Формирователь управляющих пачек импульсов Советский патент 1982 года по МПК H02M1/08 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении систем управления силовыми полупроводниковыми ключами (транзисторами, тиристорами) статических преобразователей.

Известны устройства 1, осуществляющие формирование широких пачек импульсов управления силовыми ключами. Они основаны на возбуждении и срыв.е колебаний магнитно-транзисторного генератора. В режимевозбуждения такие генераторы на своем выходе вьщают nepeNjeHHoe напряжение повышенной частоты, трансформируемое выходным трансформатором, выпрямляемое и подаваемое на управляющий электрод силовых полупроводниковых ключей в качестве управляющего импульса.

Однако возможности применения таких устройств ограничены при необходимости регулирования длительности пачек импульсов в широких пределах. Известны формирователи 2,состоящие из трансформаторов-с выпрямителями и диодно-транзисторных коммутаторов, подключенных к высокочастотному генератору. При этом высокочастотный генератор работает в

непрерывном режиме, а длительность управляющей пачки импульсов определяется временем воздействия запускающего сигнала на базу транзисторного ключа коммутатора.

Однако приведенные устройства не обеспечивают необходимой помехоустойчивости силовых полупроводниковых ключей, что вызывает самопроизвольное их отпирание и следовательно аварийные режимы в силовых цепях.

Наиболее близким к изобретению является формирователь управляющих импульсов пачек 3, содержащий

15 генератор промежуточной частоты с выходным трансформатором, второй и третий промежуточные трансформаторы со средним выводом, подключенные крайними зажимами первичных обмоток

20 через диоды в обратном направлении к крайним зажимам вторичной обмотки выходного трансформатора генератора, а средние выводы первичной обмотки второго трансформатора и

25 вторичной обмотки выходного трансформатора соединены через транзистор, два выпрямителя, подключенные ко вторичным обмоткам второго и третьего трансформатора, выходные зажимы

30 выпрямителей связаны с управляющим

электродом - катодом тиристора, шунтированным в обратном направлении вспомогательным диодом, резисторы.

Недостатками таких устройств являются повышенные потери и соответственно повьшенная установленная мощность генератора прс 1ежуточной .частоты. Кроме того, на выходе устройства имеется значительный уровен помех от высокочастотного наполнения управляющего импульса.

Цель изобретения - снижение установленной мощности генератора промежуточной частоты и промежуточных трансформаторов, а также повышение помехоустойчивости.

Поставленная цель достигается тем, что в формирователь управляющи пачек импульсов введены дополнительный транзистор, триггер. Две схемы И, дополнительный генератор промежуточной частоты, четвертый трансформатор, третий выпрямитель, триггер ЦЫидта, причем второй выпрямитель выполнен по мостовой схеме, средние выводы первичной обмотки третьего трансформатора и вторичной обмотки выходного трансформатора генератора соединены через дополнительный транзистор, входы транзисторов подключены соответственно к прямому и инверсному выходам триггера Шмидта, выходы первого и второго выпрямителя подключены к управляющему электроду тиристора через ограничительные резисторы, первые входы схем И объединены и образуют входной зажим устройства, вторые входы схем И подключены к прямому и инверсному выходам триггера, вход которого соединен -с выходом дополнительного генератора промежуточной частоты, к .выходам схем И подсоединена крайним зажимами первичная обмотка четвертого трансформатора, вторичная обмотка которого через третий выпрямитель подключена ко входу триггера Шмидта.

На чертеже приведена схема формирователя управляющих пачек импульсов .

Схема формирователя управляющих пачек импульсов состоит из генератора промежуточной частоты 1 с выходным трансформатором 2,двух промежуточных трансформаторов 3 и 4; подключенных крайними зажимами первичных обмоток через диоды 5,6 и 7,8 к крайним зажимам вторичной обмотки выходного трансформатора, средние выводы обмоток соединены через транзисторы 9 и 10; двух выпрямителей 11 и 12; собранные первый по нулево схеме на диодах 13 и 14, второй по мостовой схеме на диодах 15 - 18 и подключенные ко вторым обмоткам промежуточных трансформаторов, выходные их зажимы через ограничительные резисторы 19 и 20 подключен к управляющему электроду - катоду силового тиристора 21, шунтированному по входу в обратном направлени вспомогательным диодом 22, второго генератора промежуточной частоты 23 который через триггер 24 подключен ко вторым входам схем И 25 и 26, первые входы которых объединены и образуют входной зажим устройства 27, четвертый трансформатор 28,первичная оЬмотка которого подсоединена к выходам схем И 25 и 26, а вторичная обмотка через выпрямитель 29 подключена ко входу триггера Шмидта 30.

