Устройство для управления и защиты формирователя импульсов управления группой тиристоров

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для формирования мощных управляющих импульсов для одного или нескольких тиристоров. Цель изобретения - повышение надежности формирования управляющих импульсов с заданными характеристиками. Поставленная цель достигается благодаря введению JK-триггера 20 и двух делителей напряжения 26 и 27, причем J-вход JK-триггера 20 соединен с общей шиной 25, тактовый вход - с выходом элемента И-НЕ 19, K-вход-с выходом первого делителя напряжения 26, включенного между выходом усилителя мощности 1 и общей шиной 25, установочный вход-с выходом источника 18 первичных импульсов, инверсный выход JK-триггера 20 соединен с управляющим входом узла блокировки импульсов 22, другой вход элемента И-НЕ 19 соединен с выходом второго делителя напряжения 27, включенного между выводом для подключения основного питающего напряжения и общей шиной. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!е щ) 4 А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ авиа 1

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР! (21) 4485908/24-07 (22) 25.07,88 (46) 15.04.90. Бюл, .1!» 14 (7?) P.Ï. Васильев, А.С.Дрожжин, А.!».Колоколкин, А.Г. Придатков и А.В.Трофимов (53) 621,3I6,727(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1259447, кл. H 02 И 7/48, 1985., Шейн Г.P. Транзисторный формирователь импульсов для тиристоров.—

Электричество, 1975, Ф 1.

Блок формирователя, схема электрическая, ЖДИЦ, 656, 13F.022.ЭЭ

ПО ТЭЗ им. P.1И!. . КKа л »и»»н»и »н»а, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ И 3АЩИТЫ ФОИ4ИРОВАТЕЛЯ К ПУЛЬСОВ УПРАВЛЕНИЯ ГРУППОЙ ТИРИСТОРОВ

C57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано ,цля Формирования мошных управлявших импульсов для одного или нескольких

1 (5I )5 Н 02 Y 1/08, Н 02 Н 7/10

2 тиристоров. Дель изобретения — повышение надежности формирования управляющих импульсов с заданными характеристиками. Поставленная цель достигается благодаря введению JK-триггера 20 и двух делителей 26 и 27 напряжения, причем J-вход JK-vpvrrepa 20 соединен с общей шиной 25, тактовый вход — с выходом элемента И-HE 19, К-вход — с выходом первого делителя

26 !»апряжения, включенного между выходом усилителя 1 мощности и общей шиной 25, установочный вход — c выходом источника 18 первичных импульсов, инверсный выход JK-.òðèããåðà 20 соединен с управляющим входом узла

22 блокировки импульсов, другой вход элемента И-HF, 19 соединен с выходом второго делителя 27 напряжения, включенного между выводом для подключе-, С ния основного питающего напряжения и общей шиной, 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1557644 I5

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для формирования мощных управляющих импульсов одним или несколькими тиристорами, в.том числе соединенными

5 последовательно или параллельно или последовательно-параллельно.

Цель, изобретения — повышение надежности формирования управляющих импульсов с заданными характеристиками, а также защита от перенапряжений в источниках основного питающего и Форсирующего напряжений и от посадки напряжения источника питания.

На Фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема устройства; на Фиг. 2 — временные диаграммы.

Устройство для управления и защиты Формирователя импульсов управления группой тириеторов, выполненного на двухтактном транзистором двухкас- . кадном усилителе 1 мощности., вход 2 питания которого через диод 3 подключен к источнику 4 основного питающего 25 напряжения, а выход 5 .через раздели-. тельный конденсатор 6 — к выходным клеммам 7 формирователя и через зарядный резистор 8 — к источнику 9 форсирующего напряжения и к входу заряд- 30 ного ключа 10, выход которого через разделительные Ж-цепочки 11 и 1 2 подключен. к входу 2 питания и к выходу

5 усилителя 1, а управляющий вход — к выходу узла 13 запуска, содержит.задающий генератор 14, вход синхронизации которого подключен к выходу времязадающей КС-цепочки 15, подключенной к выходу источника 16 питания и через разделительный диод 17 к выходу источ-40 ника 18 первичных импульсов вместе с первым входом входного элемента И-НЕ

19 и установочными входами дополнительного JK-триггера 20 и JK-триггера 21, J- и К-входы которого подключены к положительному выводу источника 16 питания, тактирующий вход — к выходу генератора 14, а выходы — к первым входам элементов И-НЕ выходного узла

22 блокировки, выходы которого образуют выходы 23 и 24 устройства, а вторые входы подключены к инверсному выходу JK-триггера 20, Л-вход которого подключен к общей шине 25, Квход — к выходу первого делителя 26 напряжения, вход которого связан с выходом источника 9, а тактирующий вход подключен к управляющему входу узла 13 запуска и к выходу элемента

И-НЕ 19, второй вход которого подключен к выходу второго делителя 27 напряжения, вход которого подключен к выходу источника 4.

