Формирователь прямоугольныхимпульсов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советския

Социалистических

Республик

<»>843130

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 06.1228 (21) 2692017/24-07 51 М К„з с присоединением заявки Hо

Н 02 М 1/08

Н 03 К 5/00

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 3006.81,Бюллетень No 24 (53) УДК 621.373 (088.8) Дата опубликования описания 3006.81

%.P. Каспари В.Н. Стельмаков, В.В. Топельбе и Э.З. Шенкман (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Государственный научно-исследовательский энергетический институт им. Г.М. Кржижановского (54 ) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к преобразо вательной технике и может быть использовано в системах импульсного пи-. тания.

Известны формирователи постоянного тока, содержаШие источник питания с емкостным фильтром, ключ на управляемом вентиле, узел коммутации, датчик короткого замыкания и неуправляемый вентиль, включенный в запираюцем.направлении относительно тока нагрузки и шунтированный цепью из источника опорного тока и дросселя, в котором ключ на управляемом вентиле, неуправляемый вентиль, нагрузка и источник питания образуют последовательный контур $1J .

Известное устройство позволяет формировать прямоугольные импульсы с достаточно крутымй фронтами, а также обеспечивает зашиту при коротких замыканиях в нагрузке. Однако отказ узла коммутации подле возникновения короткого замыкания в нагрузке приводит к значительным токовым перегрузкам вентильного оборудования, что суцественно снижает надежность устройства.

Наиболее близкий к предлагаемому форглирователь прямоугольных импульсов содержит последовательную цепь, образованную из источника питания, управляеглого от блока управления вентильного ключа, шунтированного блоком коммутации, управляюцего вентиля, шунтированного цепью из источника опорного тока и дросселя, и нагрузки, причем к управдяющему электроду вентиля подключен выход реагируюшего ор:ана, состоящий из последовательно соединенных генартора прямоугольных импульсов, 15 элемента И, накопительного элемента, релейного элемента и элемента ИЛИ-НЕ, к первому входу элемента И подключен выход датчика напряжения, датчик короткого замыкания (2)

2О

Благодаря такому схемному решению удается сформировать достаточно крутой передний фронт импульса на нагрузке, зафиксировать с достаточ25 ной точностью момент окончания импульса и тем .самым сформировать задний фронт, защитить нагрузку, ограничив энергию, выделяемую в ней .при коротких замыканиях, а также

30 обеспечить условия .для выключения

843130 управляемого ключа при отказе блока коммутации.

Определение момента возникновения короткого замыкания на выходе формирователя осуществляется при помощи датчика короткого замыкания.

При этом в момент возникновения короткого замыкания ток через датчик возрастает скачком до значения величины опорного тока.

Однако при токе нагрузки, близком или равном по величине опорному току, достаточно определить момент возникновения короткого замыкания не возможно. Запаздывание при определении момента возникновения короткого замыкания приведет к неоправданному увеличению тока через управляемый вентильный ключ, что может привести к неуспешной коммутации ключа — его опрокидыванию, а формирователь при этом должен быть выведен из работы.

Цель изобретения — повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что известный формирователь прямоугольных импульсов снабжен блоком идентификации короткого замыкания, датчик короткого замыкания включен параллельно нагрузке, причем первый вход блока идентификации соединен с выходом блока управления, второй вход — с датчиком короткого замыкания, выход — c реагирующим органом, а выход генератора прямоугольных импульсов реагирующего органа соединен со входом блока управления.

Блок идентификации короткого замыкания выполнен из последовательно соединенных элемента задержки и двухвходового элемента И, причем первым входом блока идентификации является вход элемента задержки, вторым. входом — вход элемента И, а его выход — является выходом блока идентификации.

На чертеже представлена схема предлагаемого формирователя. формирователь содержит источник

1 питания, сглаживающий дроссель 2, конденсатор 3, управляемый вентильный ключ 4 с блоком 5 коммутации, управляющий вентиль 6, включенный

s запирающем направлении относительно тока нагрузки и шунтированный цепью из источника 7 опорного тока и дросселя 8, вентильный ключ 9, включеиный параллельно нагрузке 10, блок

11 управления, датчик 12 короткого замыкания, датчик 13 напряжения вентильного ключа, блок 14 идентификации короткого замыкания . и. реагирукиций орган 15. Блок 14 идентификации короткого замыкания содержит элемент 16 задержки и двухвходовый

- элемент И 17,,а реагирующий орган состоит из генератора 18 прямоугольных импульсов, двухвходового элемента И 19, накопительного элемента 20, релейного элемента 21 с. фиксацией воздействия и двухвходового элемента

ИЛИ-НЕ 22.

Формирователь работает следующим образом..

Перед формированием импульса устанавливается необходимый уровень напряжения импульса с помощью источника 1, а в цепи, состоящей из источника 7 тока, дросселя 8, вентиля 6 устанавливается ток, несколько больший предельно допустимого то,ка нагрузки.

