульсами унрав.пения поддерживается в замкнутом состоянии. При этом источник оказывается : .aMi-:ii i накоротко но выходным зажима.м и. c. ie.ioi;;; тельно.выходные каскады 23 25 и. стаГяыи.т- рон 7 оказываются обесточенными, что HV-- ключает потери мопщости в этой части eve . Импульсная монцюсть транзисгор/но ) ключа, имеет ма. юе зн 1чение по cpaBiioiii .i) с мощностью, которая выдс.чялас) 6i па стабилитроне 7,

Таким образом, изобретение позно.чнет уменьшить мощность, потребляемую от источника питания устройства управления,и мощность выходных каскадов. За счет этого в устройстве управления можно применить элементы меньшей установленной мощности и с McirbHieii массой, что позволяет улучшить массогабаритные показатели устройства управления тирпсторным 11реобразовате, 1е.м.

Формула изобретения

Устройство д. 1я управления тиристорным преобразователем, содержащее источник постоянного напряжения питания с двумя выходными клеммами, блок импульсно-фазо- вого управления, имеющий число каналов управления, равное числу тиристоров преобразователя, каждый канал управления содержит последовательно соединенные блок фор.мирования опорного сигнала, первый в.ход компаратора, формирователь длительности пмпульса и управляющий вход выходного каскада с выводами питания, вход блока формирования опорпого сигнала предназначен для подключения к питаюпгей сети, второй вход компарагора соединен с источником управляющего напряжения, общим д. 1Я всех каналов управления, один из выходов выходпого каскада соединен с клеммой для подключения к катоду тиристора, отличающееся тем, что, с целью улучшения массагабаритных показателей, оно снабжено и.мпульсным источником стабильного тока с двумя входными и двумя выходными клеммами, етабилитроном, транзисторным клю- чо.м, элементом ИЛИ-НЕ с числом входов, равным числу каналов управления, причем входные клем.мы импульсного источника стабильного тока соединены с выходными клеммами источника питания, выходные клем.мы соединены с выводами питания всех выходных каскадов, стабилитрон и транзисторный ключ соединены параллельно и подключены к выходным клеммам источника стабильного тока, управляющие входы всех выходных каскадов соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к управляющему входу трап- зисторного ключа, а другой выход выходно1Ч) каскада соединен с клеммой для подключения к управляюп1. электроду тиристора.

и У, 14

1У2 7,

lyl /

(иг.г