Формирователь импульсов для управления тиристорами
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 1760610
Автор: Жмуров
Текст
(21) 4794379/07 (22) 21.02.90 (46) 07.09.92, Бюл, М (71) Государственн тельский энергети Г.М. Кржижановского (72) В.П.Жмуров (56) 1. Авторское сви М 864460, кл. Н 02 М2, Авторское сви %95375, кл. Н 02 М3. Электротехник рис, 4,5. й научно-исследоваеский институт им,етельство СССР1/08, 1979,етельство СССР1/08, 1981.а. - 1985, ЬВ 1. с,2 1-24 рто- оде ы ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(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 О-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 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. 2равляющим 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 резонанЬе 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 - от, клемм 26, 27, 28 источника питания с двумяуровнями питающего напряжения, которые подключаются через ограничительный ре-, зистор 29 и развязывающие элементы (дио- , ды) 30, 31 к входу питания усилителя 16, 0 ф образованного входным конденсатором 32, ф 1 з,п. ф-лы, 4 ил. С) Известны формирователи широких пульсов управления на основе моста последовательного тиристорного инве ра тока с ключом-стабилизатором на.вх инвертора 1). Указанный формирова может генерировать импульсы с частот1760610 Составитель В.Жмуроведактор С.Кулакова Техред М.Моргентал Корректор С.Лисин жгород,уд, Гагарина,10 аказ 3191 ТиражВНИИПИ Государственного комитета по иэобре113035, Москва, Ж, Рауш изводственно-издательский комбинат"Патент Подписноениям и открытиям при ГКНТ ССая наб., 4/5заполнением 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 форми. рования 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 имтиристоров. 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;50 55 элементы, элемент задержки выполнен наО-триггере, элементы И-НЕ выполнены с третьими входами, а выходной двухтактный усилитель мощности снабжен дополнительно входным и высокочастотным конденсаторами и выполнен по схеме полумостового 10 15 20 25 30 35 40 например, при обрыве управляющего электрода тиристора сопротивление нагрузки формирователя увеличивается, и ток управления уменьшается, что может быть недопустима с точки зрения работоспособностипреобразователя, особенно, если формирователь спроектирован "впритык", т,е, по минимально допустимому току управления, что часто бывает вызвано необходимостьюминимизировать 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 входнойобмоткой 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 раэвязывающие5 10 20 25 35 40 45 50 55 последовательного резонансного инвертора с обратными диодами, два плеча которого образованы высокочастотным и дополнительным высокочастотным конденсаторами, два других - 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 О-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 - 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 - функциональная схема формирователя с предпочтительным использованием транзисторов в качестве ключей выходного усилителя мощности; на фиг.3 - 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,З 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 входыкоторых подключены к выходу автогенератора 8 и к входу триггера 5, а первые входы элементов И-НЕ 6, 7 подключены к противофазным 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 о 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 лемм 24, 25, а выходного усилителя 16 мощности - от клемм 26, 27, 28 источника питания с двумя 30 уровнями питающего напряжения, которые 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 преимущественно 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 - 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-НЕ 33, 34 подключаются к управляющим входам транзисторов 35, 36 соответственно,Источник 3 управляющего сигнала формирует прямоугольные импульсы длительностью, равной заданному углу проводимости а (Оз, фиг,З, 4), т,е, представляет собой систему импульсно-фазового управления(СИФУ) преобразователя, котораяможет быть выполнена, например, согласно ЩРезонансныйС-контур последовательного полумостового инвертора усилителя 16 мощности образуют емкости С конденсаторов 19, 20 и индуктивность-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 колебательногоС-контура выбираются из того условия, чтобы его волновое сопротивление рк =Л- было много больше сопротивления нагрузки ь(ьр, ) 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 02, большего по величине, чем напряжение ОЗ, Формирователь готов к работе. Разрешающий сигнал логической единицы от источника 3 управляющего сигнала (03, фиг.З), поступает на О-вход О-триггера элемента 4 задержки. При поступлении на тактовый вход О-триггера элемента 4 задержки заднего фронта сигнала с одного из выходов триггера 5 (05,фиг,З), работающего в счетном режиме посигналам автогенератора 8 (08, фиг,З), задающего частоту работь 1 формирователя, О- триггер элемента 4 задержки переключается,и на выходе элемента 4 задержки появляетсяразрешающий сигнал (04, фиг,З) логическойединицы, поступающий на первые входы элементов И-НЕ б и 7, на вторые и третьи входы которых поступают сигналы с вьходов триггера 5 (04, 05, фиг.