Кроме того, устройство может со-, держать согласующие диоды 28 и 29, включенные между положительным выводом источника 16 и выходами первого

26 и второго 27 делителей напряжения соответственно.

Устройство работает следующим образом.

После подачи напряжений питания заданного уровня от всех источников

4, 9 и 1 6 на выходе 5 усилителя 1 мощности устанавливается напряжение, близкое к уровню Форсирующего питающего напряжения, что обеспечивается зарядом разделительного конденсатора

6 через резистор 8. Яри этом импульсы на выходе синхронизируемого задающего генератора 14 и выходах 23 и

24 устройства отсутствуют, а ключевые элементы усилителя 1 закрыты. На выходах делителей 26 н 27 устанавливаются напряжения, соответствующие уровню логической единицы для используемого типа микросхем.

После поступления первичного управляющего импульса от источника 1 8 (U,8,ÔHã.2), которому соответствует уровень логической единицы при заданных (единичных) уровнях напряжений Uyg и U<> на выходах делителей 27 и

28, на выходе элемента И-НЕ 19 появляется импульс U переключающий

JK-триггер 20 в другое устойчивое состояние (U,фиг . 2). Управляющий импульс П запускает синхронизируемый задающий генератор 1 4, а с инверсного выхода JK-триггера 20 подается разрешающий сигнал логической единицы на управляющий вход узла 22 блокировки импульсов. С выходов 23 и

24 на управляющие входы усилителя 1 начинают поступать импульсы U и

U< с выхода узла 22 блокировки импульсов. При этом за счет синхрониза- . ции задающего генератора )4 управляющим импульсом U<< всегда вначале открывается ключевой элемент нижнего плеча усилителя I, что обеспечивает подачу на выходной вывод 7 формирователя импульсов форсирующего питающего напряжения Ug (с обратным знаком). Частота выходных импульсов полумостового инвертора равна частоте выходных импульсов задающего гене15576 ратора 14, определяется типом согласующих трансформаторов в цепи управляющих переходов тиристоров.и, как правило, составляет величину порядка

50-100 кГц.

Так как управляемый. ключ 10 н процессе работы формирователя импульсон закрыт, напряжение на выходе формирователя снижается до уровня, соот ветствующего основному питающему напряженик U

Измененные напряжения на входе 2 усилителя и его выход< 5 приведены на диаграммах U и U (Фиг.2). Форма управляющего тиристорами тока показана на диаграмме U> (Фиг,2)

Длитель нос ть работы фо рмирон а теля импульсов с напряжением на входе 2, равным основному питающему напряже- 20 иню, практически не ограничена, что позволяет Формировать широкие управляющие импульсы тиристорами, соответствукщие длительности первичного управляющего импульса U > (Фиг. 2) ° 25

После окончания первичного управлякщего импульса БфП работа задающего генератора 14 блокируется, JK-триггер 20 возвращается в исходное состояние, а на выходе узла 13 запуска Формируется импульс U, для включения управляемого ключа 10. При BKmoчении управляемого ключа .10 через токоограиичивающие разделительные цепочки 11 и 12 происходит быстрый заряд разделительного конденсатора 6 и

35 фильтрующего конденсатора усилителя

1 до напряжения, соответствующего уровню форсируюшего питающего нацряжения 11 . Формирователь готов к при 40 ему очередного первичного управляющего импульса.

Если при его поступлении напряжения на выходе делителей 26 и 27 соот- 45 ветствуют уровню логической единицы, то включение формирователя происходит согласно описанному.

Если на выходе делителя 26 или 27 напряжение меньше уровня, соотнетст- 50 вующего логической единице, то включение Формирователя импульсов не происходит, так как либо не проходит через элемент И-НЕ 19 управляющий импульс на тактовый вход JK-триггера 55

20, либо нет разрешающего уровня напряжения на К-входе JK-триггера 20 и он не переклкчается тактовым импульсом.

