Формирователь однополярных импульсов

(п)828388 ОПИСАНИЕ ИЗОБЕЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 25.06.79 (21) 2784791/1 51) М. Кл.зН ОЗК присоединением зая и Гасударственные комитет СССР ле делам изобретений и открытий(45) Дата опубликования описания 07,05.81(088,8) 4) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ОДНОПОЛЯРНЫХ ИМПУЛЬСОВ Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, например, для испытания и контроля параметров силовых полупроводниковых приборов.Известны формирователи, где плановое 5 изменение напряжения в нагрузке осуществляется за счет перераспределения напряжения между последовательно включенными нагрузкой и дросселем 11. Помимо сложности конструкции и неудовлетвори тельных весогабаритных показателей в подобных устройствах, диапазон изменения напряжения определяется параметрами . дросселя, и длительность импульсов напряжения в серии, изменяющихся по амплиту де, не регулируется.Наиболее близкое по технической сущности к изобретению устройство 2), содержащее источник синусоидального напряжения, тиристор, нагрузку, усилитель, блок 20 формирования, блок запуска и пусковую кнопку. В этом устройстве изменение амплитуды импульса и его длительности осуществляется фазовым регулированием.Это устройство не обеспечивает автоматического изменения угла зажигания тиристора, подключенного к источнику синусоидального напряжения, и формирования серий однополярных импульсов нарастающей амплитуды регулируемой длительности, 30 в т. ч. и одиночной серии; независимого регулирования длительности силового импульса без влияния на закон изменения амплитуды и изменения количества импульсов в серии при фиксированной длительности их.Цель изобретения - расширение диапазона и количества регулируемых параметров, а именно: формирование серий однополярных импульсов плавно нарастающей амплитуды, в т. ч. и одиночной серии, где независимо регулируются длительность серии, количество импульсов в ней, длительность импульса в серии, частота следования и крутизна его амплитуды.Указанная цель достигается тем, что в формирователь однополярных импульсов, содержащий источник синусоидального напряжения, основные выходы которого подключены к последовательно включенным колебательному контуру, нагрузке и двум тиристорам, а дополнительный выход через блок формирования отметок времени, содержащий последовательно соединенные усилитель-ограничитель и дифференцирующую цепь, соединен с первым входом блока запуска и с входом регулируемого делителя частоты, выход которого через усилитель подключен к входу управления первого тиристора, и источник питания, подключенный к электронному ключу, уп 828388равляющий вход которого соединен с первым выходом блока запуска, введен генератор коротких импульсов, один вход которого подключен к выходу электронного ключа, другой вход соединен с вторым выходом блока запуска, а выход подключен к входу управления второго тиристора и к второму входу блока запуска.На фиг. 1 приведена функциональная схема формирователя; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов на выходе элементов схемы.Формирователь имеет источник 1 синусоилального напряжения, тиристоры 2 и 3, колебательный контур 4, нагрузку 5, блок 6 формирования отметок времени, содержащий усилитель-ограничитель 7 и лифференцирующую цепь 8 и предназначенный для формирования импульсов временных отметок, соответствующих моментам перехода через 0 синусоидального спадающего напряжения (фаза = 180 - отрицательные импульсы) и моментам перехода через 0 возрастающего напряжения (фаза = 0 положительные импульсы); генератор 9 коротких импульсов с частотой следования, превышающей частоту источника 1, электронный ключ 10, источник питания 11, усилитель 12, регулируемый делитель частоты 13, блок запуска 14, содержащий, например, триггер 15 с раздельным входом, схемы совпадения 16 и 17, ждущие мультивибраторы 18 и 19, диоды-детекторы 20 и 21, причем диод 20 пропускает сигнал - временную отметку, соответствующий фазе 180, диод 21 - фазе 0 синусоилального напряжения, и пусковую кнопку 22.