Формирователь прямоугольных импульсов

Формирователь прямоугольных импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

С оцналнстнческнх

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ау (22) Заявлено 07.1277 (21) 2552555/24-07 с присоединением заявки Ио

Н 02 и 1/08

H 03 К 5/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и от крыти и (23) Приоритет

Опубликовано 250580. Бюллетень Ио 1(3 (5Ç) УДК621, 373 (088. 8) Дата опубликования описания 250580 (72) Авторы изобретения

Ю. P. Каспари, В.И. Стельмаков „В. В. Топельберг и Э.3. Шенкман (7 () Заявитель

Государственный научно-исследовательский энергетический инстит, т им„Г.М. Кржижановского (5 4 )

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при создании систем импульсного питания.

Известны формирователи постоянного тока, содержащие источник питания с емкостным фильтром и ключ на управляемом вентиле с узлом коммутации, которые дают возможность формировать на нагрузке прямоугольные импульсы с достаточно крутыми фронтами (1) .

Однако такие формирователи не обеспечивают возможность осуществления коммутации при коротком замыкании в нагруз ке.

Известны устройства, в которых имеется ключ на управляемом вентиле и, кроме того, между источником питания и нагрузок в запирающем направлении включен неуправляемый венти ь, шунтированный цепью, содержащей источник опорного тока и дроссель, что поз воля ет обеспечить коммутацию указанного ключа при коротких замыканиях в нагрузке (23 °

Наиболее близким техническим решением к изобретению является формирователь прямоугольных импульсов, содержащий источник питания с емкостным филь-:- сом, ключ H B jjITpBBJIH= емсм вентиле, уэел коммут ации, датчик коротко "a эаьыкания и неуправляемый вентиль, включенный в запирающем направлении относительно тока нагрузки и в -нтированний цепью иэ источника опорного тока и дросселя, в котором ключ на управляемом вентиле, неуг(равляеиый вентиль, нагрузка и источник питания образуют последовательны -. контур (33, Известное устройство позволяет формировать прямоугольные импульсы с достаточно крутыми фронтами, а

15 также обеспе сить защиту при коротких замыканиях B нагруэ ке. Одн акс от каз узла коммутации после возникновения короткого замыкания в нагрузке приводит к значительным токовым

2О перегрузкам вентильного оборудования, что снижает надежность устройства.

Целью изобретения является повышение надежности формирователя.

Это достигается тем, что формирователь, содержа(дий последовательный контур, образованный из управляемого вентильного ключа, шунтированного узлом коммутации, вентиля,шунтированного цепью нэ источника опор30 ного тока и дросселя, нагрузки, дат736288

20

40 чика короткого замыкания и источника питания с конденсатором на выходе снабжен датчиком напряжения, реаги рующим органом, а вентиль выполнен ,управляющим, к управляющему электроду которого подкЛючен выход реагирующего органа, ко входу которого подключены выходы датчиков короткого замыкания и напряжения.

Кроме того, реагирующий орган состоит из последовательно соединенных генератора прямоугольных импульсов, элемента И, накопительного и релейного элементов, элемента ИЛИ-HE причем входами реагирующего органа являются входы генератора прямоугольных импульсов и элемента И, выход которого подключен ко второму входу элемента ИЛИ-НЕ, выход которого является выходом реагирующего органа.

На фиг. 1 представлен формирователь прямоугольных импульсов на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу формирователя в аварийном режиме, Формирователь содержит источник питания 1, соглаживающий дроссель 2, конденсатор 3, управляемый вентильный ключ 4 с узлом коммутации 5, управляемыйй вентиль б „включенный в з апирающем направлении относительно тска нагрузки и шунтированный цепью из источника опорного тока 7 и дросселя 8, дополнительный вентильный ключ 9, включенный параллельно нагрузке 10, систему управления 11,датчик короткого замыкания 12, датчик напряжения 13 вентильного ключа и реагирующий орган 14.

Реагирующий орган содержит генератор 15 прямоугольных импульсов, двухвходовый элемент И 16, накопительный элемент 17, релейный элемент

) 8 с фиксацией воздействия и двухвходовый элемент ИЛИ-НЕ 19.

Формирователь работает следующим образом.

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

Затем система управления 11 вырабатывает управляющий сигнал на ключ 4 и, на нагрузке 10 формируется импульс напряжения, амплитуда которого равна напряженню источника l.

