Формирователь однополярных импульсов

Формирователь однополярных импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (и 828388

ИЗОЬЕЕтЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.06.79 (21) 2784791/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл, Н ОЗК 5/01

Гасударственный комитет

СССР (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень № 17 (53) УДК 621.374.38 (088.8) ле делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 07.05.81 (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ОДНОПОЛЯРНЫХ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, например, для испытания и контроля параметров силовых полупроводниковых приборов.

Известны формирователи, где плановое 5 изменение напряжения в нагрузке осуществляется за счет перераспределения напряжения между последовательно включенными нагрузкой и дросселем (1). Помимо сложности конструкции и неудовлетвори- (О тельных весогабаритных показателей в подобных устройствах, диапазон изменения напряжения определяется параметрами . дросселя, и длительность импульсов напряжения в серии, изменяющихся по амплиту- 15 де, не регулируется.

Наиболее близкое по технической сущности к изобретению устройство (2), содержащее источник синусоидального напряжения, тиристор, нагрузку, усилитель, блок формирования, блок запуска и пусковую кнопку. В этом устройстве изменение амплитуды импульса и его длительности осуществляется фазовым регулированием.

Это устройство не обеспечивает автоматического изменения угла зажигания тиристора, подключенного к источнику синусоидального напряжения, и формирования серий однополярных импульсов нарастающей амплитуды регулируемой длительности, 30 в т. ч. и одиночной серии; независимого регулирования длительности силового импульса без влияния на закон изменения амплитуды и изменения количества импульсов в серии при фиксированной длительности их.

Цель изобретения — расширение диапазона и количества регулируемых параметров, а именно: формирование серий однополярных импульсов плавно нарастающей амплитуды, в т. ч. и одиночной серии, где независимо регулируются длительность серии, количество импульсов в ней, длительность импульса в серии, частота следования и крутизна его амплитуды.

Указанная цель достигается тем, что в формирователь однополярных импульсов, содержащий источник синусоидального напряжения, основные выходы которого подключены к последовательно включенным колебательному контуру, нагрузке и двум тиристорам, а дополнительный выход через блок формирования отметок времени, содержащий последовательно соединенные усилитель-ограничитель и дифференцирующую цепь, соединен с первым входом блока запуска и с входом регулируемого делителя частоты, выход которого через усилитель подключен к входу управления первого тиристора, и источник питания, подключенный к электронному ключу, уп828388 равляющий вход которого соединен с первым выходом блока запуска, введен генератор коротких импульсов, один вход которого подключен к выходу электронного ключа, другой вход соединен с вторым выходом блока запуска, а выход подключен к входу управления второго тиристора и к второму входу блока запуска.

На фиг. 1 приведена функциональная схема формирователя; на фиг. 2 — временные диаграммы сигналов на выходе элементов схемы.

Формирователь имеет источник 1 синусоидального напряжения, тиристоры 2 и 3, колебательный контур 4, нагрузку 5, блок

6 формирования отметок времени, содержащий усилитель-ограничитель 7 и дифференцирующую цепь 8 и предназначенный для формирования импульсов временных отметок, соответствующих моментам перехода через 0 синусоидального спадающего напряжения (фаза = 180 — отрицательные импульсы) и моментам перехода через 0 возрастающего напряжения (фаза = 0 положительные импульсы); генератор 9 коротких импульсов с частотой следования, превышающей частоту источника 1, электронный ключ 10, источник питания 11, усилитель 12, регулируемый делитель частоты 13, блок запуска 14, содержащий, например, триггер 15 с раздельным входом, схемы совпадения 16 и 17, ждущие мультивибраторы 18 и 19, диоды-детекторы 20 и 21, причем диод 20 пропускает сигнал — временную отметку, соответствующий фазе

180, диод 21 — фазе 0 синусоидального напряжения, и пусковую кнопку 22.

В качестве генератора 9 с плановой регулировкой частоты использован, например, мультивибратор, одно плечо которого соединено с управляющим электродом тиристора и синхронизировано с блоком запуска 14.