В качестве генератора 9 с плановой регулировкой частоты использован, например, мультивибратор, одно плечо которого соединено с управляющим электролом тиристора и синхронизировано с блоком запуска 14,Электронный ключ 10 может быть выполнен аналогично любому известному коммутационному устройству, удовлетворяющему требованию быстродействия. Влиянием переходных процессов на формирование первого импульса генератора 9 можно пренебречь, так как в нагрузке первый импульс напряжения равен О, Усилитель 12 выполнен аналогично любому известному усилителю, работающему в ключевом режиме, причем выходной импульс усилителя соответствует фазе = 180 синусоилального напрякечия (связь 1 - 12 через блок 6 и делитель частоты 13).Регулируемый делитель частоты 13 выполнен, например, на основе последовательно включенных триггеров со счетным входом, причем вход усилителя 12 переключается на выход любого из них. Возможно применение делителя с плановым изменением коэффициента деления. Блок 14, содержащий стандартные логические и5 10 15 2030 35 40 45 50 55 00 65 функциональные элементы, не отличается по структуре и функциональным внутренним связям от известных спусковых устройств.Жлущий мультивибратор 19 выполнен с такой длительностью выходного сигнала, чтобы обеспечивалось одновременно наличие сигналов на обоих входах схемы совпадения 17 в момент перехода через 0 возрастающего синусоидального напряжения (фаза = 0). На фиг, 2 приведены временные диаграммы сигналов на выходе отдельных элементов схемы.Формирователь однополярных импульсов работает следующим ооразом.При постоянно подключенном к генератору 9 источнике питания 11 (ключ 10 в положении включено) фаза управляющего импульса от генератора 9 изменяется от 180 ло 0 за счет разницы в частоте следования импульсов генератора 9 и синусоидального напряжения источника 1, причем шаг изменения фазы за период равен разнице периодов выходных сигналов этих блоков ЛТ.Рассмотрим состояние схемы с момента, когда импульс управления тиристора 2 приходит с генератора 9 при фазе синусоилального напрякения 180, т. е, с момента перехода через 0 спадающего напряжения источника 1 (сигналы временных отметок, соответствующих переходам синусоиды через 0 при фазах 180 и 0, формируются в блоке формирования 6). Прн этом, если тиристор 2 включается одновременно с тиристором 3, напрякение на нагрузке отсутствует. В следующий период ввиду разности частот генератора 9 и источника 1 тиристоры 2 и 3 срабатывают последовательно с интервалом ЛТ, причем тиристор 2 успевает за этот интервал зарялить конденсатор колебательного контура 4, и при срабатывании тиристора 3 на нагрузке появляется некоторое напряжение. В послелующих периодах синусоидального напряжения интервал времени между включениями тиристоров 2 и 3 растет, увеличиваясь с каждым периодом на ЛТ, т. е, время заряда конденсатора контура увеличивается. При синусоилальном напряжении источника 1 это приводит к одновременному росту амплитуды напряжения заряда. В связи с этим напрякение на нагрузке 5 с каждым периодом синусоиды будет расти. В результате на нагрузке 5 получаем серии импульсов нарастающей амплитулы. Начало серии соответствует моменту совпа 1 ення по времени сигнала генератора 9 с переходом через 0 спадающей синусоиды (фаза = = 180), конец - моменту совпадения импульса генератора 9 с переходом через 0 возрастающей синусоиды (фаза = 0).Получение одиночной серии однополярных импульсов нарастающей амплитулы реализуется включением по питанию генератора 9 пусковой кнопкой 22 в момент перехода через 0 спадающей синусоиды (фаза = 180) и автоматическим отключением генератора 9 от источника 11 в момент перехода через 0 возрастающей синусоиды (фаза = 0), когда серия импульсов закончена.Формирователь одиночной серии однополярных импульсов работает следующим образом,В момент включения устройства триггер 15 может установиться в произвольное положение. Если состояние триггера 15 установилось таким образом, что электронный ключ 10 разомкнут и напряжение питания от источника 11 не подается на генератор 9, схема находится в исходном состоянии. Импульсы нарастающей амплитуды отсутствуют на нагрузке 5, и схема не работает до нажатия пусковой кнопки 22. Если после включения устройства триггер 15 установился в состояние, соответствующее включенному положению ключа 10, схема формирователя в исходное состояние переводится автоматически следующим образом.