Усилитель-формирователь импульсов управления тиристорами Советский патент 1988 года по МПК H03K5/12 

ел

Изобретение относится к, импульсной технике и может быть использовано в схемах управления мощными высоковольтными тиристорными преобра- зователями.

Цель изобретения - снижение мас- согабаритных показателей, повьшение надежности работы устройства и улучшение параметров формируемых импуль- сов за счет ограничения тока корот- |кого замыкания и размагничивания основной обмотки по заднему фронту импульса.

На чертеже приведена принципиаль- ная электрическая схема предлагаемого усилителя-формирователя.

Усилитель-формирователь импульсов управления тиристорами содержит транзисторный ключ 1, импульсный транс- форматор 2 с форсирующей обмоткой 3, обладакщей малой индуктивностью рассеяния (малым количеством витков), основной обмоткой 4 с большим количеством витков, включенными согласно выходной обмоткой 5 с клеммами для подключения выхода устройства, имеющей высокий коэффициент магнитной связи с форсирующей обмоткой 3, разделительные первый, второй и третий диоды 6, 7, 8, балластные первый, второй и третий резисторы 9, 10, 11, форсирующий конденсатор 12, обладающий малой емкостью, размагничивающий конденсатор 13, шунтирующий диод 14, оптопару 15, например тиристор- ную, первую и вторую шины 16, 17 подключения источника напряжения, дифференцирующую цепь, состоящую из резистора 18 и конденсатора 19, вход ную шину 20.

Конец основной обмотки 4 соединен с первым выходным выводом оптопары 15 и с анодом первого разделительного диода 6, катод которого соединен с концом форсирующей обмотки 3 и коллектором транзисторного ключа 1, эмиттер которого соединен с второй шиной 17 для подключения источника напряжения, первая шина 16 которого соединена через второй балластный резистор 10 с началом основной обмотки, анодом шунтирующего диода 14 и первым выводом третьего балластного резистора .11, второй вывод которого соединен с катодом шунтирующего диода 14 и первой обкладкой размагничивающего конденсатора 13, вторая обкладка которого соединена с вторым

5

0 5 О Q

0

5

выходным выводом оптопар, 15 и с катодом третьего разделительного диода 8, анод которого соединен с первой шиной 16 для подключения источника напряжения и первым выводом первого балластного резистора 9,второй вывод которого соединен с анодом второго разделительного диода 7, катод которого соединен с началом форсирующей обмотки 3 и первой обкладкой форсирующего конденсатора 12, вторая обкладка которого соединена с эмиттером транзисторного ключа, первым входным выводом оптопары 15 и первым выводом резистора 18, второй вывод которого соединен с BTopbw входным выводом оптопары 15 и второй обкладкой конденсатора 19, первая обкладка которого соединена с входной шиной 20 и базой транзисторного ключа 1 .

Устройство работает следующим образом.

При подаче импульсного сигнала на вход устройства транзисторный ключ

1открывается и форсирующий конденсатор 12, предварительно заряженный через балластный резистор 9 и ра3делительньш диод 7 от источника напряжения, разряжается по цепи: форсирующая обмотка 3 импульсного трансформатора 2, открытый переход эмиттер-коллектор транзисторного ключа 1 В выходной обмотке 5 импульсного трансформатора 2 индуктируется короткий выходной импульс с малой длительностью переднего фронта и большой амплитуды. При этом разделительный диод 6 закрыт и через основную обмотку 4 импульсного транс(1юрматора

2ток- не протекает. Когда напряжение на конденсаторе 12, уменьшаясь, достигает определенной величины, через диод 6 включается источник напряжения, который обеспечивает протекание тока по цепи: разделительный диод 8, конденсатор 13, балластный резистор 11, основная обмотка 4, раз- делительньй диод 6, открытый переход эмиттер-коллектор транзисторного ключа 1. После того,как конденсатор 13 зарядится, ток, протекающий через основную обмотку 4, поддерживается источником напряжения через балластный резистор 10.

Напряжение основной обмотки 4 меньше напряжения источника на величину падения напряжения на балластных резисторах 10, 11 от протекания приведенного тока нагрузки. За счет этого вольт-секундная характеристика импульсного трансформатора 2 опрделяется приведенными параметрами нагрузки, а не напряжением источника.

При этом обеспечивается протекание тока с амплитудой в 2-3 раза меньшей, чем амплитуда форсирующей части импульса.

