1760610 - Формирователь импульсов для управления тиристорами

Формирователь импульсов для управления тиристорами

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Устройство используется для управления большим количеством высоковольтных вентилей в преобразователях, где требуется широкий импульс управления. Тиристоры 1 управляются блоком 2 формирования им- .пульсов, состоящим из источника 3 управляющего сигнала, выход которого подключен к информационному входу D-триггера элемента 4 задержки, тактовый вход которого подключен к одному из выходов триггера 5, а выход элемента 4 задержки подключен к вторым входам элементов И-НЕ 6, 7, третьи входы которых подключены к выходу автогенератора 8 и входу триггера 5, а первые входы элементов И-НЕ 6, 7 подключены к противофазным выходам триггера 5:.Выходы элементов И-НЕ 6, 7 подключены к управляющим входам транзисторов 9, 10 предварительного усилителя 11 мощности, выполненного по схеме двухтактного преобразователя , нагрузкой которого являются первичные обмотки двух управляющих трансформаторов 12, 13, выходные обмотки которых подключены к управляющим входам ключей (например, тиристоров) 14, 15 выходного усилителя 16 мощности, включающего два диода 17, 18, высокочастотный конденсатор 19, дополнительный высокочастотный конденсатор 20, дроссель 21 и выходной импульсный трансформатор 22, вторичные обмотки которого через двухполупериодные выпрямители 23 подключены к управляющим переходам тиристоров 1. Усилитель 16 мощности выполнен по схеме полумостового последовательного резонансного инвертора, плечами которого являются , конденсаторы 19, 20, ключи 14, 15, зашунтированные обратными диодами 17, 18, а диагональ образована дросселем 21 и первичной обмоткой трансформатора 22. Питание предварительного усилителя 11 | мощности осуществляется от клемм 24, 25, а выходного усилителя 16 мощности - от ; клемм 26, 27, 28 источника питания с двумя i уровнями питающего напряжения, которые подключаются через ограничительный резистор 29 и развязывающие элементы (диоды) 30, 31 к входу питания усилителя 16, образованного входным конденсатором 32. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. г Ј VI СЬ О О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 M 1/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4794379/07 (22) 21.02.90 (46) 07.09.92, ben, ¹ 33 (71) Государственный научно-исследовательский энергетический институт им, Г.M. Кржижановского (72) В.fl.Æìóðoâ (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 886644446600, кл. Н 02 M 1/08, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР № 95/375, кл. Н 02 M 1!08, 1981.

3. Электротехника. вЂ” 1985, № 1. с. 21-24, рис, 4,5. (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ ДЛЯ

УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРАМИ (57) Устройство используется для управления большим количеством высоковольтных вентилей в преобразователях, где требуется широкий импульс управления. Тиристоры 1 управляются блоком 2 формирования им.пульсов, состоящим из источника 3 управляющего сигнала, выход которого подключен к информационному. входу 0-триггера эле-. мента 4 задержки, тактовый вход которого подключен к одному из выходов триггера 5, а выход элемента 4 задержки подключен к вторым входам элементов И-НЕ 6, 7, третьи входы которых подключены к выходу автогенератора 8 и входу триггера 5, а первые входы элементов И-НЕ 6, 7 подключены к противофазным выходам триггера 5..Выходы элементов И-НЕ 6, 7 подключены к упИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления большим количеством тиристоров, например высоковольтных вентилей, в тех преобразователях, где требуется широкий (60 эл. и более) импульс управления.

„„ Ж„„1760610 А1 равляющим входам транзисторов 9, 10 предварительного усилителя 11 мощности, выполненного по схеме двухтактного преобразователя, нагрузкой которого являются первичные обмотки двух управляющих. трансформаторов 12, 13, выходные обмотки которых подключены к управляющим входам ключей (например, тиристоров) 14, 15 выходного усилителя 16 мощности, включающего два диода 17, 18, высокочастотный конденсатор 19, дополнительный высокочастотный конденсатор 20, дроссель 21 и выходной импульсный трансформатор 22. вторичные обмотки которого через двухполупериодные выпрямители 23 подключены к управляющим переходам тиристоров 1.

Усилитель 16 мощности выполнен.по схеме полумостовога последовательного резонан- I! сного инвертора, плечами которого являют- З ся,конденсаторы 19. 20, ключи 14, 15, зашунтированные обратными диодами 17, 18, а диагональ образована дросселем 21 и первичной обмоткой трансформатора 22.