Электронный ключ 10 может быть выполнен аналогично любому известному коммутационному устройству, удовлетворяющему требованию быстродействия. Влиянием переходных процессов на формирование первого импульса генератора 9 можно пренебречь, так как в нагрузке первый импульс напряжения равен О. Усилитель 12 выполнен аналогично любому известному усилителю, работающему в ключевом режиме, причем выходной импульс усилителя соответствует фазе = 180 синусоидального напря>кечия (связь 1 — 12 через блок 6 и делитель частоты 13).

Регулируемый делитель частоты 13 выполнен, например, на основе последовательно включенных триггеров со счетным входом, причем вход усилителя 12 переключается на выход любого из них. Возможно применение делителя с плановым изменением коэффициента деления. Блок

14, содержащий стандартные логические и

20 о

65 функциональные элементы, не отличается по структуре и функциональным внутренним связям от известных спусковых устройств.

Ждущий мультивибратор 19 выполнен с такой длительностью выходного сигнала, чтобы обеспечивалось одновременно наличие сигналов на обоих входах схемы совпадения 17 в момент перехода через 0 возрастающего синусоидального напряжения (фаза = 0 ). На фиг. 2 приведены временные диаграммы сигналов на выходе отдельных элементов схемы.

Формирователь однополярных импульсов работает следующим ооразом.

При постоянно подключенном к генератору 9 источнике питания 11 (ключ 10 в положении «включено») фаза управляющего импульса от генератора 9 изменяется от

180 до 0 за счет разницы в частоте следования импульсов генератора 9 и синусоидального напряжения источника 1, причем шаг изменения фазы за период равен разнице периодов вы одных сигналов этих блоков AT.

Рассмотрим состояние схемы с момента, когда импульс управления тиристора 2 приходит с генератора 9 при фазе синусоидального напря>кения 180, т. е. с момента перехода через 0 спадающего напря>кения источника 1 (сигHB;IbI временных отметок, соответствующих переходам синусоиды через 0 при фазах 180 и 0, формируются в блоке формирования 6). Прн этом, если тиристор 2 включается одновременно с тиристором 3, напряжение на нагрузке отсутствует. В следующий период ввиду разности частот генератора 9 и источника 1 тиристоры 2 и 3 срабатывают последовательно с интервалом AT, причем тиристор 2 успевает за этот интервал заря илть конденсатор колебательного контура 4, и при срабатывании тиристора 3 на нагрузке появляется некоторое напряжение. В последующих периодах синусоидального напряжения интервал времени между включениями тиристоров 2 и 3 растет, увеличиваясь с каждым периодом на ЛТ, т. е. время заря;Ia конденсатора контура увеличивается.

При синусоидальном напряжении источника 1 это приводит к одновременному росту амплитуды напряжения заряда. В связи с этим напря>кение на нагрузке 5 с каждым периодом синусоиды будет расти. В результате на нагрузке 5 получаем серии импульсов нарастающей амплитуды. Начало серии соответствует моменту совпа лення по времени сигнала генератора 9 с переходом через 0 спадающей синусоиды (фаза =

= 180 ), конец — моменту совпадения импульса генератора 9 с переходом через 0 возрастающей синусоиды (фаза = 0 ).

Получение одиночной серии однополярHbIx импульсов нарастающей BMIIJlHTvjbI реализуется включением по питанию гене828388 ратора 9 пусковой кнопкой 22 в момент перехода через 0 спадающей синусоиды (фаза = 180 ) и автоматическим отключением генератора 9 от источника 11 в момент перехода через 0 возрастающей синусоиды (фаза = 0 ), когда серия импульсов закончена.

Формирователь одиночной серии однополярных импульсов работает следующим образом.

В момент включения устройства триггер

15 может установиться в произвольное положение. Если состояние триггера 15 установилось таким образом, что электронный ключ 10 разомкнут и напряжение питания от источника 11 не подается на генератор

9, схема находится в исходном состоянии.

Импульсы нарастающей амплитуды отсутствуют на нагрузке 5, и схема не работает до нажатия пусковой кнопки 22. Если после включения устройства триггер 15 установился в состояние, соответствующее включенному положению ключа 10, схема формирователя в исходное состояние переводится автоматически следующим образом.