Эта величина тока остается неизменной до конца запускающего импульса. Образующийся провал в форме тока выходного импульса при суммировании форсирующей и основной части заполняется током, определяемым зарядом конденсатора 13.

По окончании действия запускающего импульса транзисторный ключ 1 запирается, а короткий импульс, сформированный дифференцирующей цепью, состоящей из конденсатора 19 и резистора 18, вызывает протекание тока через светодиод тиристорной оп- топары 15, что приводит к отпиранию фототиристора оптопары 15. Конденсатор 13, разряжаясь по цепи: открытый переход фототиристора, основная обмотка 4 импульсного трансформатора 2, шунтирующий диод 1А, обеспечивает протекание размагничивающего тока. При этом также форсируется срез заднего фронта выходного импульса. Посл

прекращения тока разряда конденсато ра 13 фототиристор оптопары 15 выключается.

В результате в выходной обмотке 5 импульсного трансформатора 2 формируется суммарный выходной импульс оптимальной формы с малой длительностью переднего фронта и стабильной длительностью основной части.

-

Формула изобретения Усилитель-формирователь импульсов управления тиристорами, содержащий входную шину, транзисторный ключ, импульсный трансформатор, имеющий выходную обмотку и включенные со глас но основную и форсирующие обмотки, первую и вторую шины для подключения источника напряжения, форсирующий конденсатор, первый, второй и третий разделительные диоды, шунтирующий диод, первый и второй балластные рее

10

5

20

25

30

35

40

45

55 зисторы, конденсатор, рез истор и клеммы для подключения выхода устройства, первая шина для подключения источника напряжения соединена с первым выводом балластного резистора, а вторая - с эмиттером транзисторного ключа, коллектор которого соединен с катодом первого разделительного диода, а база - с первой обкладкой конденсатора, второй вывод первого балластного резистора соединен с анодом второго разделительного диода, катод которого соединен с началом форсирующей обмотки и первой обкладкой форсирующего конденсатора, вторая обкладка которого соединена с эмиттером транзисторного ключа, отличающийся тем, что, с целью снижения массогабарит- ных показателей, повышения надежности работы устройства и улучшения параметров формируемых импульсов, в него введены размагничивающий конденсатор, третий балластный резистор и тиристорная оптопара, причем конец основной обмотки соединен с первым выходным выводом оптопары и анодом первого разделительного диода, катод которого соединен с концом форсирующей обмотки, первая шина для подключения источника напряжения соединена с первым выводом второго балластного резистора,второй вывод которого соединен с началом основной обмотки, анодом Шунтирующего диода и первым выводом третьего балластного резистора, второй вывод которого соединен с катодом шунтирующего диода и первой обкладкой размагничивающего конденсатора,вторая обкладка которого соединена с вторым выходным выводом оптопары и с катодом третьего разделительного диода, анод которого соединен с первой шиной для подключения источника напряжения, вторая шина для подключения источника напряжения соединена с первым выводом резистора и первым входным выводом оптопары, второй входной вывод которой соединен с вторым выводом резистора и второй обкладкой конденсатора, первая обкладка которого соединена с входной шиной, выходная обмотка импульсного трансформатора соединена с клеммами для подключения выхода устройства.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в схемах управления мощными высоковольтными тиристорными преобразователями. Цель изобретения - снижение массогабаритных показателей, повышение надежности работы уст ройства, стабильности длительности импульсов и улучшение параметров фор мируемых импульсов. Усилитель-формирователь содержит транзисторный ключ 1, импульсньш трансформатор 2 с первичной форсирующей обмоткой 3, обладающей малой индуктивностью рассеяния (малым количеством витков), основной первргчной обмоткой 4 с большим количеством витков; выходной обмоткой 5, имеющей высокий коэффициент магнитной связи с форсирующей обмоткой 3, разделяющие диоды 6-8, балластные резисторы 9, 10,форсирующий конденсатор 12, обладающий малой емкостью, шунтирующий диод 14, шины 16, 17 источника напряжения, дифференцирующую цепь, состоящую из резистора 1 8 и конденсатора 19. Введение размагничивающего конденсатора 13, балластного резистора 11 и тиристор- ной оптопары 15 ограничивает ток короткого замыкания и размагничивания основной обмотки 4 по заднему фронту S (Л