УСТРОЙСТВО для ФОРМИРОВАНИЯ БИПОЛЯРНЫХ ИМПУЛЬСОВ УПРАВЛЕНИЯ Советский патент 1972 года по МПК H02M5/22 

Изобретение может быть использовано В системах автомат ичеакого регулирования для управления углом горения тири1сторов тириCTOpiHoro усилителя переменного тока, а также для широтно-импульсного управления IB системах автоматического регулирования и в электроприводах с двигателями как переменного, так и постоянного тока с выходным усилителем мощности ,на транзисторах.

Известны устройства для формирования биполярных импульсов управления углом горения тиристоров, содержащие генераторы пилообразного напряжения, синфазного с напряжением, питающим тиристорный усилитель, схемы смещения пилообразных напряжений, схемы сравнения смещенных «пилоо-бразных напряжений С входным напряжением постоянного тока и -спусковые устройст1ва типа триггера Шмитта. Однако такие устройства сложиы по своей конструкции.

Предлагаемое устройство содержит гелератор пилообразного напряжения, согласующие элементы, включенные на вход пороговых элементов, и входные клеммы. Для упрощения генератор пилообразного напряжения выполнен в виде двух пар транзисторов, соединенных по схеме модулятора. Параллельно каждой паре транзисторов включен конденсатор, одна из обкладо-к которого подключена к одной из входных клемм, а другая через резистор - к другой входной клемме и через дополнительный конденсатор .на вход соответст вующего согласующего элемента.

На фиг. 1 дана схема описываемого устройства; на фиг. 2 - эпюры напряжений на элементах устройства, поясняющие его работу.

Устройство содержит три основных блока: модулятор-лреобразователь входного напряжения постоянного тока ъ пилообразное напряжение, эмиттерный повторитель Ч1 спусковое устройство типа триггера Шмитта.

Модулятор состоит из четырех соединенных попарно транзисторов TI, Т и TZ, Т, образующих совместно с обмотками трансформатора

Tpi .и резисторами Ri и Rz два полупроводниковых ключа, открывающихся .поочередно синфазно с частотой сети. Между коллекторами транзисторов Т и Га включен конденсатор Ci, а между коллекторами транзисторов Гз и

конденсатор Cz. Коллектор транзистора Т через конденсатор Сз подключен к базе транзистора TS, включенного по схеме эмиттерного повторителя, а коллектор транз1истора Тц через конденсатор С соединен с базой транзистора

Гб, включенного также по схеме эмиттерного повторителя. Эмиттерные .повторители необходимы для согласования ллеч модулятора-преобразователя с входами спусковых устройст1В. Точка соединения коллекторов тра1нзисторов

щей точкой для резисторов ,з и R, включенных соответственно в цепи эмиттеров транзисторов Гб и Те, и одновременно входной точкой модулятора-преобразователя, другой входной точкой которого является общая точка резисторов Rs и 6, подключенных своими вторыми концами к коллекторам транзисторов Т и Т соответственио. Резисторы предназначены для выбора рабочей точки эмиттерных повторителей. К эмиттерам транзисторов Гб и TS подключена первичная обмотка переходного трансформатора Тр-,, начало вторичной обмотки которого .подсоединено к базе транзистора Тт. Транзисторы Г и TS, резисторы Rii-Ri3 и диоды Д: и Да образуют спусковое устройство типа триггера Шмитта. Конец вторичной обмотки трансформатора Грг подключен К базе транзистора Тд, который вместе с транзистором Ты, резисторами и диодами Дз и Д образует второе спусковое устройство тила триггера Шмитта. Средний вывод вторичной обмотки трансформатора Трг соединен с общей точкой транзисторов Т2 и Гз, с общей ТОЧ1КОЙ диодов Д w. Д и является общей тачкой для всей схемы. Выходные импульсы снимаются с коллектора транзисторов TS и TIC, относителино общей шины.

Устройство при положительной полярности ВХОД1НОГО сигнала работает €ледую(щим образом.

