Устройство для формирования импульсов управления тиристорами Советский патент 1990 года по МПК H02M1/08 

Изобретение относится к системам управления тиристорами мощных преобразовательных устройств и может быть использовано в качестве выходного каскада систем управления сварочных источников питания инвертор- ного типа, а также в качестве выходного каскада силовых импульсных устройств.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет увеличения диапазона изменения скважности выходных импульсов.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит транзистор 1, в коллекторную цепь которого включена первичная обмотка 2 изолирующего трансформатора 3. Вторичная обмотка 4 трансформатора 3 через резистор 5 подключена к управляющему электроду силового тиристора 6, между управляющими электродами и катодом которого включен обратный диод 7. Пороговый элемент 8 базы транзистора 1, состоящий из стабилитрона 9 и резистора 10, обеспечивает надежное запирание транзистора 1. Конденсатор 11 и резистор 12 через который коллектор транзистора 1 подключен к зажиму 13 питания выходного каскада, обеспечивают специальную форму выходного импульса. Каскад на транзисторе 14 содержит в коллекторной цепи последовательно соединен- ные резистор 15 и обмотку 16 изолирующего трансформатора 3. Резистор 17 соединяет базу транзистора 14 с зажимом 18 питания первого каскада Зажим 19, соединенный с базой транзистора 14, является входным зажимом устройства.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии входного сигнала транзистор 14 открыт, так как на его базу через резистор 17 подается отпирающий потенциал. Через резистор 15 и обмотку 16 протекает коллекторный ток транзистора 14, который создает магнитный поток в магнитопроводе трансформатора 3. Транзистор 1 закрыт. Постоянный ток, проходящий через обмотку 15, на выход не трансформируется. Управление устройством осуществляют подачей на зажим 19 напряжения запирающей транзистор 14 полярности. После

0

5

0

5

5

0

0

5

0

5

запирания транзистора 14 на его коллекторе возникает напряжение, обусловленное ЭДС индукции обмотки 16 трансформатора 3, которое превышает напряжение стабилизации стабилитро- , на 9. При открывании транзистора 1 от источника 13 питания через резистор 12 и обмотку 2 трансформатора 3 начинает протекать коллекторный ток транзистора 1, создающий ЭДС в обмотке 16 полярности, способствующей открыванию транзистора 1. Он открывается лавинообразно. По цепи 13-12- 2-1 начинает протекать ток, под действием которого на вторичной обмотке 4 трансформатора 3 наводится ЭДС индукции, и на выходе устройства формируется импульс управления силовым тиристором 6. Разряд конденсатора 11 по цепи 11-2-1-11 способствует увеличению мощности импульса с более крутым передним фронтом. После окончания действия входного сигнала транзистор 14 вновь открывается по цепи 18-15-16-14 начинает протекать ток, а транзистор 1 закрывается. Причем магнитный поток, создаваемый обмоткой 16 при протекании коллекторного тока транзистора 14, направлен противоположно потоку, создаваемому при протекании через обмотку 2 коллекторного тока транзистора 1, так как эти обмотки включены встречно.

Таким образом,осуществляется размагничивание сердечника трансформатора 3, а режим перемагничивания обеспечивает работу сердечника по предельному циклу динамической петли гистерезиса, что позволяет предельно использовать возможности магнитопровода трансформатора. Благодаря этому при той же мощности выходных импульсов можно увеличить предельную частоту их следования и уменьшить габариты магнитопровода. Кроме того, устройство позволяет формировать более крутой передний фронт импульса и добиться увеличения общего коэффициента усиления за счет цепи положительной обратной связи, образованной обмотками 2 и 16 трансформатора 3, и снижения потерь, вызванных индукцией рассеяния в магнитопроноде трансформатора.

Формула изобретения

Устройство для формирования импульсов управчелия иристорами, содержащее лерву ш рничную обмртку

51

импульсного трансформатора, один вывод которой соединен с коллектором первого транзистора, эмиттер которого соединен с одним полюсом источника питания, а база через пороговый элемент соединена с коллектором второго транзистора, который также через последовательно соединенные вторую первичную обмотку импульсного трансформатора, включенную встречно первой, и первый резистор соединен с другим полюсом источника питания, эмиттер второго транзистора соединен с одним полюсом источника питания, а база подключена к выходу источника запускающих импульсов, конденсатор, один вывод которого соединен с другим выводом первич/+3506«

ной обмотки импульсного трансформатора, выводы вторичной обмотки которого предназначены для подключения к управляющему переходу тиристора, второй и третий резисторы, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет увеличения диапазона изменения скважности выходных импуль10

15

сов, база второго транзистора через второй резистор соединена с другим полюсом источника питания, к которому также через третий резистор подключен другой вывод первичной обмотки импульсного трансформатора, а другой вывод конденсатора соединен с одним полюсом источника питания .

Изобретение относится к системам управления тиристорами мощных преобразовательных устройств. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет увеличения диапазона изменения скважности импульсов. Размагничивающая обмотка 16 не только создает в сердечнике трансформатора 3 магнитный поток с направлением, противоположным рабочему, но и образует вместе с базовой цепью транзистора 1 положительную обратную связь при его включении. Следствием этого является получение минимально возможного времени перехода транзистора 1 в состояние насыщения, а значит и максимально крутого переднего фронта выходного импульса. Режим перемагничивания сердечника трансформатора 3 обеспечивает его работу по предельному циклу петли гистерезиса, что позволяет предельно использовать возможности магнитопровода трансформатора 3. Благодаря этому, при той же мощности импульсов можно увеличить частоту их следования и уменьшить габариты магнитопровода. 1 ил.

Составитель А.Меркулова Редактор Л.Веселовская Техред М.Ходанич Корректор А.Обручар

Заказ 406

Тираж 492

ВЫИИПИ 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

Подписное