ЭЛЕКТРОННОЕ ПОЛЯРИЗОВАННОЕ РЕЛЕ НА КРЕМНИЕВЫХ УПРАВЛЯЕМЫХ ВЕНТИЛЯХ Советский патент 1971 года по МПК H03K17/424 H03K17/72 

Изобретение относится к области импульсной техники, а именно к переключающим устройствам, и может быть применено в телеграфии.

Известны схемы электронного поляризованного реле на кремниевых управляемых вентилях, выполненные по схеме однофазного инвертора с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) на кремниевых управляемых вентилях, в которых в качестве коммутирующих цепей применены LC-цеии.

С целью уменьщения длительности фронта коммутируемого напряжения на нагрузке в предлагаемом электронном реле LC-контур индуктивно связан с дополнительной катушкой, включенной между источником питания и соответствуЕощим электродом кремниевого управляемого вентиля (КУВ) противоположного плеча. Для защиты от короткого замыкания источников питания при одновременном пробое КУВ в реле введена инерционная обратная связь с выхода реле на вход схемы формирования переключающих импульсов.

На чертеже изображена схема предлагаемого электронного поляризованного реле.

Электронное реле с формирующим устройством / на входе содержит в каждом плече 2 и 2 кремниевые управляемые вентили 3 и 4, параллельно которым подключены коммутирующие LC-контуры 5 и 6 соответственно. Последние индуктивно связаны с дополнительными катущками (обмоткамт) 7 и 8. Менаду выходом электроиного реле (нагрузка 9) и входом введеиа инерционная цепь обратной связи из резистора 10 и конденсатора 11.

В исходном состоянин кремниевые управляемые вентили 3 II 4 находятся в непроводящем состоянии. Напряжение на конденсаторах 12 и 13 одииаково и равно Е при условии, что Ei E2 E. На нагрузке 9 напряжение равно 0. В момент поступления на вход 14 формирующего устройства ииформационного импульса отрицательной полярности иа обмотке 15 диффереицирующего трансформатора 16 возннка5 ет короткий (порядка иескольких десятков микросекунд) иереключающий импульс положительной полярности, соответствующий переднему фронту ннформационного импульса. Этот импульс ноступает на управляющий электрод кремниевого управляющего вентиля 4 и переводит его в проводящее состояние.

Конденсатор 13, у которого был равный Е заряд, разряжается через обмотку 17 трансформатора 18, КУВ 4 Н диод 19. Ток нагрузки

нроходит через обмотку 7 трансформатора 20, КУВ 4 и диод 21. На нагрузке устанавливается отрицательное напряжение -Е.

обладает малым динамическим сопротивлением, напряжение на нагрузке устанавливается практически мгновенно. Конденсатор 12 заряжается через обмотку 8 трансформатора 18, регистор 22, обмотку 23 трансформатора 20, диоды 24 и 21, КУВ 4 и обмотку 7 трансформатора 20 до напряжения 2E.

После окончания информационного импульса на обмотке 25 дифференнирующего трансформатора 16 наводится короткий переключающий имнульс, соответствующий заднему фронту информационного. Этот импульс переводит КУВ 3 в проводящее состояние.

Конденсатор 12 разряжается через КУВ 3, обмотку 23 трансформатора 20 и диод 26. На обмотке 7 трансформатора 20 наводится косинусоидальный имнульс, смещающий КУВ 4 в обратном направлении.

Одновременно через обмотку 8 трансформатора 18, КУВ 3 и диод 24 проходит ток нагрузки. На нагрузке 9 устанавливается положительное напряжение,

Носле занирания КУВ 4 конденсатор 13 зарял ается через обмотку 8 трансформатора 18, открытый КУВ 3, диоды 24 и 21, обмотку 17 трансформатора /5, резистор 27 и обмотку 7 трансформатора 20 до напряжения Ei + E - 2Е.

При ностунлении нового информационного импульса нереключаюишй имнульс, возникающий на обмотке 15 трансформатора 16, переводит в проводящее состояние КУВ 4. Конденсатор 13 разряжается на обмотку 17 трансформатора 18 через диод 9, смещая КУВ 3 в обратном направлении. На нагрузке устанавливается отрицательное напряжение и т. д.

Таким образом, из работы схемы видно, что при включении любого плеча электронного реле ток нагрузки всегда проходит через обмотку трансформатора, индуктивность которой мала и которая в данный момент в работе не участвует, и имеет лищь один общий участок с током коммутирующего контура - КУВ.

Благодаря этому и достигается больщая скорость нарастання импульса нанрял ения на нагрузке.

Для предотвращения одновременного пробоя кремниевых управляемых вентилей при больщой частоте коммутации или влиянии импульсных помех в схему введена инерционная обратная связь с выхода электронного реле на вход схемы формирования. Цепочка обратной связи состоит из последовательно соединенных резистора 10 и конденсатора //. Схема формирования запускающих импульсов с обратной связью работает следующим образом.

При ностунлении информационного импульса отрицательной полярности на базу транзкстора 28 через цепь обратной связи отрицательное напряжение с нагрузки 9 поступает на базу транзистора на время, оиределяемое постоянной времени цени обратной связи. Постоянная времени заряда этой цепи выбирается больще времени восстановления КУВ в непроводящее состояние.

Аналогичный процесс происходит при включении на нагрузку положительного напряжеиия. В этом случае иа базу транзистора 28 поступает пололсительный потенциал на время, больщее времени запирания КУВ противоположного плеча. Таким образом, после переключения схемы

последующий переключающий импульс на выходе схемы формирования не может появиться раиьще времени восстановления КУВ запираемого плеча, что устраняет опасность одновременного пробоя двух КУВ и короткого замыкания источников питания.

Диоды 29 и 30 не пропускают на управляющие электроды КУВ импульсы отрицательной полярности, образующиеся в результате дифференцирования информационных импульсов,

и таким образом предохраняют КУВ от пробоя отрицательным напряжением.

Диоды 21 и 24 являются отключающими и служат для устранеиия выбросов нанряжения на нагрузке 9 в момент переключения схемы.

Параллельно соединенные резистор 22 и диод 26, а также резистор 27 и диод 19 служат для предотвращения самопроизвольного запирания КУВ при изменении направления тока в коммутирующем контуре.

Предмет изобретения

1. Электронное поляризованное реле на кремниевых управляемых вентилях с формирующим устройством на входе, содержащее

в каледом плече кремниевый управляемый вентиль, параллельно которому подключен коммутирующий LC-контур, отличающееся тем, что, с целью уменьщения длительности фронта коммутируемого нацрял ения на нагрузке, упомянутый контур индуктивно связан с дополнительной катушкой, включенной между источником питания и соответствующим электродом кремниевого управляемого вентиля противополол ного илеча.

2. Электронное поляризованное реле по п. 1, отличающееся тем, что, с целью защиты от короткого замыкания источников питания при одновременном пробое кремниевых управляемых вентилей вследствие воздействия имнульсных помех или при больщой частоте переключения, между выходом реле и входом формирующего устройства введена инерционная цепь обратной связи, состоящая из последовательно соединенных резистора и конденсатора.

-1

f-f

/ м

:/7

20

- f. +