Модель тиристора Советский патент 1990 года по МПК G06G7/62 

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике, а именно к, моделированию вентильных коммутаторов при аналого-цифровом моделировании машинно-вентильных систем в натуральном масштабе времени.

Цель изобретения - повышение точности моделирования, расширение диапазона рабочих напряжений и повышение быстродействия.

На чертеже представлена схема модели тиристора.

Модель тиристора содержит первый 1 и второй 2 ключевые элементы, анодный вывод 3 модели, третий масштабирующий резистор 4, катодный вывод 5 модели, четвертый масштабирующий резистор 6, компаратор 7, первый 8 и второй 9 масштабирующие резисторы, пятый масштабирующий резистор 10, третий токоограничиваю- щий резистор 11, положительный полюс- 12 источника питания, первый разделительный диод 13, первый фильтрующий конденсатор 14, первый токоог- раничивающий резистор 15, второй разделительный диод 16, второй токо- ограничивающий резистор 17, второй фильтрующий конденсатор 18, вывод 19 управляющего электрода модели, источник 20 питания.

Модель тиристора работает следующим .образом.

Когда разность потенциалов U вывода 3 и UR вывода 5 превышает величину порогового напряжения срабатыва01СП

ф

од

ел

ния

U

срош.

компаратора 7, на выходе

последнего формируется сигнал высокого уровня U 8bw который через масштабирующий резистор 10 подается на информационны вход второго -ключевого элемента 2. Модель тиристора готова к включению.

Поданный извне на вывод 19 управления управляющий импульс U,,np высокого уровня через разделительный диод 16 поступает на управляющий вход второго ключевого элемента 2 и включает его. В результате этого ивых,к проходит на управляющий вход первого ключевого элемента 1, включая модель тиристора, и через разделительный диод 13 на управляющий вход второго ключевого элемента 2, поддерживая его во включенном состоянии в отсутствие управляющего импульса UN™.

Таким образом, для включения модели тиристора необходимо выполнение условия U д - Uk UCpae и наличие управляющего импульса UunpВо включенном состоянии для выполнения условия - U к исрд6 необходимо Наличие небольшого сопротивления в цепи анод-катод, падение напряжения на котором больше Ucpa6. Таким сопротивлением является сопротивление канала открытого ключевого элемента 1 готк величиной от нескольких Ом до десятков Ом в зависимости от типа ключевого элемента. При UA ™ Uk UCpa6 компаратор 7 возвращается в исходное состояние, выключив при этом ключевые элементы 1 и 2. Модель тиристора выключается.

Назначение других элементов модели: диод 13 препятствует прохождению UBbt)(i во внешнюю цепь управления, диод 16 - прохождению внешнего управляющего импульса УЧЛО на управляющий вход первого ключевого элемента 1, резисторы 4 и б (порядка нескольких кОм) служат для ограничения входных токов компаратора 7. Для надежного запира«ия ключевых элементов 1 и 2 в отсутствие управляющих напряжений и предупреждения ложных срабатываний применяются RC-цепоч- ки (конденсаторы 14 и 18 и резисторы 15 и 17).

Соотношение величин резисторов JO 11, 15. и 17 должно обеспечить необходимый уровень управляющих напряжений на ключевых элементах 1 и 2. Величины резисторов 8 и 9 - порядка

5

0

5

0

5

0

5

0

5

108 Ом, они служат для устойчивой работы компаратора 7.

Формула изобретения

Модель тиристора, содержащая первый ключевой элемент, пять масштабирующих резисторов, первый и второй разделительные диоды и компаратор, причем первые выводы первого и второго масштабирующих резисторов подключены к шине нулевого потенциала, катод первого разделительного диода соединен с катодом второго разделительного диода, информационный вход первого ключевого элемента явля ется анодным выводом модели, о т л и- .чающаяся тем, что, с целью повышения точности моделирования,расширения диапазона рабочих напряжений и повышения быстродействия, в нее введены второй ключевой элемент, источник питания, три токоограничиваю- щих резистора, первый и второй фильтрующие конденсаторы, первые выводы которых соединены с первыми выводами соответственно первого и второго то- коограничивающих резисторов и подключены к шине нулевого потенциала, второй вывод первого фильтрующего конденсатора соединен с вторым выводом первого токоограничивающего резистора, с анодом первого разделительного диода, с выходом второго ключевого элемента и с управляющим входом первого ключевого элемента, второй вывод второго фильтрующего . конденсатора соединен с вторым выводом второго токоограничивающего резистора, с управляющим входом второго ключевого элемента и с катодом второго разделительного диода, анод которого является выводом управляющего электрода модели, второй вывод первого масштабирующего резистора подключен к неинвертирующему входу компаратора и через третий масштабирующий резистор - к анодному выводу модели,второй вывод второго масштабирующего резистора соединен с инвертирующим входом компаратора и через четвертый масштабирующий резистор -с катодным выводом модели и выходом первого ключевого элемента, выход компаратора через пятый масштабирующий резистор подключен к информационному входу второго ключевого элемента, один вы515593576

вод третьего токоограничивающего ре- люгом и-ючникя питания, а другой чистора соединен с положительным тю- с выходом компарятора.

8 9

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике. Целью изобретения является повышение точности моделирования, расширение диапазона рабочих напряжений и повышение быстродействия. С этой целью в устройство введены второй ключевой элемент, источник питания, три токоограничивающих резистора, два фильтрующих конденсатора. Указанная цель достигается за счет того, что в модели происходит сравнение непосредственно потенциалов на силовых выводах модели тиристора, не связанных с общей шиной, кроме того, диапазон рабочих напряжений модели расширен за счет небольшого напряжения срабатывания, определяемого точностью срабатывания компаратора, а быстродействие модели обусловлено отказом от работающих в режиме насыщения операционных усилителей. 1 ил.