Устройство для моделирования тиристора Советский патент 1982 года по МПК G06G7/62 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТИРИСТОРА

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано при моделировании электротехнических устройств, содержащих тиристоры, ив системах автоматического регулирования.

Известно устройство для моделирования тиристора, содержащее нелинейный элемент и операционный усилитель 1.

Недостатком устройства является то, что оно позволяет получать вольтамперные характеристики модели тиристора только с одним знаком напряжения на выходе операционного усилителя: положительным при транзисторах р-п-р типа или отрицательным при транзисторах п-р-п типа.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство, содержащее транзистор, входной резистор и операционный усилитель 2,

Однако это устройство имеет низкую точность моделирования, так как транзистор в этом устройстве может работать только в инверсном режиме включения.

Цель изобретения - повышение точности моделирования.:

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее транзистор, входной резистор, первый вывод которого является первым вводом устройства, второй вывод входного резистора соединен со входом операционного усилителя,

10 выход которого является выходом устройства, введены источник переменного напряжения, трансформатор, выпрямитель и два ключа, причем первый и второй выходы источника переменного

15 напряжения подключены соответственно к шине нулевого потенциала и к первому выводу первичной обмотки трансформатора, второй вывод которой соединен с информацио1}ным выходом пер20вого ключа, первый информационный вход которого подключен к шине нулевого потенциала, первый и второй выводы вторичной обмотки трансформатора соединены соответственно с первым и входами выпрямителей; первый и второй выходы которого подключены соответственно к эмиттеру и базе транзистора, коллектор которого соединен с первым информационным входом второго ключа, первый информационный выход которого подключен ко входу операционного усилителя, выход которого соединен со вторым информационным входом первого ключа и со вторым информационным выходом второго ключа, второй информационный вход которого подключен к базе транзистора, управляющий вход второго ключа является вторым входом устройства, третий вход которого соединен с первым управляющим входом первого ключа.

На чертеже изображена схема устройства для моделирования тиристора.

Устройство содержит операционный усилитель 1, вхрдное сопротивление 2 транзистор 3, трансформатор 4, выпрямитель 5, первый ключ 6, источник 7 переменного напряжения и второй ключ 8.

Устройство работает следующим образом.

Замкнутое состояние ключа 6 соответствует закрытому состоянию модели тиристора. При этом напряжение вторичной обмотки трансформатора 4 выпрямляется и отфильтровывается с помощью выпрямителя 5, и транзистор3 открывается, т.е. сопротивление промежутка коллектор-база транзистора будет небольшим. Таким образом, вход операционного усилителя 1 оказывается соединенным с выходом и при любой полярности и величине входного напряжения выходное напряжение операционного усилителя 1 будот равно нулю. При подаче на ключ 6 управляющего напряжения он выключает открывающее напряжение транзистора 3, после чего сопротивление промежутка коллектор-база транзистора 3 становится униполярным: большим (сотни килоом), когда на коллекторе напряжение со знаком минус, а на базе - плюс, и малым (сотни ом), когда на коллекторе.- плюс, а на базе - минус. Поэтому при положительном входном напряжении выходное напряжение операционного усилителя отрицательно и равно нулю, так как сопротивление транзистора очень мало при отрицательном входном напряжении выходное напряжение операционного усилителя 1 положительно и воспроизводится в масштабе, равном отношению сопротивления перехода коллектор-база транзистора 3, смещенного в обратном направлении, к входному сопротивлению 2. Для получения выходного напряжения с отрицательным знаком необходимо поменять местами точки включения промежутка коллектор-база транзистора 3 - базу присоединить к суммирующей точке операционного усилителя 1, а коллектор - к его выходу. Для этого надо подать управляющие напряжения Uy на управляющий вход ключа 8. Соединение ключа 6 с выходом операционного усилителя 1 обеспечивает положительную обратную связь, необходимую для поддержания модели тиристора в. открытом состоянии до прекращения его тока.

Знак управляющего сигнала Uu должен быть одинаков со знаком выходного напряжения операционного усили теля - положительным для включения, когда Uy равно О, и отрицательным для включения, когда U равно 1.

В качестве первого ключа может быть использован операционный усилитель моделирующей установки в режиме с ограничением.

В качестве источника переменного

напряжения для питания разделительного трансформатора 4 можно использовать источники напряжения моделирующей установки с частотой 200-400 Гц. Предлагаемое устройство для моделирования тиристора выгодно отличается от известного, так как использование разделительного трансформатора для электрического изолирования управляющего промежутка транзистора

от корпуса моделирующей установки

позволяет повысить точность воспроизведения моделируемых зависимостей, так как насыщение промежутка коллектор-база транзистора не наступает

до напряжения 100 В и выше (при

транзисторах МП-26); расширить функциональные возможности схемы, так как предлагаемое устрой ство можно использовать для моделирования зависимости как с положительным, так и с

отрицательным знаком; увеличить

надежность, так как выход операционного усилителя электрически не соединен с корпусом моделирующей установки, и выход из строя операционного

усилителя из-за перегрузки невозможен .

Формула изобретения

Устройство для моделирования тиристора, содержащее транзистор, входной резистор, первый вывод которого является nepBfcJM входом устройства, второй вывод входного резистора соединен со входом операционного усилителя, выход которого является выходом устройства, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности моделирования, в него введеныисточник переменного напряжения, трансформатор, выпрямитель и два ключа, причем первый и второй выходы источника переменного напряжения подключены соответственно к шине

0 нулевого потенциала и к первому выводу первичной обмотки трансформатора, второй вывод которой соединен с информационным выходом первого ключа, первый информационный вход которого

5 подключен к шине нулевого потенциала.

первый и второй выводы вторичной обмотки трансформатора соединены соответственно с первым и вторым входами выпрямителя, лервьай и второй выходы которого подключены соответственно к эмиттеру и базе транзистора, коллектор которого соединен с первым информационным входом второго

{ключа, первый информационный выход которого подключен ко входу операционного усилителя, выход которого

соединен со вторым информационным вхдом первого ключа и со вторым информационным выходом второго ключа, второй информационный вход которого

подключен к базе транзистора, управляющий вход второго ключа является вторым ВХОДСЖ1 устройства, третий вход которого соединен с управляющим входом первого ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР 570072, кл. G Об G 7/48, 1977 (прототип).