Библиотека

 

373827

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВйдЕТЕДЬСТВУ

Ссмз Соеетскиз

Социзлистичоскиз

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено ОЗХ11.1970 (№ 1454555/24-7) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 12.111.1973. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 24Л .1973

М. Кл. Н 02р 13/16

Н 02m 1/08

Комитет ло делам изобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

УДК 621.314.721 (088.8) Авторы изобретения

Б. Н. Значковский, В. П. Семенец, Ю. М. Осецкий и И. 3. Онатий

Заявитель

МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФАЗОВОГО

УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано как для управления вентильными преобразователями, так и в других импульсных схемах, например, в вычислительной технике.

Известны многоканальные устройства для фазового управления вентильными преобразователями,, содержащие в каждом своем канале нуль-орган, дифференцирующий конденсатор, формирователь импульсов, выполненный на транзисторе, база которого подключен а через дифференцирующий конденсатор к выходу нуль-органа, и трансформаторе, первичная обмотка которого включена в качестве нагрузки транзистора, вторичная обмотка подключена через элемент сравнения к управляющим электродам силового вентиля,, а обмотка обратной связи включена в цепи управления транзистором.

Для повышения помехозащищен|ности и надежности в работе предлагаемое устрой ство снабжено общим для всех каналов ограничивающим элементом, подключенным к выходу каждого нуль-органа через разделительные диоды. Вторичная обмотка трансформатора включена так, что импульсы, формируемые в ней при отпирании транзистора, запирают элемент сравнения, а обмотка обратной связи подключена к базе транзистора через конденсатор и диод, соединенные последовательно. Полярность включения диода противоположна полярности отпирающего импульса транзистора, а общая точка конденсатора и диода соединена через резистор, например, с

S эмиттером транзистора.

На фиг. 1 приведена электрическая схема одного из каналов описываемого устройства; на фиг. 2 — векторная диаграмма напряжений, питающих генератор пилообразного на10; на фиг. 3 — графики изменения во времени: а — фазы управляющих импульсов, б — напряжения на выходе н уль-органа, в— тока базы транзистора формирователя импульсов, г — напряжения на вторичной об15 мотке трансформатора формирователя импульсов и д — управляющего тока силового управляемого вентиля.

Каждый канал устройства содержит нульорган 1, дифференцирующий конденсатор 2 и

20 формирователь импульсов 3, выполненный на транзисторе 4, база которого через дифференцирующий конденсатор подключена к выходу нуль-органа, и трансформаторе 5. Первичная обмотка 6 трансформатора включена

25 в качестве нагрузки транзистора 4, вторичная обмотка 7 подключена через элемент сравнения 8 к управляющим электродам силового вентиля 9, а обмотка 10 обратной связи включена в цепи управления транзистором.

Ç0 Выход нуль-органа зашунтирован ограничи373827 вающим элементом, в качестве которого использован, например, разделительный диод

11, включенный последовательно с общим для всех каналов источником стабилизированного напряжения. Источник стабилизированного напряжения выполнен на стабилитроне 12 с балластным резистором 18. Вторичная обмотка 7 трансформатора 5 включена так, чтобы рабочее направление входного тока элемента сравнения 8 и направление коллекторного тока транзистора 4 были одинаково ориентированы относительно одноименных (обозначенных точками) зажимов вторичной и первичной обмоток. Обмотка 10 обратной связи подключена к базе транзистора

4 через конденсатор 14 и диод 15, соединенные последовательно. Диод 15 направлен навстречу направлению отпирающего тока транзистора 4, а общая точка конденсатора

14 и диода 15 через элемент 1б перезаряда конденсатора соединена, например, с эмиттером транзистора 4. В качестве элемента перезаряда конденсатора может быть использован резистор или диод.

Устройство работает следующим образом.

На вход нуль-органа 1 подаются, например, сравнивающиеся выходные сигналы генератора 17 пилообразного напряжения и источника 18 управляющего напряжения. В этом случае предлагаемое устройство может применяться для фазового управления преобразователями постоянного тока.

Генератор 17 предназначен для получения опорного пилообразного напряжения, синхронизированного с сетью. Опорное пилообр азное напряжение образуется на резисторе 19 за счет протекания синусоиды тока через резистор 20 и двух полусинусоид тока, сдвинутых относительно синусоиды тока на:60 . град. и протекающих по цепям: резистор 21— диод 22 — резистор 19 и резистор 28 — диод

24 — резистор 19. Конденсатор 25 сглаживает точки сопряжения синусоиды и полусинусоид напряжения.

Нуль-орган фиксирует моменты равенства нулю напряжения на его входе, работает в режиме переключения и при прохождении напряжения через нуль мен яет свое состояние. Транзистор 2б нуль-органа включен по схеме с общим эмиттером. В качестве нагрузки транзистора 2б использован резистор 27.

Отрицательное входное напряжение в рабочем режиме прикладывается к диоду 28.

Транзистор 28 опирается за счет входного тока смещения, протекающего через резистор

29. Положительное входное напряжение прикладывается через диод 28 к базе транзистора 2б, в результате чего последний запирается. Такая схема нуль-органа имеет высокоомный вход. Для отрицательного входного напряжения входное сопротивление определяется обратным сопротивлением диода 28, а для положительного — сопротивлением резистора

29. Это позволяет значительно уменьшить

65 мощность источника 18 напряжения управления.

Выходное напряжение нуль-органа диффе.ренцируется при помощи. конденсатора 2. Импульсы тока заряда конденсатора 2 протекают через базу коммутирующего транзистора 4. Постоянная заряда определяется сопротивлением резистора 27 и емкостью конденсатора 2. Конденсатор 2 разряжается через транзистор 2б и резистор 80, а заряжается напряжением Е,. Напряжение, до которого может зарядиться конденсатор 2, определяется величиной напряжения У„источника 12.

