Формирователь прямоугольных импульсов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскими С оцналнстнчесннк Республик(22) Заявлено 0 71277 (21) 2552555/2 4-0 7 с присоединением заявки Ио Н 02 И 1/08 Н 03 К 5/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 250580(54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ Изобретение относится к преобразовательной технике и может бытьиспользовано при создании системимпульсного питания.Известны формирователи постоянного тока, содержащие источник питания с емкостным фильтром и ключна управляемом вентиле с узлом коммутации, которые дают возможностьформировать на нагрузке прямоугольные импульсы с достаточно крутымифронтами 1 .Однако такие формирователи необеспечивают возможность осуществления коммутации при коротком замыкании в нагрузке,Известны устройства, в которыхимеется ключ на управляемом вентилеи, кроме того, между источником питания и нагрузок в запирающем направлении включен неуправляемый вентиль, шунтированный цепью, содержащей источник опорного тока и дроссель, что позволяет обеспечить коммутацию указанного ключа при коротких замыканиях в нагрузке 2,Наиболее близким техническим решением к изобретению является Формирователь прямоугольных импульсов,содержащий источник питания с емкостным Филь: ром ключ н а управлявемсм вентиле, узел коммут ации, датчик коротксгс эаьыкания и неуправляемый вентиль, включенный в запирающем направлении относительно токанагрузки и шунтированний цепью иэисточника опорного тока и дросселя,в котором ключ на управляемом вентиле, неуправляемый вентиль, нагрузка и источник питания образуют последовательный контур 3,Известное устройство позволяетФормировать прямоугольные импульсыс достаточно крутыми фронтами, а15 также обеспе сить защиту при короткихзамыканиях в нагрузке. Однако отказузла коммутации после возникновения короткого замыкания в нагрузкеприводит к значительным токовым20 перегрузкам вентильного оборудования,что снижает надежность устройства.Целью изобретения является повышение надежности Формирователя,Это достигается тем, что Формирователь, содержащий последовательный контур, образованный из управляемого вентильного ключа, шунтированного узлом ксюутации, вентиля,шунтированного цепью нэ источника опор 30 ного тока и дросселя, нагрузки, дат 73628830 20 40 чика короткого замыкания и источникапитания с конденсатором на выходеснабжен датчиком напряжения, реагирующим органом, а вентиль выполненуправляющим, к управляющему электроду которого подкЛючен выход реагирующего органа, ко входу которого подключены выходы датчиков короткого замыкания и напряжения,Кроме того, реагирующий орган состоит из последовательно соединенныхгенератора прямоугольных импульсов,элемента И, накопительного и релейного элементов, элемента ИЛИ-НЕ,причем входами реагирующего органа являются входы генератора прямоугольныхимпульсов и элемента И, выход которого подключен ко второму входу элемента ИЛИ-НЕ, выход которого является выходом реагирующего органа.На фиг. 1 представлен Формирователь прямоугольных импульсов 1 нафиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу формирователя в аварийном режиме,Формирователь содержит источникпитания 1, соглаживающий дроссель 2,конденсатор 3, управляемый вентильныйключ 4 с узлом коммутации 5, управляемый вентиль б включенный в запирающем направлении относительнотска нагрузки и шунтированный цепьюиз источника опорного тока 7 и дросселя 8, дополнительный вентильныйключ 9, включенный параллельно нагрузке 10, систему управления 11,датчиккороткого замыкания 12, датчик напряжения 13 вентильного ключа и реагирующий орган 14.Реагирующий орган содержит генератор 15 прямоугольных импульсов,двухвходовый элемент И 16, накопительный элемент 17, релейный элемент) 8 с Фиксацией воздействия и двухвходовый элемент ИЛИ-НЕ 19,Формирователь работает следующимобразом,Перед формированием импульса устанавливается необходимый уровеньамплитуды импульса с помощью источника 1, а в цепи, состоящей из источника тока 7, дросселя 8, вентиля 6 уст,.анавливается ток, большийпредельно допустимого тока нагрузки.