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал формирователя управляющих импульсов поступает на зажим 27. На вход триггера ЦЫидта 3 он передается путем модуляции повышенной промежуточной частоты от генератора 23 через триггер 24, две схемы И 25 и 26, трансформатор 28 и демодуляции выпрямителем 29. Нулевому сигналу на входнрм зажиме 27 соответствует закрытое состояние ,схем И 25 и 26 и соответственно наличие нулевого сигнала на входе триггера Шмидта. При единичном сигнале на зажиме 27 осуществляется синхронное противофазное переключение схем И 25 и 26 с повышенной промежуточной частотой,, что приводит к появлению единичного сигнала на выходе триггера хЫидта. Наличие единичного или нулевого сигнала на входе триггера 11Ь1идта приводи к появлению единичного сигнала на его прямом или инверсном выходе и соответственно к включению транзистора 9 или 10. Последние совместно с диодами 5-8 образуют два диодно-транзисторных коммутатора с включенными на выходах трансформаторами 3 и 4 и выпрямителями 11 и 1 При нулевом сигнале на выходном зажиме 27 устройства открыт транзистор 10 и закрыт транзистор 9,тра:нсформатор 4 подключен через диоды 7 и 8 к выходному трансформатору 2 генератора промежуточной частоты 1, к управляющему электроду - катоду тиристора 21 через ограничительный резистор 20 приложено отрицательное напряжение выпрямленное диодами 15 18 и ограниченное на входе тиристора диодом 22. При единичном сигнале на входном зажиме устройства транзистор 10 закрыт, а транзистор 9 открыт, к генератору промежуточной частоты 1 подключен через диоды 5 и б трансформатор 3, к управляющему электроду - катоду тиристора 21 приложено через ограничительный резистор 19 положительное напряжение,выпрямленное диодами 13 I Таким Образом диодно-транзисторные коммутаторы работают попеременно. Если в противопоставленном устройстве на р зисторе 20 рассеивается повышенная мощность, так как токи через него протекают под воздействием двух сог ласно выпрямленных напряжений с обо выпрямителей, то в предлагаемом фор мирователе к ограниченному резистор прикладывается только напряжение выпрямителя 11 и соответственно рас 1Ч сеивается мощность - V . Одна и ЧО стоек выпрямителя 12, например диоды 17 и 18 и вспомогательный диод 2 выполнены на германиевых диодах, а выпрямитель 11 и диоды 15 и 16 второго выпрямителя 12 выполнены на кремниевых диодах, отличающихся от германиевых диодов повьипенным падением напряжения в проводящем направ лении. Это исключает возможность подмагничивания промежуточных транс форматоров 3 и 4. Так, при выработке положительного напряжения под воздействием напряжения первого выпрямителя ток, через резистор 20 згивыкается через германиевые диоды 17 и 18, минуя вторичную обмотку трансформатора 4. Соответственно под действием напряжения второго выпрямителя ток на резистор 20 попадает через диод 22, минуя вторичные об1фгтки трансформатора 3. Основным технико-экономическим показателем эффективности предлагае мого устройства является снижение уровня помех на входе устройства и тем самым повышение надежности рабо ты мощных преобразующих тиристорных структур, а также уменьшение уста новленной мощности генератора проме жуточной частоты и промежуточных трансформаторов. Формула изобретения Формирователь управляющих пачек импульсов, содержащий генератор промежуточной частоты с выходным трансформатором, второй и третий промежуточные трансформаторы со сре ним .рыводом, подключенные крайними за имами первичных обмоток через диоды в обратном направлении к край ним зажимам вторичной обмотки выход ного трансформатора генератора, а средние выводы первичной обмотки второго трансформатора и вторичной обмотки выходного трансформатора соединены через транзистор, два выпрямителя, подключенные ко вторичным обмоткам второго и третьего трансформаторов, выходные зажимы выпрямителей связаны с управляющим электродом - катодом тиристора, шунтированным в обратном направлении вспомогательным диодом, резисторы, отличающийся тем, что, с целью снижения установленной мощности генератора промежуточной частоты и промежуточных трансформаторов., а также повышения помехоустойчивости, введены дополнительный транзистор, триггер, две схемы И, дополнительный генератор промежуточной частоты, четвертый трансформатор, третий выпрямитель, триггер иыидта, причем второй выпрямитель выполнен по мостовой схеме, средние выводы первичной обмотки третьего трансформатора и вторичной обмотки выходного трансформатора соединены через дополнительный транзистор, входы транзисторов подключены соответственно к прямому и инверсному выходам триггера Шмидта, выходы первого и второго выпрямителей подключены к управляющему электроду тиристора через ограничительные резисторы, первые входы схем И объединены и образуют входной зажим устройства, вторые входы схем И подключены к прямому и инверсному выходам триггера, вход которого соединен с выходом дополнительного генератора промежуточной частоты, к выходам схем И подсоединена крайними зажимами первичная обмотка четвертого трансформатора, вторичная обмотка которого через третий выпрямитель подключена ко входу триггера Шмидта. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 474083, кл. Н 02 М 1/08, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР 418945, кл. Н 02 М 1/08, 1975. 3.Блох Г.М. и Седов К.Н. Выходные устройства систем управления тиристорами. Труды ВНИИЭМ, т. 41, М., 1974, с. 196-203, рис. 3.