Устройство для управления тиристорным преобразователем

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСНИХЕСПУБЛИН 0329 4 Н 02 М 7 12 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ Н АВТОРСКО ЛЬСТВ СВИ М 22 лект хническии ин, Ю. В. Ф Семе латов,8)по преобразовательнои . М. Читенко, Киев, Тех - 231. СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) УСТРОИСТВО УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЪМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к тиристорным преобразователям и может быть использовано в источниках электропитания автономных обьектов. Цель изобретения - улучшение, мдссогдбаритных показателей. Устройтво содержит источник постоянного напряжения питания 1, источник 9 управляющего напряжения, блоки О, 11, 12 формирования опорного сигнала, компараторь 1 16, 7, 8, форм ировдтелп дл птсл ьностп им пу льса 20, 21, 22. выходные каскады 23, 24, 25, с выхода которых прост) ндет сигнал на управляюцие электрода: тнристоров 34, Зо, 36. Для уменыпения мощности, потребляемой от ис.точпкд постоя ого напряжения питания 1 выходными каскадами 23, 24, 25, в устроиство вне ены источник стабильного тока 4, стабплитроп 7, транзисторный ключ 8 и элемет ИЛИ-НЕ 3;, причем источник стабильного тока 4 включен между источником питания 1 и выходными каскадами 23, 24, 25, параллельно выход) источника стабильного тока 4 включены стабилитрон 7 и транзистор- Я нь,п ключ 8, база которого соединена с выходом схемы ИЛИЕ 37, а входы элемента ИЛИ-НЕ 37 сосдппепы со входами выход.наг квскадон 23, 21, 25. 2 ил.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах управления тиристорными преобразователями автономных объектов.Цель изобретения - улучиение массо- габаритных показателей устройства.На фиг.приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 -- диаграммы, цоясн я ю щие его работу.Устройство (фиг. ) содержит источник 1 постоянного напряжения с выходными клем-мами 2 и 3, источник 4 стабильного тока с выходными клеммами 5 и 6, стабилитроц 7, , транзисторный ключ 8, соединенные параллельно и подключенные к выходным клем; мам 5 и 6 источника 4, блок 9 импульснофазового управления, содержащий блоки ; 10 - -12 формирования опорного сигнала, ; имеющие входы 13 - 15 для подключения кпитающей сети, компараторы 16 - 18, одинвход которых соединен с выходом блоков0 - -2, другой вход соединен с выходом источника 19 управляющего напряжения, фор, мирователи 20 - 22 длительности импульса, входы которых соединены с выходами компараторов 16 - -18, а выходы соединены с входами выходных каскадов 23 - 25, другие 25 два входа каждого каскада 23 - 25 соединены с общими для всех каналов клеммами 26 и 27 питания, которые, в свою очередь, соединены с выходными клеммами 5 и 6 источника 4, выходы каскадов 23 - -25 соединены с клеммами 28 - 30 для подключения к уп;равляющим электродам и с клеммами 31 - 33 для подключения к катодам тиристоров , ,34 - 36 преобразователя. Устройство такжесодержит элемент ИЛИ-НЕ 37, входы которого соединены с управляющими входа ливыходныхкаскадов 23 - 25, а выход подключен к управляющему входу транзисторного ключа 8.Устройство работает следующим образом.В каждом канале блока 9 блоки 10 в 1240формируют опорное напряжение Ц которое сицхронизировано с напряжением сети, это напряжение поступает на один из входов компараторов 16 - 18, на другой вход которых от источника 19 поступает управ ляющее напряжение 3.)р. В момент равенства указанных напряжений ком параторы 16 18 формируют импульс, который поступает на вход формирователей 20- - 22. Формирователи 20 - 22 нормируют импульс управления по длительности и формируют узкий импульс, длительность которого меньше длительности протекания тока через тиристор. С выхода формирователей 20 - -22 импульсы поступают на вход каскадов 23 - 25, которые усиливают их по мощности. С вы- у хода каскадов 23 - 25 импульсы поступают на управляк)шие электроды тиристоров 28.30. Импульсы с выхода формирователей 20 - 22 также поступают на входы элемента ИЛИ-НЕ 37. Выход элемента 37 связан с управляющим входом,38 транзистора 8, который подключен параллельно выходу источника 4. Если транзистор 8 закрыт, ток нагрузки источника протекает через один из каскадов 23 - 25. При включении транзистора 8 в паузах между импульсами ток источника 4 замыкается через транзисторный ключ 8 и не протекает через каскады 23 - -25.