Устройство для моделирования тиристора

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТИРИСТОРА по авт. св. № 903912, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности, в него введены два масштабных резистора, дополнительньш ключ и , причем выход элемента ИЛИ черезинвертор подключен к управляющему входу дополнительного ключа, выход которого через первьй масштабный резистор соединен с выходом устройства, первый вход которого через второй масштабный резистор подключен к информационному входу дополнительного ключа и входу апериодического звена . IND о оо

СО 03 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН зло G 06 G 7/62

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

3,; с

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 903912 (21) 3626719/24-24 (22) 26.07.83 (46) 23.10.84. Бюл. У 39 (72) Ю.В. Лобанов, А.В. Налобин, Б.А. Сабко, П.В. Каштанов и В.А. Решетников (71) Уфимский ордена Ленина авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (53) 681 ° 333(088.8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

N 990033991122, кл . G 06 С 7/62, 1980 (прототйп)..

„„SU„„1120370 А (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИОДЕЛИРОВАНИЯ ТИРИСТОРА по авт. св. Р 903912, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены два масштабных резистора, дополнительный ключ и инвертор, причем выход элемента ИЛИ через инвертор подключен к управляющему входу дополнительного ключа, выход котороFo через первый масштабный резистор соединен с выходом устройства, первый вход которого через второй масштабный резистор подключен к информационному входу дополнительного ключа и входу апериодического звена.

1 1

Изобретение относится к вьгчислительной технике и может быть использовано при моделировании устройств, содержащих управляемые вентильные преобразователи.

По основному авт. св. У 903912 известно устройство для моделирования тиристора, содержащее ключ, выход которого подключен к входу апериодического звена, выход которого является выходом устройства, источник опорного напряжения, выходом соединенный с первым входом первого блока сравнения, выход которого подключен к входу инвертора, и триггер, кроме того, устройство содержит элементы И, элемент ИЛИ и второй блок сравнения, первый вход которого является первым входом устройства, второй вход которого подключен к первому входу пер— вого элемента И, выходом соединенного с первым входом элемента ИЛИ и подключенного к первому входу второго элемента И, выход которого соединен с первым входом триггера, выходом подключенного к второму входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом ключа, ин >ормационный вход которого подключен к первому входу устройства, выход которого соединен со вторым входом первого блока сравнения, выходом подключенного к второму входу триггера, выход инвертора соединен с вторым входом второго элемента И, шина нулевого потенциала подключена к второму входу второго блока сравнения, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И f1) .

Недостатком известного устройства является невозможность варьировать наклон одной ветви характеристики вентиля, так как ключ стоит на входе устройства и при его раз-мыкании моделируется сопротивление закрытого тиристора, равное бесконечности, что значительно снижает точность моделирования реальных вентилей. Кроме этого, высокие коммутационные помехи в момент размыкания ключа приводят к неустойчивой работе модели и снижению точности моделирования.

Цель изобретения - повышение точности моделирования.

Поставленная цель достигается .тем, что в устройство введены два

120370 2 масштабных резистора, дополнительный ключ и инвертор, причем выход элемента ИЛИ через инвертор подключен к управляющему входу дополнительного ключа, выход когорого через первый масштабный резистор соединен с,выходом устройства, первый вход которого через второй масштабный резистор подключен к информа—

50 ционному входу дополнительного ключа и входу апериодическо-о звена.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство содppzG iT операционный усилитель 1, резистор 2, конденсатор 3, которые образуют апериодическое звено, дополнительный ключ ч, масштабные резисторы 5 и 6, ключ 7, резистор 8, блок 9 сравнения, элемент И 10, элемент И 11, элемент ИЛИ 12, инверторы 13 и 1ч, блок 15 сравнения, триггер 16, источник 17 опорного напряжения и резисторы 18 и 19.

Устройство работает следующим образом.

Когда аналог анодного напряжения Нд отрицателен на выходе блока

9 сравнения, а значит,, на входе эле мента И 10 — логический "0", поэтому на выходе элемента И 10 — логический "0 независимо от наличия управляющих импульс ов на втором вхо, де элемента И 10. Если аналог анодного тока U(i.а) неположителен, что имеет место на непроводяшем интер— вале тиристора, то на выходе блока

15 сравнения, а значит, и IIG Н вЂ” входе триггера 16 — логи|еская "1", и тиристор оказывается в состоянии 0". В таком случае на oGovx входах элемента ИЛИ 12 имеют место логические "0", и ключ 7 разомк-Ióò.

