Формирователь пачки импульсов для управления тиристорами

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 1% 1111 1)5 Н 02 М 1/08 ИТЕТРЫТИЯМ ЕТЕНИ ЗОБ 0 И ТЕЛЬСТ К АВТОРСКОМ лекки ИМ- РИСпреобр использ зова вано Изобретение тельной технике в системах упра ческнх преобразо хронного тяговог грузового электрЦелью изобре надежности и ра возможностей за туды импульсов относится к пр и может быть ис вления тиристор вателей, наприм о двигателя маги овоза и других тения является сширение функ счет стабилиза управления ти еобразовапользовано ами статиер для асинстрального устройств.повышение циональных ции амплирнсторамн. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОПРИ ГКНТ СССР(71) Сибирский завод комплектноготропривода Сибстанкоэлектропривод(54) ФОРМИРОВАТЕЛ Ъ ПУЛЪСОВ ДЛЯ УПРАВЛ ТОРАМИ(57) Изобретение относится тельной технике и может бы На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого формирователя; на фиг, 2 - варианты формируемых пачек импульсов; на фиг. 3 - эпюры, поясняющие работу формирователя пачки импульсов для управления тиристорами.Формирователь содержит управляемый генератор 1 и источник питания 2, подсоединенный выходом к входу ключа 3. Один из выходов управляемого генератора 1 соединен с входом ключа 4, Выходы обоих клюдля управления тиристорами статических преобразователей. Цель изобретения - повышение надежности и расширение функциональных возможностей за счет стабилизации амплитуды импульсов управления тиристорами. С этой целью на выходе устройства фор мируются пачки импульсов оптимальной формы, длительность которых равна длительности импульса управления на входе устройства. При этом длительность форсирующей части не зависит от частоты повторения импульсов в пачке. Амплитуда форсирующей части определяется напряжением источника 2 питания. Стабильность амплитуды поддерживающей части пачки импульсов обеспечивается стабильностью амплитуды управляемого генератора 1 и работой ключа 4 в режиме насыщения. 3 ил чей 3 и 4 соединены с двумя соответствующими входами элемента 5 суммирования и ограничения тока управления. Второй выход управляемого генератора 1 через эле. мент задержки 6 соединен с входом блока 7 включения на время формирования амплитуды поддерживающей части пачки импульсов, подсоединенного выходом к управляющему входу ключа 4. Вход элемента задержки 6 соединен с входом блока 8 включения на время формирования амплитуды форсирующей части пачки импульсов. Выход блока 7 соединен с управляющим входом ключа 9, подключенного своим выходом параллельно выходу блока 8. Входы элемента 5 суммирования и ограничения тока управления соответственно через сопротивление 10 и сопротивление 11, параллельно которому подключен конденсатор 12, соединены с управляющим электродом тиристора 3.Управляемый генератор 1 предназначен для формирования пачки импульсов, дли658318 1зтельность которой равна длительности сигнала на управляющем входе генератора. Источник питания 2 предназначен для формирования постоянного напряжения питания ключа 3. Ключи 3 и 4 предназначены для н дсоединения выхода источника 2 и первого выхода генератора к соответствующим входам элемента 5.Двухвходовый элемент 5 предназначен для объединения выходов ключей 3 и 4, и формирования на управляющем электроде ти ристора 13 импульсов оптимальной формы, амплитуда которых, согласно диаграмме управления тиристорами, не вызывает превышения допустимой пиковой мощности. Элемент 5 может быть реализован в нескольких вариантах, позволяющих формировать импульсы управления различной формы, показанные на фиг. 2. Здесь а - формируемая пачка с форсирующими выбросами импульсов поддерживающей части; б - формируемая пачка с форсирующими выбросами всех импульсов; в - формируемая пачка без форсирующих выбросов. Первый вариант позволяет формировать первый импульс пачки увеличенной амплитуды длительностью 1 без дополнительного форсирующего выброса. Остальные импульсы с амплитудой пачки длительностью Т (поддерживающая часть) имеют форсирующий выброс (см. фиг. 2 а) . Для этого элемент 5 реализуют в виде последовательного соединения сопротивлений 10 и 11 (см. фиг. 1). Причем сопротивление 11 шунтируется форсирующей емкостью 12. Общая точка соединения сопротивленийО и 11 является выходом элемента 5.