Питание предварительного усилителя 11 ;мощности осуществляется от клемм 24, 25, ;. а выходного усилителя 16 мощности вЂ” от, клемм 26, 27, 2& источника питания с двумя уровнями питающего напряжения, которые подключаются через ограничительный ре-, зистор 29 и развязывающие элементы (дио-, ды) 30, 31 к входу питания усилителя 16, О" образованного входным конденсатором 32, 1 з.п. ф-лы, 4 ил. С) Известны формирователи широких импульсов управления на основе мостового последовательного тиристорного инвертора тока с ключом-стабилизатором на .входе инвертора (1). Указанный формирователь может генерировать импульсы с частотным .

1760610 заполнением любой длительности с амплитудой, достаточной для включения свыше сотни тиристоров, К недостаткам формирователя относятся его большие массогабаритные показатели, обусловленные наличием большой входной индуктивности и батареи коммутирующих конденсаторов, большая установленная мощность и низкий КПД, Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому техническому решению является формирователь импульсов для управления тиристорами (2), содержащий блок формирования импульсов, включающий источник управляющего сигнала, выход которого подключен к информационному входу блока задержки, автогенератор, выход которго подключен к тактовому входу триггера, и два элемента И-НЕ, первые входы которых подключены к противофазным выходам триггера, а выходы подключены к управляющим входам транзисторов предварительного усилителя мощности, выполненного по схеме двухтактного преобразователя с двумя управляющими трансформаторами, выходные обмотки которых подключены к управляющим входам ключей выходного двухтактного усилителя мощности, один иа силовых ключей которого зашунтирован последовательно соединенными высокочастотным конденсатором и входной обмоткой выходного импульсного трансформатора, вторичные обмотки которого через соответствующие двухполупериодные выпрямители предназначены для подключения к управляющим переходам тиристоров, клеммы для подключения источника питания с двумя уровнями питающего напряжения, соединенные с входом питания выходного двухтактного усилителя мощности через соответствующие развязывающие элементы.

Одним из недогтатков известного формирователя являются его узкие функциональные возможности, обусловленные тем, что второй каскад усилителя мощности представляет собой источник напряжения, ток нагрузки которого определяется величиной питающего напряжения и сопротивлением нагрузки. Поэтому параметры . формирователя необходимо изменять при, всяком изменении числа управляемых им тиристоров. Неудобство заключается не только в том, что под каждый новый преобразователь приходится заново проектировать формирователь, но и в том, что в случае выхода из строя некоторого числа тиристоров, преобразователя изменяются параметры формируемого импульса управления;

55 элементы, элемент задержки выполнен на

О-триггере, элементы И-НЕ выполнены с третьими входами, а выходной двухтактный усилитель мощности снабжен дополнительно входным и высокочастотным конденсаторами и выполнен по схеме полумостового

40 например, при обрыве управляющего электрода тиристора сопротивление нагрузки формирователя увеличивается, и ток управления уменьшается, что может быть недопустима с точки зрения работоспособности преобразователя, особенно, если формирователь спроектирован "впритык", т,е, по минимально допустимому току управления, что часто бывает вызвано необходимостью минимизировать уровень питающего напряжения формирователя.

Другим недостатком известного формирователя является возможность использования во втором каскаде усилителя мощности только транзисторных ключей, чувствительных к одновременному повышению напряжения и тока формирователя, что ограничивает возможности увеличения его мощности и применения для управления ста или более тиристорами.

Целью предложения является расширение фун :циональных возможностей форми-, рователя, Поставленная цель достигается тем, что в форми рователе импульсов для управления тиристорами, содержащем блок формирования импульсов, включающий источник управляющего сигнала, выход которого подключен к информационному входу блока задержки, автогенератор, выход которого подключен к тактовому входу триггера, и два элемента И-НЕ. первые входы которых подключены к противофазным выходам триггера, а выходы подключены к управляющим входам транзисторов предварительного усилителя мощности, выполненного по схеме двухтактного преобразователя с двумя управляющими трансформаторами, выходные обмотки которых подключены к управляющим входам ключей выходного двухтактного усилителя мощности, один из силовых ключей которого зашунтирован последовательно соединенными высокочастотным конденсатором и входной обмоткой выходного импульсного трансформатора, вторичные обмотки которого через соответствующие двухполупериодные выпрямители предназначены для подключения к управляющим переходам тиристоров, клеммы для подключения источника питания с двумя уровнями питающего напряжения, соединенные с входом питания выходного двухтактного усилителя мощности через соответствующие раэвязывающие