З) и автогенератора 8 (08, фиг,З, Тем самым элемент 4 задержки синхронизирует передний фронт сигнала СИФУ преобразователя с задним фронтом сигнала триггера 5 и, соответственно, с сигналамиавтогенератора 8, исключая возможность уменьшениядлительности первогоимпульса, формируемого элементами И-НЕ 6, 7 путем логического перемножения сигналов 04, 05, 08 и 04, 05, 08,. Сформированные элементы И-НЕ б, 7 сигналы логического нуля(06, 07, фиг.З) включают транзисторы 9, 10 двухтактного преобразователя усилителя 11 мощности, на выходных обмотках управляющих трансформаторов 12, 13 которого появляются импульсы управления (012, 013, фиг,З) 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 (22, фиг.З), преобразователя. Соответствующим выбором величины напряжения 02 амплитуду гп и скорость нарастания гу/г 1 первого импульса тока управления форсируют с целью обеспечения надежного включения тиристоров 1, После перехода тока первой полуволны через нуль конденсатор 20 начинает перезаряжаться в обратную сторону через диод 18., формир,.я начало второй полуволны тока управления (22, фиг.З), Длительность протекания второй полуволны через обратный диод 18 выбирается такой, чтобы успел восстаноить свою управляющую способность тириистор 15. Эта длительность задается частотой 10 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 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(22, фиг,З). который на управляющем переходе тиристора 1 вь 1 прямляется выпрямителем 23, формируя ипульс управления (2 з, фиг,З) так называемой оптимальной" формы с форсированной передней частью (включающей частью импульса) и 5 удерживающей частью импульса ("полкой"импульса), Амплитуда тока включающей части импульса задается напряжением 02, а амплитуда тока "полки" импульса определяется напряжением 03 источника питания, Длительность включающей части импульсаопределяется скоростью снижения напряжения на конденсаторах 19, 20 от напряжения О 2 до напряжения ОЗ, котораяопределяется параметрами входного конденсатора 32 и дросселя 21 и задается величиной вводимого заряда, необходимого длянадежного включения используемых тиристоров 1. Предельная частота заполненияимпульса управления также определяетсятипом используемых тиристоров 1, 10Формирователь с тиристорами в качестве ключей усилителя 16 мощнбсти целесообразно использовать для управления оченьбольшим (более ста) количеством тиристоров высоковольтного вентиля, когда сопротивление нагрузки ян, определяемоесуммарным сопротивлением управляющихпереходов тиристоров и индуктивностьюкабельно-трансформаторной системы распределения импульсов, получается настолько большим, что.для сохранения свойствисточника тока(гкр) приходится выбирать чересчур высокое для транзисторов напряжение питания,Для управления высоковольтным вентилем с несколькими десятками последовательно включенных тиристоров целесообразнееиспользовать в качестве ключей усилителя 16транзисторы (фиг.2), что позволяет поднятьчастоту заполнения о импульсов управления 30и благодаря этому уменьшить его габариты.так как применения достаточно высокой частоты Ьо в качестве индуктивности дросселя 21можно испольэовать индуктивность рассеяния трансформатора 22, Величина емкости и 35габариты конденсаторов 19, 20 при повышении частоты также значительно снижаются,Однако при повышении частоты 1 О свыше 10-20 кГц коммутационные потери в современных типах мощных. транзисторов 40возрастают настолько. что начинают составлять основную часть суммарных потерь вних. Дальнейшее повышение частоты 1 О, необходимое для более полной реализациипреимуществ использования транзисторов 45в формирователе (как с точки зрения формыимпульсов - увеличение частоты заполнения ведет к уменьшению бестоковых пауз вимпульсе. так и с точки зрения использования в качестве индуктивности дросселя 21 50индуктивности трансформатора 22, имеющей величину порядка 10 мкГц), требуетпринятия специальных мер для снижениявеличины коммутационных потерь. Однойиз таких мер является использование специальной формы управляющего сигнала ввиде знакопеременного меандра, как этосделано, например, в 2), когда включающийдля 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 О-вход О-триггера элемента 4 задержки в момент времени 1 О разрешающего сигнала логической единицы от источника 3 управляющего сигнала (Оз, см. исправленную фиг,4 в дополнительных материалах) и на тактовый вход О-триггера элемента 4 задержки в момент времени т 1 заднего фронта сигнала с одного из выходов триггера 5 (Оь, фиг,4) О-триггер элемента 4 задержки переключается и на его выходе появляется разрешающий сигнал логической единицы (О, 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(ОБ, ОБ, фиг.4 доп.