Формирователь импульсов

 

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для управления тиристорами преобразователей. Цель изобретения - повышение надежности импульсного управления тиристорами за счет того, что при отказе ключевого элемента в формирователе импульсов на управляемом входе тиристора /нагрузке/ напряжение равно нулю. Это достигается дополнительным введением блока блокировки 3 и его связи с элементами общей схемы формирователя с накопительными конденсаторами 5,7,8, ключевым элементом 9, который управляется импульсами сигналами с блока 10. Схема работает от источника переменного напряжения 1 и мостового выпрямителя 2. За счет удвоения напряжения с помощью диодов 4 и 6 и конденсаторов 7,8 выходные импульсы имеют оптимальную форму с форсирующим передним фронтом. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„, 1599973 А 1 (51)5 Н 03 К 5/01

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ OEHT СССР

f (21) 4390696/24-21 (22) 09.03.88 (46) 15. 10. 90. Бюл. Ь"- 38 (71) Научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт силовой полупроводниковой техники Производственного объединения

"Электровыпрямитель" (72) Б.К.Бурдасов и В.A.Толстых (53) 621.318(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1Ф 752772, кл. Н 03 К 5/01, 31.07.78. (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для уп-., равления тиристорами преобразователей. Цель изобретения — повышение надежности импульсного управления тириИзобретение относится к импульсной

В технике и предназначено дпя управления тиристорами преобразователей электроподвижного состава.

Цель изобретения — повышение надежности управления тиристорами.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого формирователя импульсов; на фиг.. 2 — 4 — варианты выполнения узла блокировки соответственно с тиристором, оптотиристором и транзистором.

Формирователь импульсов (фиг. 1) содержит источник переменного напряжения 1, выпрямительный мост 2, узел блокировки 3, первый диод 4, первый конденсатор 5, второй диод 6, второй и третий конденсаторы 7 и 8 трансторами за счет того, что при отказе ключевого элемента в формирователе импульсов на управляемом входе тиристора (нагрузке) напряжение равно H лю °

Это дос-.игается дополнительным введением блока блокировки 3 и его связи с элементами общей схемы формирователя с накопительными конденсаторами 5,7,8, ключевым элементом 9, который управляется импульсами сигналами с блока 10. Схема работает от источника переменного напряжения 1 и мостового выпрямителя 2. За счет удвоения напряжения с помощью диодов 4 и 6 и конденсаторов 7.8 выходные импульсы имеют оптимальную форму с форсирующим передним фронтом. 3 з.п. A-лы,,4 ил. зисторный ключ 9, источник управляющих импульсов 10, нагрузку 11, причем первый вывод узла блокировки является входным, второй — выходным, третий— блокирующим, четвертый — минусовым или общим, Узел блокировки (фиг. 2) состоит из тиристора 12, ограничивающего резистора 13, блокирующего диода 14, шунтирующего диода 15 и управляющего резистора 16.

Узел блокировки (фиг. 3) состоит иэ оптотиристора 17, ограничивающего резистора 18, шунтирующего диода 19 и стабилитрона 20.

Узел блокировки (фиг. 4) состоит из транзистора 21, ограничивающего резистора 22, стабилитрона 23, блоки1599973 рующего диода 24 и шунтирующего диода 25.

Выводы источника переменного напряжения 1 (фиг. 1) соединены с выпрямительным мостом 2, плюсовой вывод моста соединен с первым выводом узла блокировки 3, второй вывод которого соединен с одним концом первого конденсатора 5 и анодом первого диода 4, 10 второй вывод конденсатора 5 соединен с катодом второго диода 6, четвертым выводом узла блокировки 3 и минусовым выводом выпрямительногo моста 2, между катодом первого 4 и анодом второго б диодов включена последовательно второй и третий конденсаторы 7 и 0 общая точка которых соединены с выходом источника питания 1, причем к катоду первого диода 4 подключен один 20 конец нагрузки 11, другой конец которой подключен к транзисторному ключу 9 и трегьему выводу узла 3, а другой конец транзисторного ключа 9 подключен к аноду второго диода б„ а вход транзисторного ключа 9 соединен с выходом источника управляющих импульсов 10.

