Усилитель-формирователь импульсов управления

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах управления мощными тиристорными преобразователями. Цель изобретения - повьпиение надежности устройства за счет разделения цепей формирования крутого переднего фронта и вершины выходного импульса тока нагрузки. При подаче питающих напряжений на шины 10 и 14 транзисторы (Т) 1 и 2 закрыты. Конденсатор (К) 12 заряжается через резисторы 13 и цепь- 8 и 9 обмотки трансформатора 7 до напряжения, равного разности напряжений на шинах 14 и 10. По шине 3 910 i (Л ю о ел to

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„120527) (59 4 Н 03 К 5/01

1 7

78:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3691209/24-21 (22) 16.01.84 (46) 15.01 86. Бюл. 92 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электровозостроения (72) Г.И.Колпахчьян, Ю.Н.Гаврилов и

В.Л,Поздняков (53) 621.373 (088.8) (56) Чиженко И.M. и др. Основы преобразовательной техники. M.: Высшая школа,1974, 322, рис.10.14, Писарев А.Л, и др. Управление тиристорными преобразователями, M.:

Энергия, 1975, 229, рис.6.19. (54) УСИЛИТЕЛЬ-ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ УПРАВЛЕНИЯ. (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах управления мощными тиристорными преобразователями. Цель изобретения — повышение надежности устройства за счет разделения цепей формирования крутого переднего фронта и вершины выходного импульса тока нагрузки. При подаче питающих напряжений на шины 10 и 14 транзисторы (Т)

I и 2 закрыты. Конденсатор (К) 12 заряжается через резисторы 13 и цепь

8 и 9 обмотки трансформатора 7 до напряжения, равного разности напряжений на шинах 14 и 10. По шине 3!

205271 входной прямоугольный импульс управления проходит через дифференцирующую цепь К 4, резистор 5 и открывает Т 1. В момент открытия Т 1 суммарное напряжение на шине 10 и заряженном К 12 прикладывается к нагрузке и формируется короткий импульс тока с крутым передним фронтом. К моменту начала спада короткого имИзобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах управления мощными тиристорными преобразователями.

Целью устройства является повышение надежности усилителя-формирователя путем разделения цепей формирования крутого переднего фронта и вершины выходного импульса тока нагруэки.

На чертеже схематически изображен усилитель-формирователь.

Усилитель-формирователь содержит второй транзистор 1, первый транзистор 2, входную шину 3, второй конденсатор 4, пятый резистор 5, общую шину 6, выходной трансформатор 7 с первичной и вторичной обмотками, первый диод 8, второй резистор 9, вторую шину питания 10, второй диод 1i,первый конденсатор 12, первый резистор 13, первую шину питания 14, дросель 15, четвертый резистор 16, третий резистор 17.

Входная шина 3 через дифференцирующую цепочку на конденсаторе 4 и на резисторе 5 соединена с базой транзистора 1, а через цепочку 15 и

16 с базой транзистора 2. Резистор 13 включен между коллектором транзистора 1 и шиной питания 14. Коллектор транзистора 1 через конденсатор 12 соединен с первым выводом первичной обмоткой выходного трансформатора 7, которая зашунтирована диодом 8 и резистором 9. Коллектор транзистора 2 через резистор 17 и диод 11 соединен с первым выводом первичной обмоткой выходного трансформатора 7, второй вывод первичной обмотки трансформатора 7 соединен с шиной питания 10.Эмитпульса происходит насыщение дросселя 15, открывается Т 2. К обмотке трансформатора 7 прикладывается напряжение на шине 10 и формируется основная часть импульса тока в нагрузке. После окончания выходного, импульса управления на шине 3 Т 2 закрывается, вновь начинается заряд

К 12 и процесс повторяется. 1 ил. теры транзисторов 1 и 2 соединены с общей шиной.

Усилитель-формирователь работает следующим образом.

