Устройство для формирования биполярных импульсов управления

 

Взамен ранее изданносо

О П И С А Н И Е 343349

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ бава Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

М. Кл. Н 02р 13/16

Заявлено 29.1Х.1969 (№ li36I3139il/24-7) с присоединением заявки №

Пр.иоритет

Опубликовано 22. 1/1.1972. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 26.IV.1973

Комитет оо делам иаабретеииЯ и открытиЯ прн Совете Министров

СССР

УДК 621„316.727 (088.8) Авторы изобретения Н. М. Бабинцев, Г. Ю. Ступишин, А. А. Донченко и Б. П. Дадугин

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ БИПОЛЯРНЫХ""

ИМПУЛЬСОВ УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение может быть использовано в системах автоматичеакого регулирования для управления углом горения тиристоров тиристорного усилителя переменного тока, а также для широтно-импульсного управления в системах автоматического регулирования и в электроприводах с двигателями как,переменного, так и постоянного тока с выходным усилителем мощности .на транзисторах.

Известны устройства для формирования биполярных импульсов управления углом горения тиристоров, содержащие генераторы пилообразного напряжения, синфазного с напряжением, питающим тиристор ный усилитель, схемы смещения пилообразных напряжений, схемы сравнения смещенных пилообразных напряжений с входным напряжением постоян ного тока и спусковые устройства типа триггера

Шмитта. Однако такие устройства сложены по своей конструкции.

Предлагаемое устройство содержит генератор пилообразного напряжения, согласующие элементы, включенные на вход, пороговых элементов, и входные клеммы, Для упрощения генератор пилообразного напряжения выполнен в виде двух пар транзисторов, соединенных по схеме модулятора. Параллельно каждой паре транзисторов включен конденсатор, одна из обкладок которого подключена к одной из входных клемм, а другая через резистор — к другой входной клемме и через дополнительный конденсатор .на вход соответст вующего согласующего элемента.

На фиг. 1 дана схема описываемого устройства; на фиг. 2 — эпюры напряжений на элементах устройства, поясняющие его работу.

Устройство содержит три осноаных блока: модулятор-,преобразователь входного напряжения постоянного тока в пилообразное на10 пряжение, эмиттерный повторитель .и спусковое устройство типа триггера Шмитта.

Модулятор состоит из четырех соединенных попарно транзисторов Ть Та и Та, Т4, образующих совместно с обмотками трансформатора и Трт .и резисторами R> и R два полупроводниковых ключа, открывающихся поочередно синфазно с частотой сети. Между коллекторами транзисторов Т и Та включен конденсатор С>, а между коллекторами транзисторов Та и Т,—

20 конденсатор C. Коллектор транзистора Тт через конденсатор Са подключен к базе транзистора Т5, включенного по схеме эмиттерното повторителя, а коллектор транаистора Т, через конденсатор С4 соединен с базой транзистора

25 Та, включенного также по схеме эмиттерного повторителя. Эмиттерные,повторители необходимы для согласования плеч модулятора — преобразователя с входами спусковых устройств.

Точка соединения коллекторов транзисторов

30 Тв и Та и конденсаторов С1 и Св является об34,3349

40

60 щей точкой для резисторов Ra и R4, включенных соответственно в цели эмиттеров транзисторов Т5 и Т6, и одновременно входной точкой модулятора-преобразователя, другой входной точкой которого является общая точка резисторов Rs и Ro, подключенных своими вторыми концами к коллекторам транзисторов Т, и т4 соответственно. Резисторы Ry — RIp предназначены для выбора рабочей точечки эмиттерных повторителей. К эмиттерам транзисторов

Т5 и Т подключена первичная обмотка переходного трансформатора Тр>, начало вторичной обмотки которого подсоединено к базе транзистора Т7. Транзисторы Т7 и T„резисторы RII — R 3 и диоды Д и jh образуют спусковое устройство типа триггера Шмитта. Конец вторичной обмотки трансформатора Тр> подключен к базе транзистора Tg, который вместе с транзистором Т о, резисторами RI4 — RI6 и диодами Д и Д4 образует IBTopoe спусковое устройство типа триггера Шмитта. Средний вывод вторичной обмотки трансформатора Тр, соединен с общей точкой транзисторов Т> и

Тз, с общей точечкой диодов Д и Д4 и является общей точкой для всей схемы. Выходные импульсы снимаются с коллектора транзисторов

Т8 и Т о относительно общей шины.

Устройство при,положительной полярности вход ного сигнала работает следующим образом.

Входной сипнал U„„ постоянного тока (см. фиг. 2) поступает на входные клеммы 1 и 2 модулятора преобразователя. На первичную обмотку трансформатора Тр, через резистор

Rn подается то же напряжение U сети, что и напряжение, .питающее выходной тиристорный каскад. Параллельно (первичной обмотке трансформатора Тр> включены диоды Д5 и Дб, на которых формируется опорное трапецеидальное напряжение Ug, необходимое для четкой работы полупроводниковых ключей модулятора-преобразователя. Если в первую половину периода н а базы транзисторов Т и Т, относительно их эмиттеров поступает положительный тралецеидальный импульс с одной обмотки трансформатора Тр„то на базы транзисторов Тз и Т, относительно их эмиттеров в ту же полови ну,периода посту пает отрицательный трапецеидальный импульс с другой обмотки трансформатора Трь При этом транзисторы Т> и Т> заперты, а транзисторы Tg и Т4 открыты. Конденсатор Сь включенный параллельно запертым транзисторам Т и Т>, заряжается от напряжения U» через резистор

Rs. Постоянную времени цепи, состоящей из резистора Rs и конденсатора Сь для получения большей линейности нарастающего напряжения выбирают большей времени полупериода опорных трапецеидальных им пульсов.

