Релаксационный формирователь импульсов

428503 Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(51 л, Н 02 пт 1/08 Н 02 р 13/1 б присоединением заявки Лев оударственныи комитетовета Министров СССРоо делам изобретенийи открытий риоритет Опубликовано 15.05.74. Бюллетень1. П. Дьяконов, С, И. Зиенко и В, А. Циганк оленский филиал Моско энергетического1) Заявит ого ордена Ленинаститута2 Изобретение относится к преобразовательной технике, а именно к усилителю-формирователю,выходных импульсов систем управления тиристорных преобразователей, и можетиспользоваться в системах управления тиристорными инверторамивыпрямителями переменного тока в постоянный, в преобразователях частоты и т, д.Известен релаксационный формировательимпульсов для запуска тиристоров, содержащий лавинный транзистор, зарядный резистор, накопительный конденсатор, импульсныйтрансформатор и нагрузочный элемент,Недостатком известных формирователейявляется то, что выходные импульсы обладают завышенной мощностью, требуется значительная мотцность управления формирователем, отсутствует возможность изменениядлительности выброса двойной амплитуды,импульс имеет пологий задний фронт,С целью формирования двухступенчатогоимпульса, увеличения амплитуды импульсови уменьшения длительности фронта в предлагаемом формирователе импульсов в цепьколлектора лавинного транзистора включеназашунтированная первым диодом, включенным в прямом направлении, первичная обмотка импульсного трансформатора, началокоторой через накопителыный конденсаторсвязано с нагрузочным элементом, а вторичная обмотка подключена ое базе через параллельную КС-цепь, включенную последовательно со вторым диодом.На фиг. 1 показана принципиальная электрическая схема предлагаемого формирователя; на фиг. 2 - форма выходного импульса формирователя; на фиг. 3 - нагрузочная диаграмма лавинного транзистора,В качестве активного элемента формирователя используют лавинный транзистор Т. В цепь базы включен диод Д 1, обеспечивающий положительное смещение на базе транзистора Т, подключенной через резистор Я 1 к источнику питания Л,. При работе схемы в ждущем режиме запускающие импульсы подаются в цепь базы транзистора Т через конденсатор С, и диод Д,. Источник питания Ии резистор Я, служат для обеспечения запертого состояния диода Д, в отсутствии входного сигнала. Коллектор лавинного транзистора через резистор Р трансформатор Тр подключен к источнику питания И.з. Цепь обратной связи образована вторичной обмоткой Ю, трансформатора Тр, резистором Я 4, конденсатором С диодом Д,. Параллельно аервичной обмотке Во трансформатора Тр включен в прямом направлении шунтирующий диод Д 4, Разрядный конденсатор Ср и нагрузочный элемент Лвключены параллельно лавинному транзистору Т.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6065 Транзистор выходит из состояния насыщения, когда ток базы Формирователь работает следующим образом.Схема работает как в автоколебательном,так и в ждущем режимах, в зависимости отвыбора исходной рабочей точки соответственно,на участках с отрицательным со 1 противлением, либо с большим положительным сопротивлением вольтамперной характеристикилавинного транзистора.Автоколебательный режим. КонденсаторСр заряжается до напряжения в максимумевольтамперной характеристики лавинногоlтранзистора Т У (фиг. 3). В момент времени 1 б (фиг. 2) транзистор Т включается. Прилавинном отпирании транзистора Т в его коллекторной цепи, а следовательно, в первичной обмотке Т, трансформатора Тр появляется ток, При этом к первичной обмоткеприкладывается напряжение Уд(1), а падениенапряжения на транзисторе Т соответственно уменьшается. Взаимная фазировка обмоток трансформатора Тр, показанная нафиг. 1, такова, что в схеме развивается лавинообразное увеличение коллекторного и базового токов. Напряжение на первичной обмотке трансформатора стабилизируется науровне падения напряжения на прямо включенном диоде Д 4, Падение напряжения натранзисторе Т уменьшается, а на нагрузочкеувеличивается. В момент времени 1, (фиг. 2)транзистор Т входит в состояние насыщения.Напряжение на нагрузочном элементе Унравно Унь Рабочая точка транзистора в интервале времени 1 б - 1, (фиг. 3) перемещаетсяпо динамической натрузочной прямой П, нзточки 0 в точку Г. (Положение нагрузочнойпрямой определяется, главным образом, сопротивленивм напрузки, а также эквивалентным сопротивлением диода Д 4 и трансформатора Тр, резистором Яз в цепи коллекторатранзистора Т). Начиная с момента 1, в схеме формируется вершина первого импульса.