Затем система управления 11 вырабатывает управляющий сигнал на ключ 4и, на нагрузке 10 формируется импульснапряжения, амплитуда которого равнанапряженню источника 1. Рассмотрим процессы в схеме при отказе узла коммутации 5, когда ток дросселя 2 за рассматриваемый промежуток времени достаточно мал.Пусть в некоторый момент 1 (см. фиг,2) произойдет короткое заьиякание в нагрузке и к моменту 1 напряжение П на конденсаторе 3 равно 1)о,через ключ 4 протекает ток нагрузки 1, а. через вентиль 6 ток, равный разности1между опорным током 3 и токомВ момент 1, ток,1 скачком возрастает до величины 3 напряжение на нагрузке 1) становится равнымнулю и к дросселю 8 прикладываетсянапряжение П (падением напряженияна источнике опорного тока 7, какправило, можно пренебречь). Ток 1начинает нарастать, а напряжениеуменьшаться по колебательному закону.Одновременно с датчика короткогозамыкания 12 поступает сигнал навход блока 14.На выходе генератора прямоугольных импульсов 15 (см,фиг,2) появляется прямоугольный импульс, которыйпоступает на один из входов элемента И 16, На второй вход этого элемента в этот момент подано напряжение с выхода датчика напряжения 13,поэтому на выходе элемента И появляется сигнал, который поступает навхоц накопительного элемента 17, атакже иа один из входов элементаИЛИ-НЕ 19, что приводит к снятию им-.пульсов с управляемого вентиля 6.При нормальной работе узла коммутации 5 в некоторый моментопределяемый параметрами контуракоммутации, происходит выключениеключа 4, напряжение 1), на выходе этого ключа становится равным нулю,напряжение на втором входе элемента И исчезает и на вентиле б вновьпоявляются импульсы управления,При отказе узла коммутации ключ 4в момент 1 не выключается и напрягжение У остается близким к начальному напряжению П,Заряд накопительного элемента 17, начатый в моментпродолжается, и в некоторыймомент 1 напряжение на выходе на 5копительного элемента становитсяравным порогу срабатывания релейного элемента 18, в результате чего ина втором входе элемента ИЛИ - НЕ появляется сигнал, который приводитк фиксации снятия импульсов с вентиля б,Благодаря тому, что в моментвентиль б включиться не манжет,разрядконденсатора 3 продолжается вплотьдо момента 1, когда ток 1 становитсяравным нулю. Ключ 4 выключается ик нему прикладывается напряжение обратной полярности, что предотвращаетт повторное его включение.Введение ре агирующе го ор ган аи датчика напряжения вентильногоключа, а также использование управляемого вентиля в качестве вентиля,включенного в запирающем направлении, отличает данный формирователь,так как позволяет организовать защиту формирователя при отказе узлакоммутации без применения специальных быстродействующих отключающихустройств.формула изобретения 1. формирователь прямоугольныхимпульсов, содержащий последовательный контур, образованный из у.травляемого вентильного ключа, шунтированного узлом коммутации, вентиля,шунтированного цепью из источникаопорного тока и дросселя, нагрузки,датчика короткого, заьыкания и источника питания с конденсатором на выходе, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения надежности,он снабжендатчиком напряжения,реагирующим органом, а вентиль выполнен управляющим, к управляющему электроду которого подключен выход реагирующего органа, ко входу которогоподключены выходы датчиков короткого замыкания и напряжения,2. формирователь по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что реагирующий орган состоит из последовательносоединенных генератора прямоугольных импульсов, элемента И, накопительного и релейного элементов, элемента ИЛИ-НЕ, причем входами реагирующего органа .являются входы генератора прямоугольных импульсов иэлемента И, выход которого подключенко второму входу элемента ИЛИ-НЕ,выход которого является выходом реал гирующего органа,Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Крогерис А. и др. Полупроводниковые преобразователи электрической энергии, Рига, Эинатне-,1969, с. 146.2. Авторское свидетельство СССР9 382196, кл.Н 02 Н 7/10, 1970.3. Авторское свидетельство СССРпо заявке 9 2501007 кл. Н 03 К 5/00,20 1977.736288 Состав Текред ель О. Наказная,Ковалева Корректор Е. Па дакто ародная Заказ 2440/ 3 ст вен обрет-35, Р Филиал ППП Патент г, Ув Тираж 78 ЦНИИПИ Государ по делам из 113035, Москва, ЖПодпи сноеого комитета СССРний и открытийушская наб., д, 45 л, Проектная, 4