1760610 последовательного резонансного инвертора с обратными диодами, два плеча которого образованы высокочастотным и дополнительным высокочастотным конденсаторами, два других вЂ” силовыми ключами, зашунтированными обратными диодами. а в диагональ включена входная обмотка выходного импульсного трансформатора, причем входной конденсатор подключен к входу питания выходного двухтактного усилителя мощности, тактовый вход D-триггера элемента задержки подключен к одному из противофазных выходов триггера, а выход подключен к вторым входам элементов ИНЕ, третьи входы которых подключены к выходу автогенератора.

Кроме того, для уменьшения коммутационных потерь в случае использования транзисторов в качестве ключей выходного усилителя мощности блок формирования импульсов снабжен двумя дополнительными элементами И-НЕ, управляющие трансформаторы снабжены дополнительными первичными обмотками, а предварительный усилитель мощности снабжен двумя дополнительными транзисторами, включенными вместе с дополнительными первичными обмотками управляющих трансформаторов по схеме двухтактного преобразователя. управляющие входы которого подключены к выходам дополнительных элементов И-НЕ, первые входы которых подключены к выходу

Элемента задержки. а вторые вЂ” к выходам соответствующих элементов И-НЕ, причем первичная и дополнительная первичная обмотки в каждом двухтактном преобразователе предварительного усилителя мощности включены встречно.

На фиг.1 приведена функциональная схема формирователя; на фиг.2 вЂ” функциональная схема формирователя с предпочтительным использованием транзисторов в

: качестве ключей выходного усилителя мощности; на фиг.3 вЂ” временные диаграммы. поясняющие работу формирователя: на фиг.4- временные диаграммы, поясняющие работу формирователя.

Формирователь импульсов для управления тиристорами 1 содержит блок 2 формирования импульсов, включающий источник,3 управляющего сигнала, выход которого подключен к информационному входу О-триггера элемента 4 задержки, тактовый вход которого подключен к одному из выходов триггера 5, в выход элемента 4 за держки подключен к вторым входам элементов И-НЕ 6, 7, третьи входы которых подключены к выходу автогенератора 8 и к входу триггера 5, а первые входы элементов

И-НЕ 6, 7 подключены к противофазным

30 уровнями питающего напряжения, которые

55 выходам триггера 5. Выходы элементов ИНЕ 6, 7 подключены к управляющим входам транзисторов 9. 10 предварительного усилителя 11 мощности, выполненного по схеме двухтактного преобразователя, нагрузкой которо а являются первичные обмотки двух управляющих трансформаторов

12, 13,,выходные обмотки которых подключены к управляющим входам ключей (например, тиристоров) 14, 15 выходного усилителя 16 мощности, включающего два диода 17, 18, высокочастотный конденсатор

19, дополнительный высокочастотный конденсатор 20. дроссель 21 и выходной импульсный трансформатор 22, вторичные обмотки которого через двухполупериодные выпрямители 23 подключены к управляющим переходам тиристоров 1, Усилитель

16 мощности выполнен по схеме палумастового последовательного резонансного инвертора, плечами которого являются конденсаторы 19, 20, ключи 14, 15, зашунтированные обратными диодами 17, 18, а диагональ образована драсселем 2 1 и первичной обмоткой трансформатора 22.

Питание предварительного усилителя 11 мощности осуществляется от клемм 24, 25, а выходного усилителя 16 мощности вЂ” от клемм 26, 27, 28 источника питания с двумя подключаются через ограничительный резистор 29 и развязывающие элементы (диоды) 30, 31 к входу питания усилителя 16, образованного входным конденсатором 32, Кроме того, при использовании в качестве ключей 14, 15 преимущественна транзисторов (фиг.2) блок 2 формирования импульсов должен быть снабжен двумя дополнительными элементами И-НЕ 33, 34, вторые входы которых подключены к выходу элемента 4 задержки, а первые вЂ” к выходам элементов И-НЕ 6, 7 соответственно, а в предварительный усилитель 11 мощности при этом вводятся два дополнительных транзистора 35, 36, включенные по схеме двухтактного преобразователя, нагрузкой. которого являются дополнительно введеные первичные обмотки управляющих трансформаторов 12, 13, включенные встречно с первичными обмотками в каждом двухтактном преобразователе усилителя 11 мощности. Выходы элементов И-HE

33, 34 подключаются к управляющим входам транзисторов 35, 36 соответственно.

