Устройство для управления и защиты формирователя импульсов управления группой тиристоров

15 Изобретение относится к электротехнике и может быть использованодля формирования мощных управляющихимпульсов одним или несколькими тиристорами, в.том числе соединенными5последовательно или параллельно илипоследовательно-параллельно.Цель, изобретения - повышение надежности формирования управляющихимпульсов с заданными характеристиками, а также защита от перенапряжений в источниках основного питающегои Форсирующего напряжениР и от посадки напряжения источника питания,На Фиг, 1 представлена принципиальная электрическая схема устройства; на Фиг. 2 - временные диаграммы.Устройство для управления и защиты Формирователя импульсов управления группой тириеторов, выполненногона двухтактном транзистором двухкас- .кадном усилителе 1 мощности., вход 2питания которого через диод 3 подключен к источнику 4 основного питающего 25напряжения, а выход 5 через раздели-.тельный конденсатор 6 - к выходнымклеммам 7 Формирователя и через зарядный резистор 8 - к источнику 9 форсирующего напряжения и к входу зарядного ключа 10, выход которого черезразделительные Ж-цепочки 11 и 12 подключен к входу 2 питания и к выходу5 усилителя 1, а управляющий вход - квыходу узла 13 запуска, содержит.задающий генератор 14, вход синхронизации которого подключен к выходу времязадающей КС-цепочки 15, подключеннойк выходу источника 16 питания и черезразделительный диод 17 к выходу источ-,ника 18 первичных импульсов вместе спервым входом входного элемента И-НЕ19 и установочными входами дополнительного ЗК-триггера 20 и ЗК-триггера 21,Л- и К-входы которого подключены к 45положительному выводу источника 16питания, тактирующий вход - к выходугенератора 14, а выходы - к первымвходам элементов И-НЕ выходного узла22 блокировки, выходы которого образуют выходы 23 и 24 устройства, авторые входы подключены к инверсномувыходу ЗК-триггера 20, Л-вход которого подключен к общей шине 25, Квход - к выходу первого делителя 26напряжения, вход которого связан свыходом источника 9, а тактирующийвход подключен к управляющему входуузла 13 запуска и к выходу элемента И-НЕ 19, второй вход которого подключен к выходу второго делителя 27 напряжения, вход которого подключен к выходу источника 4.Кроме того, устроРство может со-, держать согласующие диоды 28 и 29, включенные между положительным выводом источника 16 и выходами первого 26 и второго 27 делителеР напряжения соответственно.Устройство работает следующим образом.После подачи напряжений питания заданного уровня от всех источников 4, 9 и 1 6 на выходе 5 усилителя 1 мощности устанавливается напряжение, близкое к уровню Форсирующего питающего напряжения, что обеспечивается зарядом разделительного конденсатора 6 через резистор 8. Ори этом импульсы на выходе синхронизируемого задающего генератора 14 и выходах 23 и 24 устройства отсутствуют, а ключевые элементы усилителя 1 закрыты, На выходах делителей 26 н 27 устанавливаются напряжения, соответствующие уровню логической единицы для используемого тица микросхем.После поступления первичного управляющего импульса от источника 1 8 (Бфиг.2), которому соответствует уровень логической единицы при заданных (единичных) уровнях напряжений 11 и От на выходах делителей 27 и 28, на выходе элемента И-НЕ 19 появляется импульс О, переключающиР ЗК-триггер 20 в другое устойчивое состояние Я ,фиг . 2). Управляющий импульс П запускает синхронизируемый задающий генератор 14, а с инверсного выхода ЛК-триггера 20 подается разрешающий сигнал логической единицы на управляющий вход узла 22 блокировки импульсов. С выходов 23 и 24 на управляющие входы усилителя 1 начинают поступать импульсы 0 и 0 с выхода узла 22 блокировки импульсов. При этом за счет синхрониза- . ции задающего генератора 14 управляющим импульсом 11 всегда вначале открывается ключевой элемент нижнего плеча усилителя 1, что обеспечивает подачу на выходной вывод 7 формирователя импульсов форсирующего питающего напряжения 0 (с обратным знаком). Частота выходных импульсов полумостового инвертора равна частоте выходных импульсов задающего гене5ратора 14, определяется типом согласующих трансформаторов в цепи управляющих переходов тиристоров,и, какправило, составляет величину порядка50-100 кГц,5Так как управляемый ключ 1 О в процессе работы формирователя импульсовзакрыт, напряжение на выходе формирователя снижается до уровня, соответствующего основному питающему напряженик 1 11Измененные напряжения на входе 2усилителя и его выход 5 приведены надиаграммах Б и 11 (Фиг .2). Формауправляющего тиристорами тока показана на диаграмме Б (Фиг,2)Длительность работы формирователяимпульсов с напряжением на входе 2,равным основному питающему напряжеиню, практически не ограничена, чтопозволяет Формировать широкие управляющие импульсы тиристорами, соответствующие длительности первичного управляющего импульса Б (Фиг.2). 