44 6

Уменьшение напряжения на выходе делителя 27 ниже допустимого уровня может произойти вследствие посадки основного напряжения питания источника 4 или выгорания предохранителя в его цепи., Уменьшение напряжения на выходе делителя 26 может произойти как по указанным причинам (для форсирующего питающего напряжения), так и вследствие других причин: пробоя разделительного конденсатора 6 или нижнего плеча усилителя 1, сбоя в работе узла 13 запуска, выхода иэ строя .резистора 8, токоограничивающей разделительной цепочки 11 или

12, управляемого клкча 1 0 и т.д.

Указанные элементы работают н наиболее тяжелом режиме, поэтому косвенный контроль их.нормального функционирования перед включением Формирователя импульсов значительно повышает надежность Формиронания управляющих импульсов с заданными параметрами пика и полки управляющего тока тиристора.

При увеличении напряжений основного питания источника 4 или форсирующего питающего напряжения источника 8 вьппе уровня, при котором на выходах делителей 26 и 27 напряжение превьппает допустимый уровень, соответствующий логической единице, открываются диоды 28 и 29 и выходное напряжение. делителей 26 и 27 зафиксируется .на уровне напряжения питания источника

16 Формирователя импульсов. Это исключает пробой по входам JK-триггера 20, что поньппает надежность работы формирователя. В случае посадки напряжения питания собственных. нужд ниже уровня, соответствующего логи.ческой единице, уменьшаются напряжения и на выходах делителей 26 и 2Z.

Это приводит к блокировке работы формирователя импульсов цри подаче дервичного управляющего им ульса от источника 18, что также повьппает надежность Формирования управляющих импульсов тиристорами, поскольку надежная работа задающего генератора

14, JK-триггера 20, узлов 13 и 22 запуска и блокировки возможна только при посадке напряжения питания не ниже заданного уровня.

При управлении последовательно или параллельно, или последовательно-параллельно соединенными тиристорами это имеет принципиальное значение, 7 1557б44 8 особенно для высоковольтных тиристорных преобразователей °

Недопустимое отличие характеристики управляющего тока тиристоров от заданных, особенно в аварийных режимах, когда величина силового тока через включаемые тиристоры достигает предельного значения, приводит, как правило, к пробою значительного коли-(О чества тиристоров. Поэтому целесообразнее блокировать включение Формирователя импульсов, чем сформировать импульс с характеристиками, отличными от заданных. 15

Таким образом, благодаря входному контролю за уровнем питающих напряжений и исправностью основных узлов устройства управления и формирователя импульсов повышается надежность Фор- 211 мирования управляющих импульсов с заданными характеристиками.

Формула изобретения

1. Устройство для управления и защиты Формирователя импульсов управ- . ления группой тиристоров, включающего источники основного питающего и форсирующего напряжения, содержащее выходной узел блокировки на двух элементах И-НЕ, выходы которых образуют выходы устройства, а первые входы подключены к выходам JK-триггера, J-, К-входы которого подключены к по35 ложительному выводу источника питания, а тактирующий вход " к выходу задающего генератора, вход синхроннзации которого подключен к выходу времязадающей КС-цепочки, подключенной к выходу источника питания и через разделительный диод к выходу источника первичных импульсов, к которому подключены также установочный вход JK-триггера и.первый вход входного элемента И-НЕ, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено двумя делителями напряжения и дополнитель.— ным JK-триггером, инверсный выход которого подключен к вторым входам злеМентов И-НЕ узла блоКировки, установочный вход — к выходу источника первичных импульсов, J-вход — к общей шине, К-вход — к выходу первого делителя напряжения, вход которого предназначен для связи с выходом источника Форсирующего напряжения, а тактирук(щий вход подключен к выходу входного элемента И-НЕ, второй вход которого подключен к выходу второго делителя напряжения, вход которого предназначен для подключения к выходу источника основного питающего напряжения.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью защиты от перенапряжений в источниках основного питающего и Форсирующего напряжений и от посадки напряжения источника питания, оно снабжено двумя согласующими диодами, включенными между выходами делителей напряжения и положительным выводом источника питания. (1557644

Составитель В . амуров

Редактор А. Огар Техред Л. Олийнык КоРРектоР Н.Ревская

Заказ 722 Тирам 497 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101