Конденсатор С в эту половину периода зашунтирован открытыми транзисторами Тз и

Т, и, следовательно, разряжен. Во вторую полов ину периода изменяется полярность опор5

1)

25 ных трапецеидальных импульсов и транзисторы Т, и Т> отпираются, а транзисторы Т, и Т4 запираются, В момент отпирания транзисторов Т и Т> конденсатор С быстро разряжается, так,как сопротивление открыты. : транзисторов TI u Tg значительно меньше сопротивления резистора R5. iB течение всей второй половины периода конденсатор С> разряжен, а конденсатор С заряжается через резистор

Rg до тех пор, пока опорное трапецеидальное напряжение не сменит знак, т. е. до начала следующего полупериода. Постоянная времени цепи заряда конденсатора С равна постоянной времени цепи заряда конденсатора С>, Таким образом, в течение одной;половины .периода на конденсаторе С> формируются пилообразные импульсы U... а в течение другой половины,периода на .конденсаторе С> формируются пилообразные импульсы U,,,,Сформированные на конденсаторах С> и C>,ïèëooáðàçные импульсы через разделительные конденсаторы Сз и С4 поступают на входы эмиттерных повторителей, собранных на транзисторах Т5 и Т6, рабочая точка которых расположена (на линейных участках их характеристик. Усилен ные по мощности пилообразные импульсы с эмиттеров транзисторов Т5 и Тб подаются на первичную обмотку трансформатора Òðg. Так как эмиттерные повторители подключены к разным концам обмотки трансформатора Тр, то при протекании тока от эмиттера транзистора Т5 IHB обмотке трансформатора формируется,пилообразное .напряжение одной полярности, а при протека(нии тока от эмиттера транзистора Т6 — пилообразное напряжение другой, полярности. Таким образом на первичной обмотке трансформатора Тр образуются биполярные пилообразные импульсы U,ði.

Импульсы, снимаемые с секций вторичной обмотки трансформатора Тр>, подаются на входы сп cKQIBbIx устройств. Так как к базе транзистора Т7,подключено начало вторичной обмотки трансформатора Тр, а к базе транзистора Tg — ее конец, то в те полупериоды, когда на базу транзистора Т7 поступают открывающие,пилообразные импульсы UI, на базу транзистора Т, поступают запирающие пилообразные импульсы U>, и, наоборот, в те полупериоды, когда на базу транзистора Т; поступают запирающие пилообразные импульсы, на базу транзистора Т9 поступают отпирающие импульсы, т. е. спусковые устройства в течение,периода работают поочередно. Когда передний фронт отпирающего пилообразного импульса достигает порога срабатывания спускового устройства, последнее срабатывает, а от заднего фронта, пилообразного импульса возвращается в исходное положение. Таким образом, длительность снимаемого со спускового устройства прямоугольного импульса зависит только от момента срабатывания этого устройства, потому что заданий фронт прямоугольного импульса формируется iIIo зад нему фронту пилообразного импульса U>. Так как от пираю343 349

Фиг щие пилообразные импульсы поступают на каждое спусковое устройство поочередно, то во второй,полупериод, когда уровень пилообразного импульса достигает порога срабатывания второго спускового устройства, последнее срабатывает и на его выходе появляется прямоугольныи импульс U4.

При увеличении входного ситнала U„,, амплитуда пилообразных напряжений Uz и U<,подаваемых на входы спусковых устройств, также увеличивается, а следовательно, изменяется точка срабатывания спусковых устройств и увеличивается длительность снимаемых с их выходов прямоугольных импульсов U7 è U8.

Предельное значение, длительности прямоугольного импульса может быть равно половине периода питающего сетевого напряжения.

При смене полярности входного сигнала работа устройства а налогична. При этом фаза выходных импульсов опусковых устройств от.носительно напряжения сети изменяется на

180 эл. град.

Предмет изобр етен и я

Устройство для формирования биполярных импульсов управления углом горения тиристоров, содержащее генератор пилообразного напряжения, согласующие элементы, включенl0 ные на вход пороговых элементов, входные клеммы, отличающееся тем, что, с целью упрощения, генератор пилообразного напряжения выполнен в виде двух пар транзисторов, соединенных по схеме модулятора, причем па15 раллельно каждой паре транзисторов включен конденсатор, одна из обкладок которого подключена к одной из входных клемм, а другая через резистор — к другой входной клемме и через дополнительный конденсатор на вход

20 соответствую щего согласующего элемента.

343349

ucf я яер4 2а

//22Е0 7

ыя &ара2о

2Щ7

1 ля nzpkgu еа 7

ыя &арага ера

Фиг. 2

Составитель М. Лойш

P о А. Пейсоченко Техред А. Камышникова Корректоры: Т. Журавлева едактор . ей и 3. Тарасова

3 809/12 аказ / Изд. № 1861 Тираж 406 Подписное

СССР

ЦНИ11ПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СС

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пп. Сапунова. 2