Устройство для моделирования тиристора
Союз Советскнн
Социалистические
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Опубликовано 30.05.82. Бюллетень № 20
Дата опубликования описания 01.06.82 (5I)M. Кл. 06 Cj 7/62
Гоеударстеенный коинтет
СССР (53) УДК 681. .333(088.8) но делан изобретений н отнрытнй (72) Авторы изобретения
Ю. П. Разуваев и Л. H. Степанове
Кировский политехнический институт (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ
ТИРИСТОРА
Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано при исследовании с помощью моделей электротехнических устройств, содержащих тиристсры, а также в системах автоматического регулирования.
Известно устройст"о для моделирования тиристора, содеожащее операционный усилитель и электромеханпческое звенореле, контакты которого включены в
f0 цепь отрицательной обратной связи операционного усилителя (1J
Основным недостатком этого устройства является низкая надежность, так как они содержат реле, которые предtS ставляют собс и элект".омеханическую систему контактов.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уст20 ройство для моделирогания тиристора, содержащее операционный усилитель, во входную цепь кот рого включен транзистор, а в цепь (братной связи - резистор.
Транзистор работает в ин- ерсном режиме (2J
Недостатками этого устройства являются невысокая точность всспроизведения моделируемых зависимостей, так как транзистор м-жет работать только з инверсном режиме и насыщение промежутка
"эмиттер-база наступает уже при малых значениях входного напряжения операционного усилителя, что искажает сигнал, возм -жность получать зависимость 0 т =
= k(hт1 только с одним знаком напряжения на выходе операционного усилителя: положительным при транзисторах р- q -р типа или отрицательным при транзисторах
-р- Д типа, низкая надежность, так как пои "закрытом положении модели тиристора переход «база-коллектор» транзистора смещен в прямом направлении, сопротивление его при этом мало (сотни Ом), что может гызвать перегрузку операционного усилителя, с которого снимается сигнал U,,и выход его из строя.
3 9325
Пель изобретения — повышение точности в спроиэведения моделируемых за-. висимостей, расширение функциональных возможностей за счет получения нелинейной зависимости Цт =f (j ) как с положительным, так и с отрицательным знаками выходного напряжения операционного усилителя и увеличение надежности.
Поста=пенная цель достигается тем, что в устройство, содержащее усилительный транзистор, резистор, включенный в цепи отрицательной обратной связи onepal ционного усилителя, выход которого яв ляется выходсм устройства, введены выпрямитель, фильтруюший конденсатор, трансформатор, разделительный конденсатор, два ключа и генератор переменного сигнала, первый выход которого соединен с шиной нулевого потенциала, второй вв ход генератора переменного сигна20 ла подключен к информационному входу первого ключа, первый выход которого соединен с первой обкладкой разделительного кондецсатора, вторая обкладка котсрого подключена к первому выводу первичной обмотки трансформатора, второй вывод которой соединен с шиной нулевого потенциала, первый и второй выводы вторичной обмотки трансформатора подкпючены соответственно к первому и второму зо входам выпрямителя, первый выход которого соединен с первой обкладкой фильтрукнщего конденсатора, с базовым выводом усилительного транзистора и с первым информационным входом второго ключа, управляющий вход которого является первым входом устройства, второй вход которого подключен к управляющему входу первого ключа, второй выход которого соединен со вторым информационным входом второго ключа и является третьим входом устройства, первый информационный выход второго ключа подключен к коллекторному выводу усилительного транзистора, эмиттерный вывод которого сое-. динен со второй обкладкой фильтрующег" 4 конденсатора и вторым выходом выпрямителя, второй информационный выход второго ключа подключен ко входу операционного усилителя.
На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.
Устройство содержит усилитель 1, резистор 2 обратной связи, усилительны" транзистор 3, выпрямитель 4, фильтрующий конденсатор 5, тран ..Аооматор 6, разделительный конденсатор 7, ключ 8, генератор 9 переменного сигнала и ключ
10 4
10, резисотр 2 и усилитель 1 образуют операционный усилитель 11.
Устройство работает следующим образом.