При подаче питающих напряжений на шины 10 и 14 транзисторы 1 и 2 закрыты. Конденсатор 12 заряжается через резистор 13 и цепь обмотки трансфор-матора 7 до напряжения, равного раз1О ности напряжений на шинах 14 и 10. По шине 3 входной прямоугольный импульс управления проходит через дифференци» рующую цепь конденсатор 4 — резистор 5 и открывает транзистор 1. В момент

15 открытия транзистора 1 суммарное напряжение на шине 10 и на заряженном конденсаторе 12 прикладывается к нагрузке, и формируется короткий импульс тока с крутым передним фронтом.

20 К моменту начала спада короткого импульса происходит насыщение дросселя 15, открывается транзистор 2, к обмотке трансформатора 7 прикладывается напряжение на шине 10 и формиg5 руется OcHQBHBH часть импульса тока в нагрузке. После окончания входного импульса управления на выводе 3 траьг зистор 2 закрывается, вновь начинаечся заряд конденсатора 12 и процесс

ЗО повторяется после поступления входного сигнала.

Для формирования однополярных широких импульсов тока управления с крутым передним фронтом для одноЗ5 временного включения группы силовых тиристоров преобразователя тягового электропривода электровоза не требуется специальная разработка мощных высоковольтных транзисторов, рабо40 тающих в диапазоне температур от — 60 до + 60 С, а могут быть ис120527I

Составитель Ю.Романовский

Редактор А.Гулько Техред Ж.Кастелевич Корректор В-Бутяга

Заказ 8538/57 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ysf.Ïðîåêòíàÿ, 4 пользованы менее мощные серийные транзисторы, повышается КПД, уменьшается масса и габариты усилителяформирователя, повышается надежность .

Применение предлагаемого устройства в указанных выходных усилителях-формирователях позволяет обеспечить токи управления с амплитудой 1,2-1,5А и крутизной переднего фронта более

1 А/мкс для пяти и более последова- !О тельно соединенных тиристоров типа

Т500 в каждом плече преобразователя.

Отсутствие мощного высоковольтного быстродействующего транзистора не позволяет использовать известную !5 схему усилителя с одним выходным транзистором и двумя источниками напряжения литания. Для обеспечения указанных параметров выходных сигналов в усилителе по этой схеме вмес- 20 то одиночного транзистора использованы четыре параллельно соединенных высоковольтных с относительно малым предельным током транзистора.

Недостатками этого усилителя явились увеличение количества параллельно соединенных транзисторов, необходимость при этом обеспечения выравнивания загрузки транзисторов путем схемных (применением дополнительных токовыравнивающих резисторов в цепи каждого транзистора) и конструктив(обьединение теплоотводов для выравнивания температуры корпусов) . решений, одновременная загрузка тран- 35 зисторов и по предельному току и по высокому напряжению.

Чтобы обеспечить те же параметры . выходных сигналов в усилителе по предлагаемой схеме достаточно испо- 40 льзовать 2 транзистора. Один из них (Т1 на чертеже) имеет те же параметры (высоковольтный с малым предельным током), что и в усилителе по схеме прототипа, а другой (Т2 на чертеже) — относительно низковольтной и с предельным током соответствующем нагрузке ° Таким образом, применение предлагаемой схемы усилителя позволяет уменьшить в два раза количество транзисторов, снизить примерно во столько же раз потери мощности (с учетом исключения дополнительных резисторов) исключить у транзисторов совмещение предельных режимов по напряжению и току. Все это приводит к повышению надежности усилителя.

Формула и з о б р е т е н и я

Усилитель-формирователь импульсов управления, содержащий первую и вторую.шины питания, общую шину, входную шину, нагрузку, один вывод которой соединен с второй шиной питания, диод, первый вывод первого резистора соединен с первой шиной питания, а второй вывод — с первой обкладкой первого конденсатора, первый транзистор, база которого соединена с входной шиной, а эмиттер — с общей шиной, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены второй транзистор и второй конденсатор, причем входная шина соединена с первой обкладкой второго конденсатора, вторая обкладка второго конденсатора соединена с базай второго транзистора и через второй резистор — с общей шиной, к которой подключен эмиттер второго транзистора, коллектор которого соединен с вторым выводом первого резистора, вторая обкладка первого конденсатора соединена с анодом диода и вторым выводом нагрузки, катод диода соединен с коллектором первого транзистора.