Формирователь выходных импульсов системы управления тиристором преобразователя энергии

 

Изобретение относится к элбктротехнике и может быть использовано в качестве каскада системы управления тиристорами преобразователя знергии. Целью изобретения является повьшение помехоустойчивости и улучшение массогабаритных показателей преобразовате ля энергии,а также упротденне формиро-iвателя . При появлении на .аноде тиристора прямого напряжения возникает излучение светодиода 18 оптрона 17; приводящее к насыщению фототранзисто (Л Г

СОЮЗ СОВЕТОЕХ

РЕСПУБЛИК (gg 4 Н 02 М 1/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н AST0PCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTH4, (21) 3838324/24-07 (22) 04.01.85, (46) 23.11.86.Бюл. Ф 43 (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт (72) П.А.Воронин, Н.М.Тугов и В.А.Филиппова (53) 621.316.727 (088.8 ) (56) Глебов Б.А. Блокинг-генераторы на транзисторах. — М.: Энергия, 1972, с.25-26.

Лабунцов В.А., Тугов Н.М. Динами» ческие режимы эксплуатации мощных тиристоров. — М.: Энергия, 1977,с 129 рис.4-21.

ÄÄSUÄÄ 1272416 А1 (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ВЫХОДНЫХ ИМПУЛЬСОВ

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРОМ IIPEOSРАЗОВАТЕЛЯ ЭНЕРГИИ (57) Изобретение относится к электро- технйке и может быть использовано в качестве каскада системы управления тиристорами преобразователя энергии.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости и улучшение массогабаритных показателей преобразователя энергии,а также упрощение формиро-1вателя. При появлении на .аноде тирис. тора 1 прямого напряжения возникает излучение светодиода 18 оптрона 17;

С2 приводящее к насьпцению фототранзисто- Q

12724!6 ра !6. При этом накоротко шунтируется управляющий переход тиристора 1.

Помехоустойчивость преобразователя энергии 2 в данном случае повышается за счет того, что сигнал помехи, поступающий через паразитную емкость

Изобретение относится к электронике и может быть использовано в качестве каскада системы управления тиристорами преобразователя энергии. 5

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости и улучшение массо- габаритных показателей преобразова" теля энергии, а также упрощение формирователя и расширение функциональ- 10 ных возможностей за счет обеспечения защиты преобразователя при срыве коммутации тиристора.

На чертеже представлена схема предлагаемого формирователя. 15

Формирователь импульсов управле-. ния тиристором 1 преобразователя энергии 2 содержит блокинг-генератор

3 на транзисторе 4, импульсном транс форматоре 5, нагрузочная обмотка 6 20 которого включена между коллектором транзистора 4 и источником 7 питания, выходная обмотка 8 подключена к управляющему переходу тиристора 1, а обмотка 9 положительной обратной связи включена между базой транзистора

4 и общей точкой схемы. В эмиттер транзистора 4 включена цепь 10 смещения, состоящая из диода, подключенного через ограничительный резистор к источнику 7 питания. Вход блокинггенератора 3 через разделительный диод 11 подключен к вторичной обмотке второго трансформатора 12, первичная обмотка которого через ограничитель- 35 ные резисторы 13 и 14 подключена к выходу системы 15 управления, преобразователем 2. Выходная обмотка 8 трансформатора 5 зашунтирована фототранзистором 16 оптрона !7, светодиод 40

18 которого через ограничительную цепь 19, состоящую из параллельно соединенных резистора 20 и конденсаколлекторного перехода во входную цепь тиристора 1 (эффект dU dt), отводится через шунтирующий элемент на землю, что приводит также к уменьшению времени выключения тиристора I.

1 э,п.ф-лы, 1 ил. тра 21, подключен параллельно тиристору I. Дополнительная обмотка 22 трансформатора 5 подключена к первому входу элемента И 23, к второму входу которого подключен выход Системы 15 управления, а выход воздействует на цепь защиты преобразователя 2.

Формирователь работает следующимобраэом.

При наличии значительного положи-тельного потенциала на аноде силового тиристора 1 (тиристор 1 в закрьггом состоянии) через светодиод 18 оптрона 17 протекает ток, ограниченный резистором 20, Светодиод 18 при этом излучает, что приводит к:.насыщению фототранэистора 16 оптрона 17 по базе и шунтировке выходной обмотки 8 блокинг-генератора 3. При этом нагрузочное сопротивление блокинг-гене ратора уменьшается настолько, что развитие блокинг-процесса оказывается невозможным.

Одновременно с поступлением импульса запуска от системы 15 управления преобразователя 2 через .ограничительный резистор 13 на входную обмотку трансформатора 12 фототранзистор 16 оптрона 17 запирается, резйстором 13 устанавливается такой уровень . запускающего импульса по току, чтобы формируемый на выходной обмотке 8 блокинг-генератора 3 сигнал обеспечивал вывод фототранзистора 16 из насыщения. При этом блокинггенератор 3 вырабатывает импульс прямоугольной формы, который через выходную обмотку 8 трансформатора 5 поступает в цепь управления силового тиристора 1. Тиристор 1 приоткрывается, что приводит к уменьшению по1272416 ложительного потенциала на его аноде, . а следовательно, и интенсивности излучения светодиода 18. При этом поддерживается ненасыщенное состояние фототранэистора 16 и обеспечивается отпирание силового тиристора 1.

Таким образом, блокинг-генератор

3 имеет возможность .формирования импульсов управления только в моменты времени, жестко синхрониэирован!