Генератор 9 генерирует импульсы с частотой следования, превышающей частоту источника 1. В связи с этим наступает момент времени, когда короткий импульс от генератора совпадает с переходом возрастающего синусоидального напряжения через 0 (фаза = О, а дифференцированный импульс на выходе блока 6 имеет положительную полярность). Этот момент фиксируется на схеме совпадения 17, выходной импульс которой устанавливает триггер 15 в исходное состояние. При нажатии пусковой кнопки 22 (сигнал произвольной длительности) ждущий мультивибратор 18 формирует импульс контролируемой длительности, поступающий на вход схемы . совпадения 16. На второй вход схемы приходят импульсы отрицательной полярности от блока формирования 6, соответствующие фазе = 180 напряжения источника 1.

Длительность выходного сигнала мультивибратора 18 выбираетс:. :.:з требования одновременного наличия сигналов на входах схемы совпадения 16 при пуске. Первый импульс отрицательной полярности от блока формирования б, совпавший по времени с импульсом от ждущего мультивибратора

18, проходит через схему совпадения 16 и опрокидывает триггер 15 в состояние, соответствующее переводу ключа 10 в открытое положение. Одновременно этот же импульс подается на вход синхронизации генератора

9 для согласования момента первого импульса генератора с моментом подключения к генератору источника питания 11. На нагрузке 5 формируется серия импульсов описанным выше образом до наступления момента, когда короткий импульс от генератора 9 совпадает по времени с положительным импульсом на выходе блока 6, со5 ю

25 зо 5

4О

G0

65 ответствующим фазе 0 напряжения источника 1. В момент совпадения этих импульсов сигналом со схемы совпадения 17 триггер 15 переводится в исходное состояние.

Электронный ключ 10 закрывается и формирователь не работает до следующего нажатия пусковой кнопки 22.

Для уверенной регистрации момента совпадения импульсов на входах схемы 17 положительный импульс блока 6 дополнительно формируется по длительности ждущим мультивибратором 19.

При уменьшении величины AT количество импульсов в серии увеличивается одновременно с длительностью серии.

При делении частоты сигнала поступающего на усилитель 12 делителем частоты 13 возможно сохранение числа импульсов в серии с изменением ее длительности при совместной работе регулируемых генератора 9 и делителя частоты 13.

Формирователь позволяет независимо регулировать длительность серии импульсов, количество импульсов в ней, крутизну нарастания амплитуды импульсов, частоту следования импульсов в серии и длительность импульсов. Применение предложенного формирователя даст возможность автоматизировать процесс некоторых видов испытаний полупроводниковых приборов, измерение напряжения переключения, что позволит уменьшить трудоемкость испытания и сделает более экономичным экспрессконтроль на различных этапах технологии изготовления приборов.

Формул а изобретения

Формирователь однополярных импульсов, содержащий источник синусоидального напряжения, основные выходы которого подключены к последовательно включенным колебательному контуру, нагрузке и двум тиристорам, а дополнительный выход через олок формирования отметок времени, содержащий последовательно соединенные усилитель-ограничитель и дифференцирующую цепь, соединен с первым входом блока запуска и с входом регулируемого делителя частоты, выход которого через усилитель подключен к входу управления пер ваго тиристора, и источник питания, подключенный к электронному ключу, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока запуска, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения диапазона и количества регулируемых параметров, в него введен генератор коротких импульсов, олин вход которого подключен к выходу электронного. ключа, другой вход соединен с вторым выходом блока запуска, а выход подключен к входу управления второго тиристора и к второму входу блока запуска.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 469938, кл. G 01Я 31/14, 1973.

828388

2. Авторское свидетельство СССР № 371657, кл. Н 02Р 13/16, 1971 (прототип).

4 >iz

Составитель Л, Колосков

Редактор Л. Ушакова

Техред А. Камышникова

Корректоры: В. Нам и О. Тюрина

Заказ 749/6 Изд. № 310

Тираж 988 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2