Источник 3 управляющего сигнала формирует прямоугольные импульсы длительностью, равной заданному углу проводимости а (0з, фиг,З, 4), т,е, представляет собой систему импульсно-фазового управления (СИФУ) преобразователя, которая

1760610 может быть выполнена, например, согласно

Резонансный LC-контур последовательного полумостового инвертора усилителя 16 мощности образуют емкости С конденсаторов 19, 20 и индуктивность L-дросселя 21 (в качестве которой, особенно на высоких частотах, может выступать индуктивность системы распределения импульсов управления по тиристорам 1, приведенная к первичной омотке трансформатора 22). Параметры колебательного LC-контура выбираются из того условия, чтобы его волновое сопротивление р„= Л было много больше сопротивления нагрузки zg(zq< pK, ) которой является сумма сопротивлений управляющих переходов тиристоров 1, приведенных к первичной обмотке трансформатора 22.

При таком выборе формирователь обладает свойствами источника тока, в котором форма и амплитуда тока генерируемых импульсов управления не зависит от числа управляемых тиристоров 1 высоковольтного вентиля.

Формирователь работает следующим образом.

При подаче питающих напряжений на формирователь и в том числе на усилители

11, 16, конденсаторы 19, 20 усилителя 16 заряжаются до напряжения LI2, большего по величине, чем напряжение U3. Формирователь готов к работе. Разрешающий сигнал логической единицы от источника 3 управляющего сигнала (U3, фиг.3), поступает на

D-вход D-триггера элемента 4 задержки.

При поступлении на тактовый вход D-триггера элемента 4 задержки заднего фронта сигнала с одного из выходов триггера 5 (05, фиг,3), работающего в счетном режиме по сигналам автогенератора 8 (U8, фиг,З), задающего частоту работы формирователя, Dтриггер элемента 4 задержки переключается, и на выходе элемента 4 задержки появляется разрешающий сигнал (U4, фиг.3) логической единицы, поступающий на первые входы элементов И-НЕ б и 7, на вторые и третьи входы которых поступают сигналы с выходов триггера 5 (U4, U5, фиг.3) и автогенератора 8 (UB, фиг.3, Тем самым элемент 4 задержки синхронизирует передний фронт сигнала СИФУ преобразователя с задним фронтом сигнала триггера 5 и, .соответственно, с сигналами автогенератора 8, исключая возможность уменьшениядлительности первогоимпульса, формируемого элементами И-НЕ 6, 7 путем логического перемножения сигналов 04, U5, U8 и U4, 05, U8.. Сформированные элементы И-НЕ 6, 7 сигналы логического нуля

45 (U6, U7, фиг.3) включают транзисторы 9, 10 двухтактного преобразователя усилителя 11 мощности, на выходных обмотках управляющих трансформаторов 12, 13 которого появляются импульсы управления (012, 013, фиг,3) силовыми ключами (тиристорами) 14, 15 выходного усилителя 16 мощности. При поступлении импульса управления и включении тиристора 15 усилителя 16 происходит колебательный перезаряд конденсатора 20 через первичную обмотку выходного трансформатора 22, формирующий первую полуволну тока управления тиристорами 1 (l22, фиг.3), преобразователя.

Соответствующим выбором величины напряжения U2 амплитуду lm и скорость нарастания (3Iy/et(первого импульса тока управления форсируют с целью обеспечения надежного включения тиристоров 1. После перехода тока первой полуволны через нуль конденсатор 20 начинает перезаряжаться обратную сторону через диод 18., формир,.я начало второй полуволны тока управления (lzz, фиг.3), Длительность протека5 ния второй полуволны через обратный диод

18 выбирается такой, чтобы успел восстаноить свою управляющую способность тириистор 15. Эта длительность задается частотой fp автогенератора 8, с которой формируются импульсы управления тиристорами 14, 15 усилителя 16 и которая поэтому выбирается несколько меньше собственной частоты колебательного контура резонансного инвертора. При поступлении импульса

5 управления на тиристор 14 ток второй полуволны, протекающий через первичную обмотку трансформатора 22, коммутирует с диода 18 на включившийся тиристор 14, через который начинает теперь перезаряжаться конденсатор 19. В дальнейшем при поступлении очередных импульсов управления тиристорами 14, 15 цикл работы резонансного инвертора повторяется.