Напряжение У„меньше напряжения Е, поэтому в импульсах дифференцирования (заряда) отсекается задний пологий участок б в (см. фиг. 3,e). На вход транзистора проходят только начальные участки а,б, импульсов дифференцирования с задним крутым фронтом б бз.

Формирователь импульсов работает в режиме переключения, поскольку минимальная величина импульсов дифференцирования выбирается так, чтобы обеспечить полное отпирание транзистора 4 формирователя импульсов при максимальном токе коллектора в нормальном режиме работы устройства. При наличии тока в базе транзистора 4 последний отпирается, в результате чего напряжение Ек прикладывается к первичной обмотке б трансформатора 5 и ток в ней начинает нарастать по экспоненциальному закону. На протяжени и длительности входных импульсов управления в трансформаторе 5 накапливается электромагнитная энергия, а по их окончании энергия поступает на вход элемента сравнения 8.

Обратная связь в формирователе импульсов действует при запирании транзистора 4 и обеспечивает высокую крутизну заднего фронта 6>бз импульсов дифференцирования (см. фиг. З,в) и переднего фронта б4б; импульсов гашения электромагнитной энергии трансформатора (см. фиг. З,г) на входе элемента сравнения 8, При включенном транзисторе 4 конденсатор 14 заряжается через элемент 1б перезаряда напряжением обмотки 10.

При запирании транзистора 4 полярность напряжения на обмотке 10 меняется, конденсатор 14 начинает перезаряжаться через диод

15 и резистор 80 и за счет этого увеличивается крутизна заднего фронта импульсов дифференцирования, полностью запирается транзистор 4 и обеспечивается высокая крутизна переднего фронта импульсов гашения электромагнитной энергии трансформатора. Очередной перезаряд конденсатора осуществляется. опять через элемент 1б. Емкость конденсатора 14 выбирают в несколько десятков раз меньшей емкости конденсатора 2. Резистор

1б должен обеспечить заряд конденсатора 14 за время длительности импульсов а б дифференцирования (см. фиг. З,в) до величины напряжения на обмотке 10.

373827

Вторичная обмотка трансформатора 5 включена так, чтобы направление импульсов гашения электромагнитной энергии трансформатора совпадало с проводящими направлениями диода 81 и динистора 82 элемента сравнения 8. Рабочее направление входного тока элемента сравнения совпадает с проводящим направлением диода 31 и динистора

82. Импульсы тока гашения электромагнитной энергии трансформатора 5 поступают на резисторы 88 и 84. Амплитуда импульса на резисторе 84 сравнивается с напряжением включения динистора 82 (с напряжением уставки Уу„). На управляющие электроды силового вентиля 9 пропускаются импульсы, амплитуда которых превышает уставку.

Чем уже импульсы помех на входе нульоргана (или в других цепях), тем меньше амплитуда импульсов гашения электромагнитной энергии трансформатора. Это объясняется тем, что ток намагничивания в первичной обмотке трансформатора 5 находится в экспоненциальной зависимости от длительности импульсов, а амплитуда тока импульсов гашения элктромагнитной энергии трансформатора примерно пропорциональна току намагничивания, при котором запирается транзистор. Параметры схемы выбирают так, чтобы на силовой вентиль не проходили импульсы, соответствующие помехе с максимально возможной длительностью.

Помехи могут проходить в устройство и во временном промежутке, когда транзистор 4 формирователя импульсов отперт рабочим дифференцирующим импульсом а б . Такие помехи могут привести к узкому провалу тока на участке дифференцирующего импульса, когда энергии в трансформаторе 5 недостаточно для отпирания динистора 82. Для того, чтобы импульсы помехи в этом случае не приводили к ложному непропусканию через динистор импульсов гашения электромагн итной энергии трансформатора, постоянная времени разряда конденсатора 2 выбрана равной или. меньшей постоянной времени raщения электромагнитной энергии. трансформатора 5 на диод 81 и резисторы 83 и 34.

Обмотка 85 взята из соседнего канала и предназначена совместно с диодом 3б для по5 лучения сдвоенных импульсов. Сдвоенные импульсы можно получить также за счет подключения каждого транзистора формирователя импульсов через разделительные диоды к первичным обмоткам трансформато ов фор10 мирователей импульсов двух соседних каналов. Диод 87 служит для подключения соседнего канала к выходу нуль-органа.

Предмет изобретения

Многоканальное устройство для фазового управления вентильными преобразователями, содержащее в каждом своем канале нульорган, дифференцирующий конденсатор, фор20 мирователь импульсов, выполненный на транзисторе, база которого подключена через дифференцирующий конденсатор к выходу нуль-органа, и трансформаторе, первичная обмотка которого включена в качестве на25 грузки транзистора, вторичная обмотка подключена через элемент сравнения к управляющим электродам силового вентиля, а обмотка обратной связи включена в цепи управления транзистором, отличающееся тем, 30 что, с целью повышения помехозащищенности и надежности в работе, оно снабжено общим для всех каналов ограничивающим элементом, подключенным к выходу каждого нуль-органа через разделительные диоды, 35 вторичная обмотка трансформатора включена так, что импульсы, формируемые в ней при отпирании транзистора, запирают элемент сравнения, а обмотка обратной связи подключена к базе транзистора через кон ден40 сатор и диод, соединенные последовательно, причем полярность включения диода противоположна полярности отпирающего импульса транзистора, а общая точка конденсатора и диода соединена через резистор, например, 45 с эмиттером транзистора.

373827 фиг./

Сдых

Редактор А. Пейсоченко

Заказ 1427/12 Изд. № 1312 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Ю. Баева

Техред Т, Курилко

Корректоры: Е. Сапунова и А. Васильева