Усилитель-формирователь импульсов управления

(59 4 Н 03 К 5 01 Кц ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ АВТОРСКОМ исследовательторский и техлектровозоН.Гаврилов и(56) Чиженко И,М. и образовательной тех школа,1974, 322, риПисарев А.Л, и д тиристорными преобр Энергия, 1975, 229,др. Основы преники. М,; Высшая с.10.14,равлениетелями, М,:6.19. рвазо ис ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬГГИЙ(54) УСИЛИТЕЛЬ-ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ УПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах управления мощными тиристорными преобразователями. Цель изобретения - повышение надежности устройства за счет разделения цепей формирования крутого переднего фронта и вершины выходного импульса тока нагрузки. При подаче питающих напряжений на шины 10 и 14 транзисторы (Т) 1 и 2 закрыты. Конденсатор (К) 12 заряжается через резисторы 13 и цепь 8 и 9 обмотки трансформатора 7 до напряжения, равного разности напря- Е жений на шинах 14 и 10. По шине 3205271 входной прямоугольный импульс управления проходит через дифференцирующую цепь К 4, резистор 5 и открывает Т 1. В момент открытия Т 1 суммарное напряжение на шине 10 и заряженном К 12 прикладывается к нагрузке и формируется короткий импульстока с крутым передним фронтом. Кмоменту начала спада короткого имИзобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах управления мощными тиристорными преобразователями.Целью устройства является повышение надежности усилителя-формирователя путем разделения цепей формирования крутого переднего фронта и вершины выходного импульса тока нагруэки.На чертеже схематически изображен усилитель-формирователь.Усилитель-формирователь содержит второй транзистор 1, первый транзистор 2, входную шину 3, второй конденсатор 4, пятый резистор 5, общую шину 6, выходной трансформатор 7 с первичной и вторичной обмотками, первый диод 8, второй резистор 9, вторую шину питания 10, второй диод 11,первый конденсатор 12, первый резистор 13, первую шину питания 14, дросель 15, четвертый резистор 16, третий резистор 17. Входная шина 3 через дифференцирующую цепочку на конденсаторе 4 и на резисторе 5 соединена с базой транзистора 1, а через цепочку 15 и 16 с базой транзистора 2. Резистор 13 включен между коллектором транзистора 1 и шиной питания 14. Коллектор транзистора 1 через конденсатор 12 соединен с первым выводом первичной обмоткой выходного трансформатора 7, которая зашунтирована диодом 8 и резистором 9. Коллектор транзистора 2 через резистор 17 и диод 11 соединен с первым выводом первичной обмоткой выходного трансформатора 7, второй вывод первичной обмотки трансформатора 7 соединен с шиной питания 10.Эмит. пульса происходит насыщение дросселя 15, открывается Т 2. К обмоткетрансформатора 7 прикладывается напряжение на шине 10 и формируетсяосновная часть импульса тока в нагрузке. После окончания выходногоимпульса управления на шине 3 Т 2закрывается, вновь начинается зарядК 12 и процесс повторяется, 1 ил,теры транзисторов 1 и 2 соединены собщей шиной.Усилитель-формирователь работаетследующим образом,При подаче питающих напряжений нашины 10 и 14 транзисторы 1 и 2 закрыты, Конденсатор 12 заряжается черезрезистор 13 ицепь обмотки трансформатора 7 до напряжения, равного раз О ности напряжений на шинах 14 и 10. Пошине 3 входной прямоугольный импульсуправления проходит через дифференцирующую цепь конденсатор 4 - резистор 5и открывает транзистор 1. В момент 1 открытия транзистора 1 суммарное напряжение на шине 10 и на заряженномконденсаторе 12 прикладывается к нагрузке, и формируется короткий импульс тока с крутым передним фронтом.2 О К моменту начала спада короткого импульса происходит насыщение дросселя 15, открывается транзистор 2, кобмотке трансформатора 7 прикладывается напряжение на шине 10 и форми руется основная часть импульса токав нагрузке. После окончания входногоимпульса управления на выводе 3 транзистор 2 закрывается, вновь начинается заряд конденсатора 12 и процесс Зо повторяется после поступления входного сигнала. Для формирования однополярныхшироких импульсов тока управленияс крутым передним фронтом для одноЗ временного включения группы силовыхтиристоров преобразователя тяговогозлектропривода электровоза не требуется специальная разработка мощныхвысоковольтных транзисторов, рабо Отающих в диапазоне температур от- 60 до + 60 С, а могут быть исЗаказ 8538/57 Тираж 871 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, УЛ.Проектная, 4 пользованы менее мощные серийные транзисторы, повышается КПД, уменьшается масса и габариты усилителя- формирователя, повышается надежность . Применение предлагаемого устройства в указанных выходных усилителях-формирователях позволяет обеспечить токи управления с амплитудой 1,2-1,5 А и крутизной переднего фронта более 1 А/мкс для пяти и более последова- О тельно соединенных тиристоров типа Т 500 в каждом плече преобразователя.Отсутствие мощного высоковольтного быстродействующего транзистора не позволяет использовать известную 5 схему усилителя с одним выходным транзистором и двумя источниками напряжения литания. Для обеспечения указанных параметров выходных сигналов в усилителе по этой схеме вмес то одиночного транзистора использованы четыре параллельно соединенных высоковольтных с относительно малым предельным током транзистора.25Недостатками этого усилителя явились увеличение количества параллельно соединенных транзисторов, необхо" димость при этом обеспечения выравнивания загрузки транзисторов путем схемных (применением дополнительных токовыравнивающих резисторов в цепи каждого транзистора) и конструктивных (обьединение теплоотводов для выравнивания температуры корпусов) . решений, одновременная загрузка тран зисторов и по предельному току и по высокому напряжению.Чтобы обеспечить те же параметры . выходных сигналов в усилителе по предлагаемой схеме достаточно испо льзовать 2 транзистора. Один из них (Т 1 на чертеже) имеет те же параметры (высоковольтный с малым предельным током), что и в усилителе по схеме прототипа, а другой (Т 2 на чертеже) - относительно низковольтной и с предельным током соответствующемнагрузкеТаким образом, применениепредлагаемой схемы усилителя позволяет уменьшить в два раза количествотранзисторов, снизить примерно востолько же раз потери мощности (сучетом исключения дополнительных резисторов) исключить у транзисторовсовмещение предельных режимов по напряжению и току. Все это приводит кповышению надежности усилителя. Формула и з о б р е т е н и я Усилитель-формирователь импульсов управления, содержащий первую и вторую,шины питания, общую шину, входную шину, нагрузку, один вывод которой соединен с второй шиной питания, диод, первый вывод первого резистора соединен с первой шиной питания, а второй вывод - с первой обкладкой первого конденсатора, первый транзистор, база которого соединена с входной шиной, а эмиттер - с общей шиной, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введены второй транзистор и второй конденсатор, причем входная шина соединена с первой обкладкой второго конденсатора, вторая обкладка второго конденсатора соединена с базай второго транзистора и через второй резистор - с общей шиной, к которой подключен эмиттер второго транзистора, коллектор которого соединен с вторым выводом первого резистора, вторая обкладка первого конденсатора соединена с анодом диода и вторым выводом нагрузки, катод диода соединен с коллектором первого транзистора.