О ные системой 15 управления преобразователя 2.

Когда на аноде тиристора 1 появляется прямое напряжение, скорость изменения которого:определяется схемным и конструктивным исполнением силовой части преобразователя 2 энергии, вновь возникает излучение светодиода 18 оптрона !7, приводящее к насьпцению фототранзистора 16. При этом накоротко шунтируется управляющий переход тиристора 1. Помехоустойчивость преобразователя 2 энергии в данном случае повьппается за счет того, что сигнал помехи, поступающий через паразитную емкость коллектор;ного перехода во входную цепь тирис тора 1 (эффект dU/dt), отводится че-; рез шунтирующий элемент на землю,„ что приводит также к уменьшению ЗО времени выключения тиристора 1, так как дополнительный заряд от воздействия эффекта не повышает общего крити. ческого заряда в базах силового тиристора 1, 35

Так как диапазон изменения анодного напряжения на тиристоре 1, как правило, достаточно велик, в качестве токоограничивающей цепи 19 свето. диода )8 оптрона 17 используется па- 40 раллельное соединение резистора 20 и конденсатора 21. При подаче на анод тиристора 1 прямого напряжения, . изменяющегося во времени, подобная конструкция токоограничивающей цепи 45

19 позволяет зашунтировать управляющий переход тиристора 1 уже на начальном участке изменения анодного напряжения, так как резистор 20 оказывается при этом фактически закоро- 50 ченным разряженным конденсатором 21, а излучение светодиода 18 определяется достаточной величиной тока через конденсатор 2! При дальнейшем увеличении напряжения анод-катод, а 55 также в статическом состоянии, когда на тиристоре 1 постоянное положительное напряжение, ток через све. тодиод 18 ограничивается резистором

20.

Так как в схеме формирователя импульсов управления используется дополнительная выходная обмотка трансформатора 5 блокинг-генератора

3, указанная схема может выполнять функцию датчика состояния тиристора

1 силовой части преобразователя 2 и обеспечивать : защиту преобразователя 2 при срыве коммутации силового тиристора 1.

Если тиристор 1 находится в выключенном состоянии, светодиод 18 оптрона 17 излучает импульс, приводящий к насыщению фототранзистора 16.

Перед открытием тиристора I преобразователя 2 от системы 15 управления на второй вход элемента И 23 поступает импульс (например, импульс управления противофазного тиристора), соответствующий уровню логической "1".

Синхронно с данным сигналом на входную обмо1ку входного трансформатора

12 через резисторы 14 поступает допол,ительный запускающий импульс. Но уровень запускающего сигнала по току ограничивается резистором 14 таким образом, что в состоянии при выключенном силовом тиристоре 1 и блокинг-,процесс не развивается.

Если тиристор 1 по какой-либо причине не вьпслючается, светодиод 18 оптрона 17 оказывается зашунтированным. При этом фототранзистор 16 находится в запертом состоянии, и дополнительный импульс на входной обмотке трансформатора 12 запускает блокинг-генератор 3. Тогда на первый вход элемента И 23 через обмотку 22 трансформатора 5 поступает сигнал, соответствующий уровню логической "1"..

Так как на второй вход элемента И 23 поступает сигнал, также соответствующий уровню логической "1", на выходе элемента 23 образуется импульс, сигнализирующий об аварийном состоянии преобразователя 2.

Таким образом, благодаря шунтированию выходной обмотки трансформато-! ра блокшп — генератора фототранзисто-, ром оптрона повьппается помехоустойчивость тиристора преобразователя энер. гии к воздействию dU/dt, что позволяет улучшить массогабаритные показатели преобразователя энергии за счет исключения цепей, а введение дополнительной обмотки трансформатора

1272416

Ф блокинг-генератора и элемента И о позволяет обеспечить защиту преоб- с разователя энергии при срыве комму- и тации тиристора, что расширяет функ- т циональные возможности формировате- 5 т ля. л

Составитель В.Жмуров

Редактор А.Шишкина Техред К.Сердюкова Корректор Л.Патай

Заказ 6345/52 Тираж 63! Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно †полиграфическ предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

1. Формирователь выходных импульсов системы управления тиристором преобразователя энергии, содержащий блокинг-генератор на транзисторе, базовая цепь которого через разделительный диод подключена к вторичной обмотке входного трансформатора, первичная обмотка которого через ограничительные резисторы предназначена для подключения к выходу системы управления преобразователем энергии, а B коллекторную цепь включена нагрузочная обмотка импульсного трансформатора, выходная обмотка ко торого предназначена для подключе ння к управляющему переходу тиристора, и управляемый ключевой элемент, т л и ч а ю шийся тем, что, целью повышения помехоустойчивости улучшения массогабаритных показаелей преобразователя энергии, а акже упрощения формирователя, управяемый ключевой элемент выполнен на оптроне, фототранзистор которого подключен параллельно выходной обмот. ке трансформатора блокинг-генератора, а светодиод через токоограничивающую цепь, выполненную в виде параллельно соединенных резистора и конденсатора, предназначен для подключения параллельно тиристору.

2. Формирователь по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что с целью расширения функциональных возможностей, он снабжен элементом И, а трансформатор блокинг-генератора снабжен дополнительной обмоткой, подключенной к первому входу элемента И, второй вход которого предназначен для подключения к выходу системы управле- . ния преобразователем энергии, а выход — к исполнительному элементу блока защиты преобразователя,