25После окончания первичного управляющего импульса 08 работа задающего генератора 14 блокируется,ЛК-триггер 20 возвращается в исходноесостояние, а на выходе узла 13 запуска Формируется импульс 1, для включения управляемого клк 1 ча О. При включении управляемого ключа .10 через токоограиичивающие разделительные цепочки 11 и 12 происходит быстрый зарядразделительного конденсатора 6 и35фильтрующего конденсатора усилителя1 до напряжения, соответствующегоуровню форсирующего питающего нацряжения Ю. Формирователь готов к приему очередного первичного управляющего импульса. Если при его поступлении напряжения на выходе делителей 26 и 27 соответствуют уровню логической единицы,то включение формирователя происходитсогласно описанному.Если на выходе делителя 26 или 27напряжение меньше уровня, соответствующего логической единице, то включение Формирователя импульсов не происходит, так как либо не проходит через элемент И-НЕ 19 управляющий импульс на тактовый вход ЗК-триггера 5520, либо нет разрешающего уровня напряжения на К-входе ЛК-триггера 20 и он не переклк 1 чается тактовым импульсом. 44 6Уменьшение напряжения на выходе делителя 27 ниже допустимого уровня может произойти вследствие посадки основного напряжения питания источника 4 или выгорания предохранителя в его цепи., Уменьшение напряжения на выходе делителя 26 может произойти как по указанным причинам (для форсирующего питающего напряжения), так и вследствие других причин: пробоя разделительного конденсатора 6 или нижнего плеча усилителя 1, сбоя в работе узла 13 запуска, выхода иэ строя, резистора 8, токоограничивающей разделительной цепочки 11 или 12, управляемого клкча 1 О и т.д. Указанные элементы работают в наиболее тяжелом режиме, поэтому косвенный контроль их нормального функционирования перед включением Формирователя импульсов значительно повышает надежность Формирования управляющих импульсов с заданными параметрами пика и полки управляющего тока тиристора.При увеличении напряжений основного питания источника 4 или форсирующего питающего напряжения источника 8 выше уровня, при котором на выходах делителей 26 и 27 напряжение превышает допустимый уровень, соответствующий логической единице, открываются диоды 28 и 29 и выходное напряжение. делителей 26 и 27 зафиксируется .на уровне напряжения питания источника 16 Формирователя импульсов. Это исключает пробой по входам ЛК-триггера 20, что повышает надежность работы Формирователя. В случае посадки напряжения питания собственных. нужд ниже уровня, соответствующего логи.ческой единице, уменьшаются напряже- ния и на выходах делителей 26 и 27, Это приводит к блокировке работы формирователя импульсов цри подаче дервичного управляющего импульса от источника 18, что также повышает надежность Формирования управляющих импульсов тиристорами, поскольку надежная работа задающего генератора 14, ЛК-триггера 20, узлов 13 и 22 запуска и блокировки возможна только при посадке напряжения питания не ниже заданного уровня.При управлении последовательно или параллельно, или последовательно-параллельно соединенными тиристорами это имеет принципиальное значение, 7 1557 б 44 8особенно для высоковольтных тиристорных преобразователейНедопустимое отличие характеристики управляющего тока тиристоров от заданных, особенно в аварийных режимах, когда величина силового тока через включаемые тиристоры достигает предельного значения, приводит, как правило, к пробою значительного коли-(О чества тиристоров. Поэтому целесообразнее блокировать включение Формирователя импульсов, чем сФормировать импульс с характеристиками, отличными от заданных, 15Таким образом, благодаря входному контролю за уровнем питающих напряжений и исправностью основных узлов устройства управления и формирователя импульсов повышается надежность Фор О мирования управляющих импульсов с заданными характеристиками. Формула изобретения251. Устройство для управления и защиты Формирователя импульсов управ- . ления группой тиристоров, включающего источники основного питающего и форсирующего напряжения, содержащее выходнойузел блокировки на двух элементах И-НЕ, выходы которых образуют выходы устройства, а первые входы подключены к выходам ЗК-триггера, 3-, К-входы которого подключены к по 35 ложительному выводу источника питания, а тактирующий вход " к выходу задающего генератора, вход синхроннзации которого подключен к выходу времязадающей КС-цепочки, подключенной к выходу источника питания и через разделительный диод к выходу источника первичных импульсов, к которому подключены также установочный вход ЛК-триггера и.первьпЪ вход входного элемента И-НЕ, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено двумя делителями напряжения и дополнительным ЛК-триггером, инверсный выход которого подключен к вторым входам элеМентов И-НЕ узла блокировки, уста. новочный вход - к выходу источника первичных импульсов, Л-вход - к общей шине, К-вход - к выходу первого делителя напряжения, вход которого предназначен для связи с выходом источника Форсирующего напряжения, а тактирук(щий вход подключен к выходу входного элемента И-НЕ, второй вход которого подключен к выходу второго делителя напряжения, вход которого предназначен для подключения к выходу источника основного питающего напряжения.2. Устройство по п. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью защиты от перенапряжений в источниках основного питающего и Форсирующего напряжений и от посадки напряжения источника питания, оно снабжено двумя согласующими диодами, включенными между выходами делителей напряжения и положительным выводом источника питания.