В течение всего времени действия разрешающего сигнала от источника 3 усилитель 16 мощности генерирует в первичной обмотке трансформатора 22 ток частотного заполнения этого сигнала почти синусоиадлной формы (lzz, фиг,3). который на управля50 ющем переходе тиристора 1 выпрямляется выпрямителем 23, формируя ипульс управления (Iza, фиг,3) так называемой "оптимальной" формы с форсированной передней частью (включающей частью импульса) и

55 удерживающей частью импульса ("полкой" импульса), Амплитуда тока включающей части импульса задается напряжением U2, а амплитуда тока "полки" импульса определяется напряжением U3 источника питания.

Длительность включающей части импульса

1760610 определяется скоростью снижения напряжения на конденсаторах 19, 20 от напряжения U2 до напряжения U3, которая . определяется параметрами входного конденсатора 32 и дросселя 21 и задается вели- 5 чиной вводимого заряда, необходимого для надежного включения используемых тиристоров 1. Предельная частота заполнения импульса управления также определяется типом используемых тиристоров 1, 10

Формирователь с тиристорами в качестве ключей усилителя 16 мощности целесообразно использовать для управления очень большим (более ста) количеством тиристоров высоковольтного вентиля, когда сопро- 15 тивление нагрузки zH, определяемое суммарным сопротивлением управляющих переходов тиристоров и индуктивностью кабельно-трансформаторной системы распределения импульсов. получается настоль- 20 ко большим, что.для сохранения свойств источникатока(гк«р,,) приходится выбирать чересчур высокое для транзисторов напряжение питания, Для управления высоковольтным венти- 25 лем с несколькими десятками последовательно включенных тиристоров целесообразнее использовать в качестве ключей усилителя 16 транзисторы (фиг.2), что позволяет поднять частоту заполнения fp импульсов управления 30 и благодаря этому уменьшить его габариты. так как применения достаточно высокой частоты fo в качестве индуктивности дросселя 21 можно испольэовать индуктивность рассеяния трансформатора 22, Величина емкости и 35 габариты конденсаторов 19, 20 при повышении частоты также значительно снижаются.

Однако при повышении частоты fo свыше 10-20 кГц коммутационные потери в современных типах мощных. транзисторов 40 возрастают настолько. что начинают составлять основную часть суммарных потерь в них. Дальнейшее повышение частоты f<, необходимое для более полной реализации преимуществ использования транзисторов 45 в формирователе (как с точки зрения формы импульсов вЂ” увеличение частоты заполнения ведет к уменьшению бестоковых пауз в импульсе. так и с точки зрения использования в качестве индуктивности дросселя 21 50 индуктивности трансформатора 22, имеющей величину порядка 10 мкГц), требует принятия специальных мер для снижения величины коммутационных потерь. Одной из таких мер является использование спе- 55 циальной формы управляющего сигнала в виде знакопеременного меандра, как это сделано, например, в(21, когда включающий для транзистора одного плеча сигнал является в то же время выключающим сигналом для транзистора другого плеча. Но подобная форма управляющего сигнала не в полкой мере решает задачу снижения коммутационных потерь, так как подача запирающего сигнала на один ключ одновременно с подачей отпирающего сигнала на другой ключ создает контур короткого замыкания на время рассасывания накопленного заря

В формирователе по п, 2 формуль. изобретения (фиг.2) задача уменьшения коммутационных потерь на повышенных частотах (вплоть до сотен кГц) решается благодаря исключению контура короткого замыкания на время рассасывания накопленного заряда в запирающемся транзисторе путем формирования знакопеременного меандра сигнала управления ключами 14, 15 усилителя 16 с длительностью запирающего импульса, большей, чем отпирающего.