мат.) и автогенератора 8 (Ов, фиг.4), Тем самым элемент 4 задержки синхронизирует передний фронт импульса источника 3 управляющего сигнала (Оз, фиг.4) с задним фронтом сигнала триггера 5 (Оь, фиг.4), В результате логического перемножения в момент т 1 сигналов логической единицы О 4, Оь на входах элементов И-НЕ 33, 34 на их выходе формируются сигналы логического нуля (Озз, Озл, фиг.4), включающие транзисторы 35, 36 предварительного каскада усилителя 11 мощности, которые формируют в выходых обмотках трнсформаторов 12, 13 запирающий ток управления (О 12, 01 З, фиг.4) транзисторами выходного каскада усилителя 16 мощности, В момент времени 12 на трех входах элемента И-Н Е 7 появляются сигналы логической единицы О 4, Оь, О 8 (фиг.4), в результате чего на его выходе появляется сигнал логического нуля (О 7, фиг.4), включающий транзистор 10 предварительного каскада усилителя 11 этим же сигналом логического нуля, поступающего на вход мощности элемента И-НЕ 34, в результатечего на его выходе появляется сигнал логической единицы (ОЗ 4, фиг,4, доп. мат,), запирается транзистор 36 предварительного каскада и усилителя мощности, и во вторичной обмотке трансформатора 13 формируется сигнал включения (Оз, 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 (22, фиг.4) на одном из входов элемента И-НЕ 7, с выхода триггера 5 появляется сигнал логического нуля 05, фиг,4 доп.мат), в результате чего на его выходе появляется сигнал логической единицы (07, фиг.4), запирающий транзистор 10 и формирующий на выходе элемента И-НЕ 34 сигнал логического нуля (Оз 4, 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 (01 з, фиг.4), форсированно рассасывающий накопленный в транзисторе (ключе 15) заряд неосновных носителей, Энергия, запасенная во время протекания первой полуволны тока нагрузки гр в дросселе 21 и индуктивности трансформатора 22, поддерживает протекание тока нагрузки д через диод 17 на дозаряд конденсатора 19 до момента времени т 4, когда ток конденсатора 20 переходит через нуль и меняет напоавление на противоположное, формируя начало второй полуволны тока нагрузки 22 и перезаряд конденсатора 20 до первоначальной полярности напряжения: при этом ток нагрузки протекает через диод 18, шунтирующий транзистор, до момента времени т;. В этот момент на входах элемента И-НЕ 6 появляются три сигнала логической единицы 04, Ов, Ов, в результате чего сигналом логического нуля с его выхода (06, фиг,4) отпирается транзистор 9 и запирается (через элемент И-НЕ 33) открытый до того с момента времени т 1 транзистор 35 предварительного каскада усилителя 11 мощности, во вторичной обмотке трансформатора 12 вме "то запирающего появляется отпирающий ток управления (01, фиг,4) транзистором (ключом 14) выходного каскада усилителя 16 мощности.На включившийся транзистор (ключ 14) усилителя 16 коммутирует ток нагрузки 22 с диода 18, продолжая формирование второй полуводны тока нагрузки 2 путем перезаряда конденсатора 19 через транзистор (ключ 14) усилителя 16 и трансформатор 22,5 10 15 20 25 30 35 40 45 Через транзистор усилителя 16 ток нагрузки 22 протекает до момента времени тб, когда сигнал логического нуля с выхода триггера 5 (05, фиг,4) запирает транзистор 9 (06, фиг.4), отпирает транзистор 35 (Озз, фиг,4) и запирает транзистор (ключ 14); перезаряд конденсатора 19 при этом прекращается, а ток нагрузки 2 г замыкается через диод 18, шунтирующий транзистор (ключ 15), подзаряжая конденсатор 20, В момент времени т 7 ток нагрузки 22 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 т 9 появления сигнала логического нуля на выходе элемента 4 задержки (04, фиг,4), свидетельствующего об окончании в момент тв времени действия разрешающего сигнала логической единицы от источника 3 управля ощего сигнала (Оз, фиг.4), при этом О-триггер 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 наопленного заряда неосновных носителей, Кроме того каждый такт подачи включающего импульса упоавления на транзистор смежного плеча происходит со сдвигом во времени относительно момен "э окончания включающего импульса транзистора, окончившего работу, благодаря чему искл юча ются воз никновение контура короткого замыкания и протекание сквознь:х 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.Формула изобретения1. Формирователь импульсов для управления тиристорами, содержащий блок фор- . мирования импульсов, включающий источник управляющего сигнала, выход ко 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 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 напряжею я, соединенные с входом питания выходного двухтактного усилителя мощности 30 через соо. ватствующие развязывающие элементы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, элемент задержки выполнен на О-триггере, элементы И-НЕ выполнены с третьими входа 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 других - 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 О-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 - к выходам соответствующих элементов И-НЕ, причем первичная и дополнительная первичная обмотки в каждом двухтактном преобразователе предварительного усилителя мощности включены встречно.
СмотретьЗаявка
4794379, 21.02.1990
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. Г. М. КРЖИЖАНОВСКОГО
ЖМУРОВ ВАЛЕРИЙ ПАВЛОВИЧ
МПК / Метки
МПК: H02M 1/08
Метки: импульсов, тиристорами, формирователь
Опубликовано: 07.09.1992
Код ссылки
<a href="https://patents.su/11-1760610-formirovatel-impulsov-dlya-upravleniya-tiristorami.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Формирователь импульсов для управления тиристорами</a>
Предыдущий патент: Линейный двухфазный индукторный двигатель
Следующий патент: Однотактный преобразователь постоянного напряжения
Случайный патент: Кернорватель