На входе инвертора 13 — логический . 0", а на его выходе — логическая и ключ ч замкнут. I pè соответствующем подборе резисторов 2, 5, 6 и 8 этот режим соответствует закрытому состоянию тиристора. Если при положительном анодном напряжении на вход элемента И 10 поступает .управляющий импульс, то на его выходе и, следовательно, на входе элемента ИЛИ 12 появляется логическая "1" и ключ 7 замыкается, а ключ 4 размыкается. При этом выход— ное напряжение операционного усилителя 1 U. >1 нарастает по абсолютной (1 величине, причем скорость нараста10

20

30

40

45 к2 (1+рQ СЗ) Я

Состав

Техред ител

Т. Фа

Редактор О. Юрковецкая

Заказ 7745/38 Тираж 698

ВНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул . Проектная, 4

3 11 ния этой величины ограничивается параметрами RC. -цепочки 2 и 3. Если

U(, ) не достигает величины U(; „„1за время действия управляющего импульса, то ключ 7 размыкается, а ключ 4 замыкается и, следовательно, тиристор не включен. Если же U11О1 достигает U(; «), то на выходе блока 15 появляется логический "О" и на обоих входах элемента И 11, а следовательно, и на его выходе — логические "1". Триггер 16 переходит в состояние "1", и теперь даже при окончании действия управляющего импульса ключ 7 остается замкнутым, а ключ 4 — разомкнутым„ т.е. тиристор включается.

При уменьшении напряжения U даже когда оно становится отрицательным, триггер некоторое время остается во включенном, состоянии за счет ЭДС самоиндукции индуктивности, включенной с ним последовательно. В предлагаемом устройстве при переходе Б через ноль, аналог тока U уменьшается по абсолют(1а) ной величине медленно за счет заряда конденсатора 3. И тогда, когда эта величина достигнет значения

U(), определяемого пороговым напряжением, блок 15 сравнения переходит в состояние "1", триггер 16 возвращается в состояние "О" и ключ 7 размыкается, а ключ 4 замыкается, Таким образом моделируется выключенное состояние тиристора.

В устройстве можно корректировать наклон ветвей вольт-амперных характеристик моделируемых тиристоров, что позволяет повысить точность моделирования.

Рассмотрим передаточную функцию известного устройства (апериодического звена). При замкнутом состоянии ключа 4,.что моделирует включенное состояние тиристора, передаточная функция равна

2О370 4 при разомкнутом состоянии ключа 4 (тиристор выключен)

w(p) = о (2)

В предлагаемом устройстве при

5 моделировании включенного состояния тиристора (ключ 4 замкнут, а ключ 7 разомкнут), передаточная функция имеет вид

%р) =

R2. (1+ р Юг СЗРЫ М при моделировании выключенного сос- тояния тиристора (ключ 4 разомкнут, а ключ 7 — замкнут) Я2Н 12 Б

<(v1 = (4) (+ P(A21l R5) C3) R6

Из сравнения формул (1 } — (4) следует, что в предлагаемом устройстве можно регулировать наклон обеих ветвей вольт-амперных характеристик тиристоров, в известном устройстве эта возможность отсутствует. При этом угол наклона характеристики можно приблизить к характеристике реального тиристора, что повышает точность моделирования.

При работе устройства не происходит разрыв замкнутой системы (связь вход-выход не разрывается), это позволяет уменьшить коммутационные помехи и увеличить устойчивость работы модели.

3а базовый объект принято устройство на основе усилителя ТУ-1О аналоговой вычислительной машины

ЭМУ-10.

Предлагаемое устройство. позволяет повысить точность моделирования в 2,5 раза по сравнению с базовым объектом, снизить вес в 1,5 раза. а габариты — в 1,8 раза.

Изобретение позволяет повысить производительность труда при моделировании вентильных схем за счет уменьшения числа ошибок.

Ожидаемый экономический эффект от использования изобретения 250 руб за счет повьппения качества расчета преобразователей. ь В. Рыбин нта, Корректор В. Гирняк