При поступлении на D-вход D-триггера элемента 4 задержки в момент времени о разрешающего сигнала логической единицы от источника 3 управляющего сигнала (U3, см. исправленную фиг,4 в дополнительных материалах) и на тактовый вход 0-триггера элемента 4 задержки в момент времени

ti заднего фронта сигнала с одного из выходов триггера 5 (0, фиг,4) О-триггер элемента 4 задержки переключается и на его выходе появляется разрешающий сигнал логической единицы (U<, фиг,4), поступающий на первые входы элементов И-НЕ 6, 7, 33, 34, на вторые и третьи входы которых поступают сигналы с выходов триггера 5 (Us, Ug, фиг.4 доп.мат.) и автогенератора 8 (Ов, фиг.4). Тем самым элемент 4 задержки синхронизирует передний фронт импульса источника 3 управляющего сигнала (U3, фиг.4) с задним фронтом сигнала триггера 5 (Us, фиг.4}. В результате логического перемножения в момент т1 сигналов логической единицы U4, U5 на входах элементов И-HE 33, 34 на их выходе формируются сигналы логического нуля (033, U34, фиг.4), включающие транзисторы 35, 36 предварительного каскада усилителя 11 мощности, которые формируют в выходых обмотках трнсформаторов 12, 13 запирающий ток управления (Uiz, U<3, фиг.4} транзисторами выходного каскада усилителя 16 мощности, В момент времени tg на трех входах элемента И-Н Е 7 появляются сигналы логической единицы U4, Us, U8 (фиг.4), в результате чего на его выходе появляется сигнал логического нуля (07, фиг.4), включающий транзистор 10 предварительного каскада усилителя 11 этим же сигналом логического нуля. поступающего на вход мощности элемента И-НЕ 34, в результате

1760610

12 чего на его выходе появляется сигнал логической единицы (0з, фиг,4, доп. мат,), запирается транзистор 36 предварительного каскада и усилителя мощности, и во вторичной обмотке трансформатора 13 формируется сигнал включения (01з, фиг,4, доп,мат.) транзистора выходного каскада усилителя

16 мощности, После включения транзистора (ключа 15) усилителя 16 происходит колебательный перезаряд конденсатора 20 через первичную обмотку выходного трансформатора 22, формирующий первую полуволну тока управления тиристорами 1 (Ized, фиг.4) на одном из входов элемента И-НЕ 7, с выхода триггера 5 появляется сигнал логического нуля Uq, фиг,4 доп.мат), в результате чего на его выходе появляется сигнал логической единицы (Uz, фиг.4), запирающий транзистор 10 и формирующий на выходе элемента И-НЕ 34 сигнал логического нуля (0з4, фиг,4), отпирающий транзистор 36 предварительного каскада усилителя 11 мощности; в базу транзистора (ключа 15) выходного каскада усилителя 16 мощности с вторичной обмотки трансформатора 13 поступает запирающий ток управления (U

И-НЕ 33) открытый до того с момента времени tt транзистор 35 предварительного каскада усилителя 11 мощности, BQ втори- ной обмотке трансформатора 12 вме "то запирающего появляется отпирающий ток управления (U

На включившийся транзистор (ключ 14) усилителя 16 коммутирует ток нагрузки lãã с диода 18, продолжая формирование второй полуволны тока нагрузки Izz путем перезаряда конденсатора 19 через транзистор (ключ 14) усилителя 16 и трансформатор 22, 5

Через транзистор усилителя 16 ток нагрузки

122 протекает до момента времени тб, когда сигнал логического нуля с выхода триггера

5 (Ug, фиг.4) запирает транзистор 9 (0в, фиг.4), отпирает транзистор 35 (0зз, фиг,4) и запирает транзистор (ключ 14); перезаряд конденсатора 19 при этом прекращается, а ток нагрузки Izz замыкается через диод 18, шунтирующий транзистор (ключ 15), подзаряжая конденсатор 20, В момент времени тт ток нагрузки Ized проходит через нуль и меняет направление, формируя начало третьей полуволны тока нагрузки при перезаряде конденсатора 19 до первоначальной полярности напряжения, Далее все процессы в формирователе повторяются до момента времени tg появления сигнала логического нуля на выходе элемента 4 задержки (U<, фиг,4), свидетельствующего об окончании в момент тв времени действия разрешающего сигнала логической единицы от источника 3 управля ощего сигнала (0з, фиг.4), при этом

D-xp rrÄ р элемента 4 задержки синхронизирует задний фронт разрешающего сигнала логической единицы (как и его передний фронт) с задним фронтом сигнала одного из выходов триггера 5 (05, фиг.4).