Входной сигнал Lsx постоянного тока (см. фиг. 2) поступает на входные клеммы 1 и 2 модулятора-1преобразователя. На первичную обмотку трансформатора Tpi через резистор 17 подается то же напряжение U сети, что и напряжение, питающее выходной тиристорный каскад. Параллельно первичной обмотке трансформатора Тр, 1В,ключены диоды Дз и Де, на которых формируется опорное трапецеидальное напряжение f/o, необходимое для четкой работы полупроводни-ковых,ключей модулятора-преобразовлтеля. Если в первую половину периода на базы транзисторов: TI и Т относительно их эмиттеров поступает положительный трапецеидальный импульс с одной обмотки трансформатора Tpi, то па базы транзисторов Гз и 4 относительно их эмиттеров в ту же половииу периода поступает отрицательный трапецеидальный импульс с другой обмотки тра1нсформатора Tpi. При этом транзисторы TI и Т2 заперты, а транзисторы Гз и Т открыты. Конденсатор Ci, включенный параллельно запертым транзисторам Т и Т, заряжается от напряжения f/Bs через резистор . Постоянную времени цепи, состоящей из резистора s и конденсатора Ci, для получения больщей линейности нарастающего напряжения выбирают больщей времени полупериода Опорных трапецеидальных импульсов. Конденсатор Сз в эту яоловину периода защунтИрован открытыми транзисторами Гз и Г4 и, следовательно, разряжен. Во вторую половину периода изменяется полярность опорных трапецеидальных импульсов и транзисторы TI и TZ отпираются, а транзисторы Гз и Г4 запираются. В момент отпирания транзисторов TI и Гз конденсатор Ci быстро .разряжается, та,к .как сопротивление открытых транзисторов TI и Г2 значительно меньще сопротивления резистора Rs. В течение всей второй половины периода конденсатор Ci разряжен, а конденсатор Са заряжается через резистор

6 до тех пор, пока опорное трапецеидальное напряжение не сменит знак, т. е. до начала следующего полупериода. Постоянная времени цепи заряда конденсатора Ci равна постоянной времени депи заряда конденсатора Са. ТаКИМ образом, в течение одной половины периода на .конденсаторе Ci формируются пилообразные импульсы иct, а в течение другой половины периода на конденсаторе С формируются пилообразные импульсы Uc . Сформированные на конденсаторах Ci и Сз пилообразные импульсы через разделительные конденсаторы Сз и С4 поступают на входы амиттерных повторителей, собранных на транзисторах Т и Те, рабочая точка которых расположена «а

линейных участках их характеристик. Усиленные по мощности пилообразные импульсы с эмиттеров транзисторов Т и Ге подаются на первичную обмотку трансформатора Трг. Так как эмиттерные повторители подключены к

разным концам обмотки трансформатора Тр, то при протекании тока от эмиттера транзистора Г5 на обмотке трансформатора формируется пилообразное напряжение одной полярности, а при протекании тока от эмиттера

транзистора Тд - пилообразное напряжение другой .полярности. Таким образом на первичной обмотке трансформатора Гра образуются биполярные пилообразные импульсы бтрИмпульсы, снимаемые с секций вторич.ной обмотки трансформатора Tps, подаются на входы спусковых устройств. Так как к базе транзистора Гт подключено начало вторичной обмотки трансформатора Tps, а к базе транзистора Гэ - ее конец, то в те полупериоды, когда на базу транзистора Гт поступают открывающие пилообразные импульсы lUi, на базу транзистора Гд поступают затирающие пилообразные импульсы t/a, и, наоборот, в те полупериоды, когда на базу транзистора Гт поступают запирающие пилообразные импульсы, на базу транзистора Гд поступают отпирающие импульсы, т. е. спусковые устройства в течение периода работают поочередно. Когда передний фронт отпирающего пилообразного импульса достигает порога срабатывания спускового устройства, последнее срабатывает, а от заднего фронта пилообразного импульса возвращается в исходное положение. Таким образом, длительность снимаемого со спускового устройст1ва прямоугольного импульса зависит только от момента срабатывания этого устройства, потому что задний фронт прямоугольного импульса формируется по заднему фронту щие пилообразные импульсы поступают на каждое спусковое устройство поочередно, то во второй лолупериод, когда уровень пилообразного импульса достигает порога срабатывания второго спускозаго устройства, последнее Срабатывает и на его выходе появляется прямоугольный импульс /4. .При увеличении входного (Сигнала f/вх амллитуда пилообразных напряжений V и Us, подаваемых на входы спусковых устройств, также увеличивается, а следовательно, изменяется точка срабатывалия спусковых устройств и увеличивается длительность снимаемых с их выходов прямоугольных импульсов Ui и f/s. jI JLAV/JiUrs 11 ил 1V1VJ J1 uft/i JJiJui v л J.J jr «iuv.i-jj I ДА оПредельное значение длительности прямоугольного нмлульса может быть равно лоловине периода питающего сетевого напряжения. При смене полярности входного сигнала работа устройства аналогична. При этом фаза выходных импульсов спусковых устройств относительно напряжения сети изменяется на 180 эл. град. Предмет изобретения Устройство для формирования билолярных имлульсов управления углом горения тиристоров, содержащее генератор пилообразного напряжения, согласующие элементы, включенные «а вход пороговых элементов, входные клеммы, отличающееся тем, что, с целью упрощения, генератор пилообразного напряжения выполнен в виде двух лар транзисторов, соединенных по схеме модулятора, причем па- -раллельно .каждой паре транзисторов включен конденсатор, одна из обкладок которого (ключана к одной из входных клемм, а другая через резистор - к другой входной клемме и через дополнительный конденсатор на вход соответствующего согласующего элемента.

.

fPuZ-l

Фиг. 2