Первый вывод узла блокировки 3 (фиг. 2) подключен к аноду тиристора

12 и одному концу ограничивающего резистора 13, другой конец которого соединен с анодом блокирующего диода 14 и шунтирующего диода 15, катод которого соединен с третьим выводом узла

35 блокировки, второй вывод которого соединен с катодом тиристора 12 и одним концом управляющего резистора 16, другой конец которого соединен с четвертым выводом узла:блокировки, причем управляющий электрод тиристора 12 соединен с катодом блокирующего диода 14.

Первый вывод узла блокировки (фиг. 3) подключен к аноду оптотиристора 17 и одному концу ограничивающе-. го резистора 18, другой вывод которого соединен с плюсовьг управляющим электродом оптотиристора 17 и анодом шунтирующего диода 19, катод которого, 50 соединен с третьим выводом узла блокировки, второй вывод которого соединен с катодом оптотиристора 17, минусовой управляющий вывод которого соединен с катодом стабилитрона 20, анод которого соединен с четвертым выводом уэ,па блокировки,,Первый вывод узла блокировки (фиг. 4) подключен к коллектору тран4 зистора 21 и одному концу ограничивающего резистора 22, другой конец которого соединен с катодом стабилитрона 23, анодом блокирующего диода

24, соединенного катодом с базой транзистора 21 и анодом шунтирующего диода 25, катод которого соединен с третьим выводом узла блокировки, второй вывод которого соединен с эмиттером транзистора 2 1, а анод стабилитрона 23 - с четвертым выводом узла блокировки.

Формирователь импульсов работает следуощим образом.

При подаче переменного напряжения от источника 1 на вход моста 2 узел блокировки 3 открывается, в результате чего конденсатор 5 заряжается до амплитуды напряжения источника 1, одновременно каждый иэ конденсаторов 7 и 8 заряжаются также до напряжения амплитуды. В. результате сложения на конденсаторах 7 и Я напряжение достигает двойного аьшлитудного значения, При подаче импульсов управления на транзисторный ключ 9 ключевой элемент

9 открывается и запоминает цепь разряда конденсаторов 5, 7, 8 на нагрузку 11.

Конденсаторы 5, 7, 8 разряжаются на нагрузку 11. Величина емкости конденсаторов 5,7 " выбирается с учетом гарантированного параметра (нагрузки 11), а заперт или нет элемент

3 блока блокировки в данный момент, это не важно.

За счет удвоения напряжения выходной импульс приобретает оптимальную форм с форсирующим передним всплеском.

При открытии транзисторного ключа

9 вывод третий узла блокировки 3 замыкается через открытый ключ 9, второй диод 6 — на минус выпрямительного моста. В результате узел блокировки 3 закрывается и цепь нагрузки 1"1 отключается от моста 2, и тем самым исключается появление постоянного напряжения на нагрузке 11 при пробое транзисторного ключа 9.

Б предложенном формирователе при выходе из строя транзисторного ключа 9 с пробоем исключается крайне опасный режим для тиристоров нагрузки 11 (преобразователя), а именно наличие отпирающего управляющего напряжения на управляющем переходе при наличии обратного анодного напряжения, 99973

Формула блокировки соединен с общей точкой нагрузки и ключевого элемента.

2. Формирователь импульсов па п.1, отличающийся тем, что узел блокировки выполнен на тиристоре, блокирующем диоде, шунтиръющем диоде, ограничивающем и управляющем резисторах, причем анод тиристора и один вывод ограничивающего резистора

40 подключены кпервому выводу узла блокировки, катод тиристара и первый вывод управляющегорезистора — к второму выводу, управляющий электрод тиристора — к катоду блокирующего дио45 да, анод которого соединен с вторым выводом ограничивающего резистора и анодом шунтирующего диода, катод которого соединен с третьим выводом, а второй вывод управляющего резистора соединен с четвертым выводом узла блокировки.