В, исходном состоянии 0 < =0 и ключ
10 находится в таком состоянии, что коллектор транзистора 3 соединен со входом операционного усилителя 1 1, а второй выход ключа 8 и вход устройства подключены к базе транзистора 3, ключ
8 замкнут, при,этом на управляющий промежуток "эмиттер-база" транзистора
3 подается отпираюшее напряжение, поэтому сопрстивление промежутка база-коллектор мало дпя любой полярности входного сигнала. Коэффициент усиления операциснного усилителя 11 велик. Это состояние соответствует закрытому состоянию модели тиристора. При подаче управляющего напряжения на ключ 8 переменного тока он размыкается, напряжение на промежутке "эмиттер-база» транзистора 3 исчезает и для положительной полярности входного напряжения
) -т сопротивление промежутка базаколлектор транзистора 3 возрастает, а коэффициент усиления усилителя 1 резко уменьшается, что соответствует открытому состоянию модепи тиристора.
В дальнейшем это состояние поддерживается напряжением, пропорциональным току тиристора l ., вплоть до уменьшения этого напряжения до нуля, когда модель тиристора закрывается.
Для получения выходного напряжения с отрицательным знаком необходимо подать управляющее напряжение (Oyq *=1) на управляющий вход ключа 10. В качестве ключа 8 переменного тока может быть искаьзован операционный усилитсль моделирующей установки в режиме с ограничением. В качестве генератора 9 переменного сигнала для питания трансформатора 6 можно испольэовать источники напряжения моделирующей установки с частотой 200-400 Гц.
Преимушество .предлагаемого устройства для моделирования тиристора по сравнению с известным заключается в том, что использование трансформатора для электрического изолирования управляюmего промежутка транзистора от корпуса моделирующей установки позволяет повысить точность воспроизведения моделируемых зависимостей, так как насыщение промежутка "эмиттер-база транзистора не наступает до напряжения
200 В и выше; расширить функциональные возможности схемы, так как пред5 .9З лагаемое устройство можно испольэовать, при моделировании зависимости U > =
= f(4 } как с положительным, так и с отрицательным знаком выходного напряжения операционного усилителя (-тток через тиристор, 0 — падение напряжения на тиристоре), кроме того, увеличить надежность, так как выход операционного усилителя электрически не соединен с корпусом моделирующей установки и выход из строя операционного усилителя иэ-еа перегрузки невозможен.
Формула изобретения
Устройство дпя моделирования тирис. тора, содержашее усилительный транзистор и операционный усилитель, выход которого является выходом- устройства, отличаюшеесятем, что,c целью повышения точности моделирования, в него введены выпрямитель, фильтруюший конденсатор, трансформатор, разделительный конденсатор, два ключа и генератор переменногс сигнала, первый выход которого соединен с шиной нулевого потенциал, второй выход генератора переменного сигнала подюпочен к информационному входу первого ключа, первый выход которого соединен с первой. обклад-. кой разделительного конденсатора, вторая обкладка которого подключена к первому выводу первичной обмотки трансформатора, второй вывод которой соединен с ши25 IO 6 ной нулевого потенциала, первый и второй выводы вторичной обмотки трансформатора подключены соответственно к первому и второму входам выпрямителя, первый выход которого соединен с первой обкладкой фильтруюшего конденсатора, с базовым выводом усилительного транзистора и с первым информационным входом второго ключа„ управляющий вход которого О является первым входом устройства, второй вход которого поцключен к управляющему входу первого ключа," второй выход которого соединен с вторым информационным BKDQQM второго ключа
ts и является третьим входом устройства, первый информационный выход второго ключа подключен к коллекторному выводу усилительного транзистора, эмиттер. "авФ вывод которого соединен с второй щ обкладкой фильтруюшего конденсатора и вторым выходом выпрямителя, второй информационный выход второго ключа подключен к входу операционного усилителя.
Источники информации, у принятые во внимание при экспертизе
3. Бамдес А. M., Разуваев 10. П., Шапиро С. В. Аналоговое моделирование исполнительных ферромагнитных устройств.
М, Наука, 1975, с. 63. зо 2 Шапиро С. В., Лобанов Ю. В. Моделирование на АВК автономных инверторов и систем с ними. Уфа, 1979, с. 50 (прототип) .
93251 О
С ставитель В. Рыбин
Редактор М Ткач Техред Т. Фанта Корректор Л. Бокщан
Заказ 3786/70 Тираж 732 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
11303Р, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