Поскольку каждый канал формирует узкий импульс, возможно два состояния устройства: импульс управления подан на один из тиристоров 3436; импульс управления це подается ни на один из тиристоров 3436.В первом состоянии на интервале формирования импульса управления включен один из каскадов 23 в -25. При этом на выходе элемента 37 формируется импульс отрицательной полярности, который поступает на управляющий вход транзисторного ключа 8 и поддерживает его в закрытом состоянии. Ток от источника 4, преобразующего напряжение источникав ток стабильной величины, протекает через каскады 23 - 25 и с выхода согласующего трансформатора каскадов 23 - 25 ца управляюций электрод тиристоров 34 - 36 поступает импульс управления. Величина напряжения управления Ц, на интервале действия импульса равна падению напряжения на управляющем электроде тиристора, а ток управления 1 равен току первичной обмотки трансформатора каскадов 23 - 25, деленному на коэффициент трансформации,22Для надежного включения тиристора параметры источника 4. стабилитрона 7 и согласующего трансформатора каскадов 23 - 25 выбираются следующим образом. По предельным характеристикам управления определяют ток и напряжение, соответствующие нижней границе зоны гарантированного включения 1 С,. Выбирают коэффициент трансформации трансформатора выходного каскада К, = Ъ,/Ю . Определяют ток первичной обмотки трансформатора выходного каскада 1%== 1, К. Выбирают величину тока нагрузки источника стабильного тока равной 1, = К 1 Ъ, где К = 1,1 - 1,2 коэффициент запаса. Выбирают стабилитрон с напряжением стабилизации большим, чем падение напряжения на первичной обмотке трансформатора ВКЦ,1 уг (Кт.Г 1 ри указанном выборе параметров с учетом технологического разброса параметров цепей управления тиристоров возможны следующие случаи.1. Характеристика управления проходитниже, чем точка 1, Г.(фиг. 2), т. е. падение напряжения 1, на управляюгцем электроде тиристора 3436, приведенное к пер 14032 Н)вичной обмотке соглдсун);Него трансформатора каскада 23 - 25 1 Ъ = 1 Г,/К. прц токе 13) меньше напряжения стабилизации стабилитрона 7 (фиг. 2). Стабилитроц 7 цри формировании импульса закрыт и Ве)л ток источника 4 замыкается через каскады 23 - 25. При этом за счет формирования сигнала управления с током и напряжением, соотв. - ствуюцдими зоне гарантированного вк,)н)ц- ния, обеспечивается надежное вклк)цсцие тиристоров 3436. За счет формирования10 сигнала с током и напряжением, соответствующим нижней границе зоцы гарантированного включения уменьшается мощность управления.2. Характеристика управления тиристора ми проходит через точку (17)Г, 1),) или выше нее, т. е. падение напряжения на управляющем электроде тиристора 34 - 36 1.3 Гриведенное к первицной обмотке согласую 3 цего трансформатора каскада 23 - 25 1%, =- =13 Кцри токе 1 , стремится стать больше напряжения стабилизации стабилитрона 7, В этом слуцае стабилитрон 7 открывается и ток от источника 4 разделяется: часть тока, равная 1; КГфиг. 2), протекает через каскады 23 - 25, а часть тока, равная 25 (Г - 1,) К Гфиг. 2), протекает через стабилитрон 7. Напряжение на управляющем электроде тиристора 34 - 36 равно напряжению стабилизации стабилитрона 7, умноженному на К. При этом. за счет формирования сигнала управления с током и напряжением, соответствующим зоне гарантированного включения, обеспечивается надежное включение тиристора. За счет формирования сигнала с током и напряжением, соответствующим нижней границе зоны гарантированного включения, снижается мощность управления.