Второй вариант реализации элемента 5 позволяет формировать форсирующую часть у всех импульсов пачки (см. фиг. 2 б). Для этого форсирующая емкость, аналогичная ем кости 12 (на фиг. 1 не показана), устанавливается параллельно каждому сопротивлению 10 и 11. Меняя параметры форсирующих емкостей, можно регулировать амплитуду форсирующего выброса (пика).Третий вариант реализации элемента 5 возможен в том случае, если форсирующие выбросы в первом и последующих импульсах пачки не нужны (см. фиг. 2 в). При этом элемент 5 реализуется в виде одного сопротивления, например, сопротивление 10, один конец которого подсоединен к входам элемента 5 (сопротивление 11 закорачивается), а другой конец (выход элемента 5) соединен с управляюгцим электродом тиристора 13. В этом варианте также, при необходимости, можно получить форсирующий выброс в каждом импульсе пачки, если установить форсирующую емкость 12 параллельно сопротивлению 10. Выбор необходимого варианта реализации элемента 15 определяется в зависимости от конкретной схемы, в которой используется силовой тиристор 13, и его типа. Величина устанавливаемых в элементе 5 токоограничительных сопротивлений 10 и1 5 - 1015 20 25 30 35 4 О 45 50 55 4моФет быть одинакова. Она определяется разбросом сопротивлений управляющего электрода тиристора 13 и его допустимой пиковой мощностью. При этом выбранное значение сопротивления вводит силовой тиристор 13 в области гарантированного управления.Элемент задержки 6 предназначен для формирования длительности первого импуль са пачки (форсирующей части) и реализован в виде интегрирующей ЯС-цепи с постоянной времени т.Блок включения 7 предназначен для открывания ключей 4 и 9 (введение их в режим насыщения) на время формирования амплитуды поддерживающей части пачки импульсов. Блок 7 может быть реализован в виде последовательного соединения стабилитрона с сопротивлением, подключенным вторым концом к общей точке схемы. Точка соединения стабилитрона и сопротивления через дополнительное токоограничивающее сопротивление подсоединена к базе ключа с общим эмиттером. Второй конец стабилитрона является входом блока 7. Для согласования полярности выходного сигнала блока 7 со схемой ключа 4 транзисторный ключ, установленный на выходе стабилитрона, соединяется с выходом блока 7 через аналогичный дополнительный ключ с непосредственной связью между транзисторами. Последовательное соединение стабилитрона и сопротивления представляет собой селектор импульсов, амплитуда которых превышает заданный уровень напряжения стабилизации. Тем самым повышается помехозао;изеиность блока 7.Блок включения 8 предназначен для от крывания ключа 3 (введение его в ре.кнм идсыщения) на время формировании амплитуды форсирующей части пачки (первого им пульса). Блок 8 выполнен аналогично блоку 7, в виде селектора импульсов на стабылмтроне, выход которого через два последовательно соединенных транзисторных ключа с непосредственной связью подключен к выходу блока 8.Ключ 9 предназначен для блокирования ключа 3 по его цепи управления при поступлении на управляющий вход ключа 9 сигнала с выхода блока 7. Ключ 9 выполнен по схеме с общим эмиттером на транзисторе.На фиг. 3 приведены эпюры, поясняющие формирование пачки с увеличенной амплитудой первого импульса.Формирователь работает следующим об разом.В исходном состоянии при 1=10 напряжение на выходе источника питания 2 равно С/ (см. фиг. Зб). Напряжение на выходах управляемого генератора 1 равно нулю, ключи 3, 4, 9 закрыты. Напряжение на управляющем электроде тиристора3 равно нулю. При поступлении управляющего импульса (/длительностью Тна вход гсне1658318 15 Формула изобретения 5ратора 1 (см. фиг. За) последний формирует пачку импульсов О (см. фиг. Зв), длительность каждого из которых равна Т. Длительность пачки равна Т, амплитуда импульсов определяется параметрами генератора. На первом выходе генератора 1 формируются импульсы положительной полярности Ц, (см. фиг. Зг). Напряжение С/ - г второго выхода генератора 1 (см. фиг. Зд), преобразованное в блоке 8 в уровень сигнала логической единицы 08 (см. фиг. Зв), открывает по управляющему входу ключ 3, входящий в режим насыщения, и тем самым подключает напряжение Ог источника питания 2 через элемент 5 к управляющему электроду силового тиристора 13 (Уз) (см. фиг, Зи). На выходе элемента задержки 6 формируется сигнал /6, который за время 1 з (см. фиг. Зе) достигает уровня напряжения стабилизации О, стабнлитрона блока 7. В момент 1=1. (см. фиг. Зи) на выходе блока 7 формируется уровень логической единицы От, открывающий ключ 9, который входит в режим насыщения. На выходе ключа 9 устанавливается уровень логического нуля. Тем самым осуществляется блоки рова н ие и ро хожден и я на п ря жен и я (/г на выход ключа 3 (см. фиг. Зи), который запирается при 1=1. Длительность блокирования определяется моментом 1=14 (см. фиг. Зе) равенства напряжений (/6=(/,. Поскольку 1 Т(см. фиг. За, ж), то интервал времени блокирования составляет / - .14, т. е. оказывается несколько больше (единицы микросекунд) длительности Тсигнала управления, что повышает надежность блокирования. При этом длительность сформированной форсирующей части (первого импульса) пачки определяется элементом задержки 6, уровнем (/, и равна 1 . Амплитуда форсирующей части пачки равна(/г. В момент /=/ открывается ключ 4, входящий в режим насыщения, и подсоединяет первый выход генератора 1 к второму входу элемента 5. На выходе элемента 5, начиная с момента 1=юг до /=Т, формируются импульсы поддерживающей части пачки оптимальной формы, амплитуда которых определяется напряженнем (/. При подаче на вход генератора 1 следующего импульса управления цикл формирования пачки повторяется. Таким образом, на выходе формирователя формируются пачки импульсов оптимальной формы, длительность которых равна длительности импульса управления Т. При этом длительность форсирующей части / не зависит от частоты повторения импульсов в пачке. Амплитуда форсирующей части определяется напряжением источника питания 2. Стабильность амплитуды (/ поддерживающей части пачки импульсов обеспечивается 6стабильностью амплитуды управляемого генератора 1 и работой ключа 4 в режиме насыщения.Изобретение позволяет сугцественно повысить стабильность формирования амплитуды пачки импульсов оптимальной формы.Причем длительность форсирующей части может изменяться в широких пределах независимо от частоты повторения и скважности импульсов в пачке. Это позволяет лег ко перестраивать параметры формирователяимпульсов и корректировать форму сигналов для сопряжения его с различными типами силовых тиристоров, что придает ему большую универсальность. формирователь пачки импульсов для управления тиристорами, содержащий управляемый генератор, элемент задержки, выход которого связан с управляющим входом первого ключа, источник питания, выход которого соединен с входом второго ключа, выход которого предназначен для подключения к управляющему электроду, а управляющий вход соединен с входом третьего ключа, 25выход которого предназначен для подключе.ния к катоду тнристора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей за счет стабилизации амплитуды импульсов управления, в него введены элемент суммирования н ограничения тока управления, блок включения ключей на время формирования амплитуды поддерживающей части пачки импульсов, блок включения ключа на время формирования амплитуды форсирующей части пачки импульсов, а управ ляемый генератор выполнен с двумя выходами, причем выход второго ключа предназначен для подключения к управляющему электроду тиристора через первый вход элемента суммирования и ограничения тока уп 40 равления, выход пачки импульсов управляемого генератора соединен с входом перво го ключа, выход которого через второй вход элемента суммирования и ограничения тока управления предназначены для подключения 45к управляющему электроду тиристора, выход выпрямленного сигнала управляемого генератора соединен с входом, элемента задержки, выход которого через блок включения ключей на время формирования амплитуды поддерживающей части пачки импульсов связан с управляющими входами первого и третьего ключей, вход третьего ключа соединен с выходом блока включения ключей на время формирования амплитуды форсирующей части пачки импульсов, вход котброго соединен с входом элемента 55 задержки(;оставителТехред А. КранТираж 393го комитета по изобрМосква, Ж - 35, Рльский комбинат П ь А 11 арочкиначук Корректор А ОбручаНодписное етениям и открытиям при ГКНТ С,С:СР угнская наб., д. 4,5тент, г Ужгород, ул Гагарина, 1 О