Описанный выше алгоритм работы силовых транзисторов (ключей 14, 15) выходного каскада усилителя 16 мощности показывает, что в течение всего времени выключенного состояния этих транзистс ров в их цепи управления формируется запира ющий ток, благодаря чему происходит форсированное рассасывание накопленного заряда неосновных "".îñèòåëåé. Кроме того каждый такт подачи екл,очающего импульса управления на транзистор смежного плеча происходит со сдвигом во времени относительно моме;I "..- окончания включающего импульса транзистора, окончившего работу, благодаря чему искл юча ются воз никновение контура короткого замыкания и протекание сквозных токов, приводящих к увеличению коммутационных потерь втранзисторах и снижении предельной частоты их рабсты, Таким образом, благодаря введению в выходной двухтактный усилитель мощности дополнительного конденсатора и выполнению его по схеме полумостового последовательного резонансного инвертора с обратными диодами, а также благодаря выполнению блока управления и предварительного усилителя мощности согласно изобретению достигается возможность управления любым количеством тиристоров высоковольтного вентиля, что расширяет функциональные возможности формирователя.

1760610

Формула изобретения

1. Формирователь импульсов для управления тиристорами, содержащий блок фор-мирования импульсов, включающий источник управляющего сигнала, выход ко- 5 торого подключен к информационному входу блока задержки, автогенератор, выход которого подключен к тактовому входу триггера, и два элемента И-НЕ, первые входы которых подключены 10 к протвофазным выходам триггера, а выходы подключены к управляющим входам транзисторов предварительного усилителя мощности, выполненного по схеме двухтактного преобразователя с двумя управляющими 15 трансформаторами, выходные обмотки которых подключены к управляющим входам ключей выходного двухтактного усилителя мощности, один из силовых ключей которого зашунтирован последовательно соединенны- 20 ми высокочастотным конденсатором и входной обмоткой выходного импульсного трансформатора, вторичные обмотки которого через соответствующие двухполупериодные выпрямители предназначены для 25 подключения к управляющим переходам тиристоров, клеммы для подключения источника питания с двумя уровнями питающего напряжения, соединенные с входом питания вь,ходного двухтактного усилителя мощности 30 через соо. ватствующие развязывающие элементы, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, элемент задержки выполнен на О-триггере, элементы И-НЕ выполнены с третьими входа- 35 ми, а выходной двухтактный усилитель мощности снабжен дополнительно входным и высокочастотным конденсаторами и выполнен по схеме полумостового последовательного резонансного инвертора с обратными диодами, два плеча которого образованы высокочастотным и дополнительным высокочастотным конденсаторами, два другихвЂ” силовыми ключами, зашунтированными обратными диодами, а в диагональ включена входна обмотка выходного импульсного трансформатора, причем входной конденсатор подключен к входу питания выходного двухтактного усилителя мощности, тактовый вход 0-триггера элемента задержки подключен к одному из противофазных выходов триггера, а выход подключен к вторым входам элементов И-НЕ, третьи входы которых подключены к выходу автогенератора, 2, Формирователь по п,1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения коммутационных потерь в силовых ключах-транзисторах выходного двухтакгного усилителя мощности, блок формирования импульсов снабжен двумя дополнительными элементами И-НЕ, управляющие трансформаторы снабжены дополнительными первичными обмотками, а предварительный усилитель мощности снабжен двумя дополнительными транзисторами, включенными вместе с дополнительными первичными обмотками управляющих трансформаторов по схеме двухтактного преобразователя, управляющие входы которого подключены к выходам дополнительных элементов И-НЕ, первые входы которых подключены к выходу элемента задержки, а вторые вЂ” к выходам соответствующих элементов И-НЕ, причем первичная и дополнительная первичная обмотки в каждом двухтактном преобразователе предварительного усилителя мощности включены встречно.

1760610

Составитель В.Жмуров

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С.Лисина

Редактор С.Кулакова

Производственно-издательский комбинат" Патент",г.ужгород,уд, Гагарина,101

Заказ 3191 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Формирователь импульсов для управления тиристорами

Патент 1760610