Затем блок 11 управления выраба15 тывает широкий управляющий сигнал на ключ 4, который через элемент 16 задержки поступает также на один из входов элемента И 17, а на нагрузке

10 формируется импульс напряжения, 20 амплитуда которого равна напряжению источника 1. Время задержки элемента 16 устанавливается равным времени нарастания напряжения на нагрузке до величины, соответствующей

25 порогу срабатывания датчика 12 короткого замыкания, при котором сигнал с выхода датчика 12 исчеза ет. Поэтому при пуске формирователя на выходе блока 14 идентификации короткого замыкания сигнал не появляется.

d0

65

В момент возникновения короткого замыкания ток нагрузки становится равным величине опорного тока, а к дросселю 8 прикладывается напряжение конденсатора 3, а напряжение на нагрузке скачком уменьшается до нуля, что вызывает срабатывание датчика 12 короткого замыкания и на его выходе появляется сигнал. Это приводит к Появлению сигнала на выходе элемента И 17, так как на втором входе элемента 17 присутствует сигнал блока 11 управления.

На выходе генератора 18 прямоугольных импульсов появляется прямоугольный импульс, который поступа-; ет на один из входов элемента И 19.

На второй вход этого элемента в этот момент подано напряжение с выхода датчика 13 напряжения, поэтому на выходе элемента И появляется сигнал, который поступает .на вход накопительного элемента 2(,, а также на один их входов элемента ИЛИ-HE 22, что приводит к снятию импульсов суправляемого вентиля, а через блок

11 управления и к снятию импульсов с ключа 4, включению блока 5 коммутации и ключа 9, шунтирующего нагрузку °

При нормальной работе блока коммутации за время, определяемое параметрами контура коммутации происходит включение ключа 4 и исчезает сигнал с выхода датчика 13 нап843130

25 ряжения вентильного ключа, что далее приводит к включению вентиля 6.

Запрет на включение ключа 4 действует в течение времени, определяемого длительностью импульса генератора 18 прямоугольных импульсов, которое выбирается достаточным для восстановления электрической прочности нагрузки.

В момент окончания импульса ГЕнератора 18 снимается запрет на включение ключа 4 и далее автоматически включается напряжение на нагрузке„ при этом процесс восстановления напряжения не отличается от процесса пуска формирователя.

При отказе узла коммутации ключ 15

4 не выключается и с датчика 13 напряжения продолжается поступление сигнала и продолжается заряд накопительного элемента 20. В некоторый момент напряжение на выходе накопительного элемента становится равным порогу срабатывания релейного элемента 21, в результате чего и на втором входе элемента ИЛИ-НЕ 22 появляется сигнал, который приводит к фиксации снятия импульсов с вентиля б. Так как вентиль б включиться не гло>хет, то разряд конденсатора 3 в цепи, содержащей дроссель 8,продолжается. Ключ 4 выключается и к нему прикладывается напряжение обратной полярности, что предотвращает повторное его включение.

При окончании рабочего импульса напряжения на нагрузке снимаются импульсы управления с ключа 4 и подаются импульсы управления на блок

5 коммутации и шунтирующий ключ 9.

Блок идентификации короткого замыкания вырабатывает сигнал, запус- 49 кающий генератор 18 прямоугольных импульсов, так как на входе элемента И 17 появляется сигнал с датчика короткого замыкания 12 и продолжает действовать сигнал на втором входе в течение времени, определяемом элементом 16 задержки. Далее процесс повторяется.

Введение блока идентификации короткого загыкания, а также включение датчика короткого замыкания параллельно нагрузке позволяет с высокой степенью точности определить момент возникновения короткого замыкания, что предотвращает неоправданное увеличение коммутируемого тока и тем самым повышает надежность.

Формула изобретения

1. формирователь прямоугольных импульсов, содержащий последовательную цепь, образованную из источника питания, управляемого от блока управления вентильного ключа, шунтированного блоком коммутации, управляющего вентиля, шунтированного цепью из источника опорного тока и дросселя,и нагрузки,,причем к управляющему электроду вентиля подключен выхоц реагирующего органа, состоящий из последовательно соединенных генератора прямоугольных импульсов, элемента И, накэпительного элемента, релейного элемента и элемента ИЛИ-НЕ, к первому входу элемента И подключен выход датчйка напряжения, датчик короткого замыкания, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен блоком идентификации короткого замыкания, датчик короткого замыкания включен параллельно нагрузке, причем первый вход блока идентификации соединен с выходом блока управления, второй вход — с датчиком короткого замыкания,выход — с реагирующим органом, а выход генератора прямоугольных импульсов реагирующего органа соединен со входом блока управления.

2. Формирователь по п.1, о.т л и ч а ю шийся тем, что блок идентификации короткого замыкания выполнен из последовательно соединенных элемента задержки ч двухвходового элемента И, причем первым входом блока идентификации является вход элемента задержки, вторым входом — вход элемента И, а его выход является выходом блока идентификации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 646431, кл. Н 03 К 5/00, 1977.

2. Авторское, свидетельство СССР по заявке М 2552555/24-07, кл. Н 02 И 1/08, 1977.

843130

Составитель О. Наказная

Редактор И. Лысогорова .Техред А,Бабинец;

Корректор С. Цомак

Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 Заказ 5157/77 Тираж 730

ВНИИПИ Государственново комитета СССР по делам изобретений и открытий

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