Рассмотрим процессы в схеме при отказе узла коммутации 5, когда ток дросселя 2 за рассматриваемый промежуток времени достаточно мал.

Пусть в некоторый момент t (см. фиг. 2 ) прои зойдет корот кое заьиякан ие в нагрузке и к моменту tq напряжение на конденсаторе 3 равно U, через ключ 4 протекает т ок нагрузки i, a. через вентиль 6 ток, равный разности

I между опорным током 3 и током

В момент t ток .1 скачком возрастает до величины 3 напряжение на нагрузке U становится равным нулю и к дросселю 8 прикладывается напряжение Uz (падением напряжения на источнике опорного тока 7, как правило, можно пренебречь). Ток 1 начинает нарастать, а напряжение уменьшаться IIo колебательному закону.

Одновременно с датчика короткого замыкания 12 поступает сигнал н а вход блока 14.

На выходе генератора прямоугольных импульсов 15 (см,фиг,2) появляется прямоугольный импульс, который поступает на один из входов элемента И 16. На второй вход этого элемента в этот момент подано напряжение с выхода датчика напряжения 13, поэтому на выходе элемента И появляется сигнал, который поступает на вхоц накопительного элемента 17, а также иа один из входов элемента

ИЛИ-НЕ 19, что приводит к снятию им-пульсов с управляемого вентиля 6.

При нормальной работе узла коммутации 5 в некоторый момент определяемый параметрами контура коммутации, происходит выключение ключа 4, напряжение U на выходе этого ключа становится равным нулю, напряжение на втором входе элемента И исчезает и на вентиле 6 вновь появляются импульсы управления, При отказе узла коммутации ключ 4 в момент t не выключается и напря2 жение U остается близким к начальному напряжению U .Заряд накопительного элемента 17, начатый в момент продолжается, и в некоторый момент t напряжение на выходе н а5 копительного элемента становится . равным порогу срабатывания релейного элемента 18, в результате чего и на втором входе элемента ИЛИ вЂ” НЕ появляется сигнал, который приводит к фиксации снятия импульсов с вентиля 6.

Благодаря тому, что в момент вентиль 6 включиться не манжет,разряд конденсатора 3 продолжается вплоть до момента t<, когда ток i становится равным нулю. Ключ 4 выключает ся и к нему прикладывается напряжение обратной полярности, что предотвращает повторное его включение.

Введение реагирующе-о органа и датчика напряжения вентильного ключа, а также использование управляемого вентиля в качестве вентиля, включенного в запирающем направлении, отличает данный формирователь, так как позволяет организовать защиту формирователя при отказе узла коммут ации без применения специ ал ьных быстродействующих отключающих устройств.

736288

Формула изобретения

1. Формиров атель прямоугольных импульсов, содержащий последовательный контур, образованный из у.травляемого вентильного ключа, шунтированного узлом коммутации, вентиля, шунтированного цепью из источника опорного тока и дросселя, нагрузки, датчика короткого,заьыкания и источника питания с конденсатором на выходе, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, I 1 он снабжен i датчиком напряжения, реагирующим органом, а вентиль выполнен управляющим, к управляющему электроду которого подключен выход реагирующего органа, ко входу которого подключены выходы датчиков короткого замыкания и напряжения.

2. Формирователь по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что реагирующий орган состоит из последовательно соединенных генератора прямоугольных импульсов, элемента И, накопительного и релейного элементов, элемента ИЛИ- НЕ, причем входами реаги5 рующего органа .являются входы генератора прямоугольных импульсов и элемента И, выход которого подключен ко второму входу элемента ИЛИ-НЕ, выход которого является выходом реагирующего органа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Крогерис A. и др. Полупроводниковые преобразователи электрической энергии. Рига, Эинатне -, 1969, с. 146.

2. Авторское свидетельство СССР

9 382196, кл.Н 02 Н 7/10, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2501007 кл. Н 03 К 5/00, 20 1977.

736288

Составитель О. Наказная

Редактор Л. Народная Техред Н.Ковалева Корректор E. Папп

Заказ 2440/44 два

Тираж 783 Подпи сное

11НИИПИ Государственного коми-.åòà СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-38, Раушская наб., д, 4!5

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 (.>