Генератор 9 генерирует импульсы с частотой следования, превышающей частоту источника 1. В связи с этим наступает момент времени, когда короткий импульс от генератора совпадает с переходом возрастающего синусоидального напряжения через 0 (фаза = 0, а дифференцированный импульс на выходе блока 6 имеет положительную полярность), Этот момент фиксируется на схеме совпадения 17, выходной импульс которой устанавливает триггер 15 в исходное состояние, При нажатии пусковой кнопки 22 (сигнал произвольной длительности) ждущий мультивибратор 18 формирует импульс контролируемой длительности, поступающий на вход схемы . совпадения 16. На второй вход схемы приходят импульсы отрицательной полярности от блока формирования 6, соответствующие фазе = 180 напряжения источника 1.Длительность выходного сигнала мультивибратора 18 выбираетс:;:.з требования одновременного наличия сигналов на входах схемы совпадения 16 при пуске. Первый импульс отрицательной полярности от блока формирования б, совпавший по времени с импульсом от ждущего мультивибратора 18, проходит через схему совпадения 16 и опрокидывает триггер 15 в состояние, соответствующее переводу ключа 10 в открытое положение. Одновременно этот же импульс подается на вход синхронизации генератора 9 для согласования момента первого импульса генератора с моментом подключения к генератору источника питания 11. На нагрузке 5 формируется серия импульсов описанным выше образом до наступления момента, когда короткий импульс от генератора 9 совпадает по времени с положительным импульсом на выходе блока 6, со 5 10 15 20 25 оо 5 4 О 45 50 55 ао 65 ответствующим фазе 0 напряжения источника 1, В момент совпадения этих импульсов сигналом со схемы совпадения 17 триггер 15 переводится в исходное состояние. Электронный ключ 10 закрывается и формирователь не работает до следующего нажатия пусковой кнопки 22.Для уверенной регистрации момента совпадения импульсов на входах схемы 17 положительный импульс блока 6 дополнительно формируется по длительности ждущим мультивибратором 19.При уменьшении величины ЛТ количество импульсов в серии увеличивается одновременно с длительностью серии.При делении частоты сигнала поступающего на усилитель 12 делителем частоты 13 возможно сохранение числа импульсов в серии с изменением ее длительности при совместной работе регулируемых генератора 9 и делителя частоты 13.Формирователь позволяет независимо регулировать длительность серии импульсов, количество импульсов в ней, крутизну нарастания амплитуды импульсов, частоту следования импульсов в серии и длительность импульсов. Применение предложенного формирователя даст возможность автоматизировать процесс некоторых видов испытаний полупроводниковых приборов, измерение напряжения переключения, что позволит уменьшить трудоемкость испытания и сделает более экономичным экспресс- контроль на различных этапах технологии изготовления приборов,Ф ор мул а изобретения Формирователь однополярных импульсов, содержащий источник синусоидального напряжения, основные выходы которого подключены к последовательно включенным колебательному контуру, нагрузке и двум тиристорам, а дополнительный выход через олок формирования отметок времени, содержащий последовательно соединенные усилитель-ограничитель и дифференцирующую цепь, соединен с первым входом блока запуска и с входом регулируемого делителя частоты, выход которого через усилитель подключен к входу управления пер ваго тиристора, и источник питания, подключенный к электронному ключу, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока запуска, отличающийся тем, что, с целью увеличения диапазона и количества регулируемых параметров, в него введен генератор коротких импульсов, олин вход которого подключен к выходу электронного. ключа, другой вход соединен с вторым выходом блока запуска, а выход подключен к входу управления второго тиристора и к второму входу блока запуска.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеЗаказ 749/6Тираж 988НПО Поисккомитета СССРи113035,РаушскаГосу по дел открыт Москва я наб Изд.310Подписное арственного м изобретений йЖ, д. 475