При этом одновременно происходит несколько процессов:ток, протекающий по цепи обратной связи через конденсатор С диомед Д резисторР 4 заряжает конденсатор Сз. Разность потенциалов на конденсаторе С, растет во времени,и так как она вычитается из,постоянного напряжения вторичной обмотки трансформато 2ра Ид - (тз, т, - число витков вторичпг,ной и первичной обмотки трансформатораТр), то базовый ток отпирания б, во времени уменьшается;с другой стороны, в базу транзистора Тпоступает запирающий ток б, от источника Ип 1;коллекторный ток транзистора уменьшается во времени в 1 следствие разряда конденсатора Ср через насыщенный транзистор Тна натрузочный элемент Ун., УкЕ Е - Еб -бз ботп3 где 1 кр - критическое значение тока коллектора, при котором транзистор Т начинает выходить из состояния насыщения (точка а на фиг. 3);Р - коэффициент усиления транзистора Т в схеме с общим эмиттером,В момент з заканчивается формирование вершины первого импульса, и,формируется задний фронт первого импульса. Напряжение на нагрузке равно Ун,.Рабочая точка транзистора Т переходит из точки а в точку б по динамической нагрузочной прямой П, (фиг. 3). Положительная обратная связь при переходе транзистора из насыщенного режима в активный отсутствует. Это обеспечивается выбором шунтирующего диода Д 4 с крутой ветвью прямой вольтамперной характеристики, Поэтому, хотя ток через диод Д 4 уменьшается, напряжение на нем изменяется незначительно, а следовательно, слабо изменяется напряжение на вторичной обмотке У,. Конденсатор Сз в цепи обратной связи по-прежнему заряжается к одному и томуже уровню Уо - . Напряжеф 2ние на натрузке Ун в момент времени 1 з равно Унз В интервале времени 1 з - 14 транзистор работает в лавинном режиме (на фиг 3 точки б и в). В этом интервале времени ток базы меняет свое направление, т. е. противоположен направлению тока базы при обычном режиме работы. Динамическая нагрузочная линия меняет свое положение в процессе разряда конденсатора Ср на нагрузочный элемент Ян. Когда нагрузочная прямая займет положение П, транзистор Т выключается и входит в состояние отсечки. В момент времени г 4 заканчивается формирование вершины второго импульса. Напряжение на нагрузке равно Ун 4, Транзистор Т выключается, и ток в цепи коллектора уменьшается.Конденсатор С, разряжается через резистор Р 4, диод Д, при этом заперт положительньвм напряжением конденсатора Сз. Цепь обратной связи изолирована от цепи базы в течение времени заряда конденсатора Ср. Источник питания Ип, создает, условия включения транзистора Т при заданном напряжении источника питания Ипз на уровне 0 р. Как только напряжение на конденсаторе Ср до/ститает напряжения У пранэистор ьключается, и процесс повторяется.Ждущий режим обеспечивается запиранием транзистора Т ббльшим напряжением источника питания.Резистор Л 4 можно включить на землю, как показано на фиг. 1 пунктиром. Схема работает аналогично.Устройство работает и при включении трансформатора Тр,в цепь эииттера. Работа схемы аналогична рассмотренной.35 36 38 38 38 0,250,50,751,01,25 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 20 22 25 25 25 4 7 10 12 12 42 42 42 42 42 25 45 60 70 80 фиг Ул резистор МЛТ - 0,5 100 омС конденсатор 0,5 лкф. Л н резистор МЛТ - 0,5 100 олсС, конденсатор 0,022 мкф Зависимости параметров импульса на нагрузочном элементе от,величины сопротивления нагрузки конденсаторов С 2, Ср даны в таблицах,Из таблиц видно, что длительность первого импульса 1 ине завысит от,величины емкости конденсатора С и сопротивления нагрузки, длительность второго импульса 1 и 2 завиоит от сопротивления нагрузки, однако это измененне можно компенсировать изменением величины емкости конденсатора Ср,Предмет изобретения Релаксационный формирователь импульсов для запуска тиристоров, содержащий лавинный транзистор, зарядный резистор, накопительный конденсатор, импульсный трансформатор и нагрузочный элемент, отличаюи 1 ийся тем, что, с целью формирования двухступенчатого импульса, увеличения амплитуды импульсов и уменьшения длительности фронта, в цепь коллектора лавинного транзистора включена зашунтированная первым диодом, включенным в прямом направлении, первичная обмотка импульсного трансформатора, начало которой через накопительный конденсатор связано с нагрузочным элементом, а вторничная обмотка подключена к базе через параллельную КС-цепь, включенную последовательно со вторым диодом./кр Составитель Ю. Баева Техред Г, Васильева Изд.1593 Государственного ком по делам изобрет Москва, Ж, Рауш