3. Формирователь импульсов по п.1, отличающийся тем, что, с целью упрощения, узел блокировки вы- полнен на оптатиристаре, ограничивающем резисторе, шунтирующем диоде и стабилитране, причем анод аптотиристора и первый вывод ограничивающего резистора подключены к первому Bb,воПри подаче напряжения на первый и четвертый выводы узла блокировки транзистор 2! открывается током ограничивающего резистора 22 через блокирующий диод 24. Напряжение на втором BbIBQIIB узла блокировки стабилизи. рована и практически равно напряжению стабилизации стабилитрона 23. Б случае пробоя транзисторного ключа 9 шунтирующий диод 25 закорачивает стабилитрон 23 и транзистор 21 закорачивается.

Применение формирователя импульсов повышает надежность управления тиристорами преобразователя.

5 15 приводящего к выходу тиристоров нагрузки из строя из-за увеличения токов утечки в обратном направлении и снижения напряжения класса тиристаров нагрузки.

Узел блокировки (фиг. 2) работает следующим образом.

При поступлении постоянного напряжения на первый и четвертый выводы узла блокировки 3 тиристор 12 отпирается током управления, протекающим .через ограничивающий резистор 13, управляющий резистор 5 и блокирующий диод 14. В результате на втором выводе узла блокировки появляется напряжение, обеспечивающее заряд конденсаторов формирователя ° В случае пробоя транзисторного ключа формирователя третий вывод и четвертый вывод узла блокировки замыкаются между собой.

В результате ток управления тиристора 12 шунтируется через шунтирующий диод 15 и тиристор l2 закрывается, поскольку его анодный так имеет пульсирующую форму со снижением до нуля.

При запирании тиристора 12 связь первого вывода со вторым выводом узла блокировки 3 обрывается.

Узел блокировки (фиг. 3) работает следующим образом.

Оптотиристор 17 открывается током управления, проходящим через ограничивающий резистор 18 и стабилитрон 20.

При пробое транзисторного ключа 9 третий и четвертый выводы узла блокировки замыкаются между собой и шунтирующий диод 19 шунтирует управляющие электроды оптотиристора 17, в результате чего он закрывается.

Узел блокировки (фиг. 4) работает следуюцим образом.

10 l 5

6 изобретения 1. Формирователь импульсов, содержащий соединенные последовательно первый диод в прямом включении и конденсатор, к общей точке которых последовательно подключены нагрузка и ключевой элемент, соединенный входом управления с выходом импульсного блока, источник питания, диоды, конденсатор., отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены узел блокировки и конденсатор, при.,этом источник питания выполнен в виде источника переменного напряжения, подключенного к диагонали выпрямительного моста, плюсовой вывод которого соединен с первым входом узла блокировки, второй вход которого соединен с анодам первого диода и через первый конденсатор соединен с минусовым выводом выпрямительного моста, с четвертым выводам узла блокировки и катодом второго диода, анод которого соединен с выходом ключевого элемента, а через второй конденсатор соединен с одним из выводов источника, переменного напряжения и вторым выводом конденсатора, третий вывод узла. /У

Раг

/V Риг.,З

Qua. 4

Составитель .В.Якимов

Техред М.Ходанич, Корректор Т.Йалий

Редактор Н.Горват

Заказ 3149 Тираж б63 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Гагарина, 101

/ 1599973 0

3 ду узла блокировки, катод — к второ- n-p-п-транзисторе, ограничивающем му выводу, второй вывод ограничиваю- резисторе, шунтирующем диоде, стабищего резистора соединен с анодом шун- литроне и блокирующем диоде, причем тирующего диода и плюсовым управляю- коллектор транзистора совместно с

5 щим выводом оптотиристора, минусовой первым выводом ограничивающего резисвывод которого соединен с катодом тора подключен к первому выводу узла стабилитрона, анод которого соединен блокировки, эмиттер — к второму вывос четвертым выводом узла блокировки, ду, второй вывод ограничивающего реа катод шунтирующего диода соединен 10 зистора соединен с катодом стабилиа третьим выводом узла блокировки, трона, анодом блокирующего. диода и

4. Формирователь импульсов по п. 1; анодом шунтирующего диода, катод коо т л и ч а ю щ и Й с я тем, что, с торого соединен с третьим выводом узцелью стабилизации амплитуды выходных ла блокировки, катод блокирующего диимпульсов и исключения искажений на- 15 ода — с базой транзистора, анод стапряжения источника переменного напря- билитрона соединен с четвертым вывожения, .Узел блокировки выполнен на дом узла блокировки.