Таким образом, использование источника и стабилитрона позволяет осуществить надежное управление тиристорами 34 - 36 током, соответствующим нижней границе зоны гарантированного включения, что, в свою очередь, позволяет снизить максимальную моцдность источника питания примерно в четыре раза.Устройство позволяет также снизить мощность каскадов 23 - 25 за счет отсутствия в их схеме балластных резисторов, которые выполняют роль ограничителя тока управления.На ицтервале между импульсами управления транзисторы каскадов 23 - 25 закрыты по управляющему электроду и ток через 50 каскады 23 - 25 не протекает. Напряжение источника выбирается больше напряжения стабилизации стабилитрона 7. Поэтому, если не предусмотреть специальных мер, в паузах между импульсами, стабилитрон 7 откроется и ток источника 4 будет протекать черег него. В этом случае на стабилитроне 7 происходит рассеивание мощности. Для исключения этих потерь мощности в схему ВВО;дитс Я т 17 д Из 1 т 01)н ь 113 кл к)ц 8, к 1)т 171)ь и н )1 и и те Р В д Г 1 е 1 ж д У и м У л ьс д м 11 У ц 1); 3 н,1 ) 113 5 ЦОЛЛС)РЖИ ВД 1)ТСЯ В ЗДМ К НХ ТОМ 1.С)С 105 Н И И. Г Г)и этОМ 1310111 ик 3)кц)зь 11311 т 51 з;1) к)3)Н;1 КОРОТКО ЦО ВЫ Х,ДНЫХ 1 .Ж ИМ с)М 3 71.31 ИИ; тльнО) ц 11 хОл)ь 1 кдскддь 1 ",) 25 и с Г;3 Й 33.3 Г р 1)цОКд.)Ь)цд 10151 Г)бГСГО 1 И НИ)13, 1 З) 13. клюцает цс)Гри мощности в это)1 ц;, Ги х) м 1. Им 11 мг 1 ьсн;3 я х)ОНИОть т 1)ц:31):ЗНО)х) К 1 Очи ИМТ Х 131,13),)пав)3 ццЦО )3)ЦЦ с )10 ИДИОтью, кот 3)315 1)ь.3 ля 113 ь 3)1) стдбилитроне 7.Гдким 001)д)зом, изОР)тН 13 Н 3)зцц)зЯс Г уменыцить мснццость) цотребляемук) от источника питания ст)70 иств)1 хН 1)дВл 1)ниц и мощность выходных кд).кддов. Зд сцт это)х) В устройстве управления можно прим 1)ить элементы мсцьшй устаовленной мощности И С М 1 цьц 1 й ) д СОЙ, цТО ИОЗВОЛЯЕТ МЛМцНИТЬ мдссогдбаритныс показатели устройства управления тириторным преобразователем.ФГ)я 1 3/л а ид 017 ре тен 3 дяУстройство лля управления тириторным ИГ)еоб)7 азовате) зем, солежаце источник постоянного напряжения питания с двумя выхолными клеммами, блок импульсно-фазового управления, 1)меюший число каналов управления. равное числу тириторов преобразователя, кдждь)й канал уцрдвлеция содержцт послдовдтелык) соединенные блок формирования опорного сигнала, первый вхол компаратора, формирователь длительности импульса и управляющий вход вых 1)д. ного каскада с выводами питания, вход бгц 7 ка формирования опорного сигнала предназначен для полклю )ецця к пита)ошей сети, второй вход компдрагорд соелицец с источником управляющего напряжения, общим для всех каналов управления, один из выходов Выходного каскала соединен с клеммой лля подключения к катоду тиристора, отличающееся тем, цто, с целью улуцшения массагабаритных показателей, оно снабжено импульсным источником стабильного тока с ДВУМЯ ВХОДНЫМИ И ДВМЯ ВЫХОЛНЬ)МИ КЛЕМ- мами, стабилитроном, транзисторным клк)- цом, элементом ИЛИ-НЕ с числом вхГ)ло 3, равным числу каналов управления, цричм входные клеммы импульсного истоцника стабильного тока соединены с выходными клеммами источника питания, выходные клеммы соединены с выводами питания всех выходных каскадов, стабилитрон и транзисторный ключ соединены параллельно и подключены к выходным клемх)ах источника стабильного тока, управляющие входы всех выходных каскадов соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к управляющему входу транзисторного ключа. а другой выход выходного каскала соелицец с клеммой для цодклк)чения к управля)о)цемх электроду тиристора.1403296 й( Уу Составитель Б Редактор И. Сегляник Текред И. Вере Заказ 288052 Тираж 665 ВНИИПИ Государственного коми гета СССР13035, Москва, Ж -35, Раз и Производственно-нолиграфииеское нрсднрия. МироновКорректор О. КраПодписноео делам изобретений и открьтшская наб., д. 4/5ие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 вцова