Устройство для управления тиристорным преобразователем

 

Изобретение относится к тиристорным нреобразователя.м и может быть иснользовано в источниках электропитания автономных объектов. Цель изобретения - улучшение , массогабаритных ноказателей. Устройство содержит источник постоянного напряжения питания 1, источник 9- управляюи1его напряжения, блоки 10, 11, 12 формирования опорного сигнала, компараторы 16, 17, 18, формирователи д. 1ительпостп импульса 20, 21, 22, выходные каскады 23, 24, 25, с выхода которых поступает сигнал на управляющие электроды тиристоров 34, 35, 36. Для уменьшения мощности, потребляемой от источника iiocTOHiiHoro нанряжения питания I выходными каскадами 23, 24, 25, в устройство введены источник стабильного тока 4, стабилитрон 7, трг .нзисторный ключ 8 и элемент ИЛИ-НЕ 37, причем источник стабильного тока 4 включен между источником ннтания и выходными каскадами 23, 24, 25, параллельно выходу источника стабильного тока 4 включены стабилитрон 7 и транзисторный ключ 8, база которого соединена с выходом схемы ИЛИ-НЕ 37, а входы элемента ИЛИ-НЕ 37 соединены со входами выходных каскадов 23, 24, 25. 2 ил. М (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

|5))4 Н 02 М 712

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (т (21 ) 4142533/24-07 (22) 03.11.86 (46) 15.06.88. Бюл. ¹ 22 (71) Новосибирский электротехнический институт (72) В. В. Иванпов, Ю. Е. Семенов, С. A. Харитонов, И. В. Филатова и А. В. Филатов (53) 621.314.27 (088.8 ) (56) Справочник по преобразовательной технике/Под ред. И. М. Читенко, Киев, Техника, 1978, с. 230 — 231. (54) >СТРОИСТВО УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЪ|М ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к тиристорным преобразователям и может быть использовано в источниках электропитания автономных обьектов. Цель изобретения — улучшение, массогабаритных показателей. Устройство содержит источник постоянного напря„„SU„„1403296 А1 жения питания 1, источник !9-.управляющеI() напряжения, блоки 10, 11. 12 формирования опорного xiii н ).!3, i.BI параторы 16, !7, 18, формирователи длительности имп)льса 20, 21, 22. выходные каскады 23, 24, 25, с выхода которых пост)нает сигнал на управляющие электрода: тнристоров 34, Зо, 36. Для уменыпения мощности, потребляемой от источника постояi ного напряжения питания I выходными каскадами 23, 24, 25, в устроиство введеHhi источник стабильного тока 4, стабплитрон 7, транзисторный ключ 8 и элсме»т ИЛИ-НЕ 3.,: ричем источник стабильного тока 4 вклк)чеп между источником питания 1 и выходным): каскадами 23, 24, 25, параллельно выход) источника стабильного тока 4 включены стабилитрон 7 и транзистор нь.и ключ 8, база которого соединена с выходом хемы ИЛИ-НЕ 37. а входы элемента

ИЛИ-НЕ 37 соединены со входами выходных каскадов 23, 24, 25. 2 ил.!

403296

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах vllравления тиристорными преобразователями автономных объектов.

Цель изобретения — улучпlåíèc массогабаритных показателей устройства.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — — диаграммы, гк>я си я ю щие его работу.

Устройство (фиг. ) содержит источник 1 постоянного напряжения с выходными клем мами 2 и 3, источник 4 стабильного тока с

: выходными клеммами 5 и 6, стабилитрон 7, ; транзисторный ключ 8, соединенные параллельно и подключенные к выходным клем; мам 5 и 6 источника 4, блок 9 импульсно- 15 фазового управления, содержащий блоки, :10 — -12 формирования опорного сигнала, ; имеющие входы 13 — !5 для подключения к питающей сети, компараторы 16 — 18, один

: вход которых соединен с выходом блоков !

О--!2, другой вход соединен с выходом источника 19 управляющего напряжения, фор, мирователи 20 — 22 длительности импульса, входы которых соединены с выходами компараторов 16 — -!8, а выходы соединены с входами выходных каскадов 23 — 25, другие 25 два входа каждого каскада 23 — 25 соединены с общими для всех каналов клеммами 26 и 27 питания, которые, в свою очередь, соединены с выходными клеммами 5 и 6 исто ника 4, выходы каскадов 23 — -25 соединены с клеммами 28 — 30 для подкл>очения к уп; равляющим электродам и с клеммами 31—

33 для подключения к катодам тиристоров

;,34 — 36 преобразователя. Устройство также

i содержит элемент ИЛИ-НЕ 37, входы которого соединены с управляющими входами ! выходных каскадов 23 — 25, а выход подключен к управляющему входу транзисторного ключа 8.

Устройство работает следующим образом.

В каждом канале блока 9 блоки 10 — 12

40 формируют опорное напряжение 1,„, которое синхронизировано с напряжением сети, это напряжение поступает на один из входов компараторов 16 в 18, на другой вход которых от источника 19 поступает управ- 45 ляющее напряжение U„„ð . В момент равенства указанных напряжений ком параторы

16 18 формируют импульс, который поступает на вход формирователей 20- — 22. Формирователи 20 — 22 нормируют импульс управления по длительности и формируют узкий импульс, длительность которого меньше длительности протекания тока через тиристор. С выхода формирователей 20 — -22 импульсы поступают на вход каскадов 23 — 25, KoTopI»c усиливают Hx IIQ ivloI HocTH. С Bhlхода каскадов 23 — 25 импульсы поступают на управляк>ц ие электроды тиристоров 28--30. Импульсы с выхода формирователей

20 — 22 также поступают на входы элемента

ИЛИ-НЕ 37. Выход элемента 37 связан с управляющим входом, 38 транзистора 8, который подключен параллельно выходу источника 4. Если транзистор 8 закрыт, ток нагрузки источника протекает через один из каскадов 23 — 25. При включении транзистора 8 в паузах между импульсами ток источника 4 замыкается через транзисторный ключ 8 и не протекает через каскады 23 — -25.

Поскольку каждый канал формирует узкий импульс, возможно два состояния устройства: импульс управления подан на один из тиристоров 34--36; импульс управления не подается ни на один из тиристоров 34 — -36.

В первом состоянии на интервале формирования импульса управления включен один из каскадов 23 †-25. При этом на выходе элемента 37 формируется импульс отрицательной полярности, который поступает на управляющий в>п>д транзисторного ключа 8 и поддерживает его в закрытом состоянии. Ток от источника 4, преобразующего напряжение источника в ток стабильной величины, протекает через каскады 23 — 25 и с выхода согласующего трансформатора каскадов 23 — 25 на управляющий электрод тиристоров 34 — 36 поступает импульс управления. Величина напряжения управления

U на интервале действия импульса равна падению напряжения на управляюгцем электроде тиристора, и ток управления I„равен току первичной обмотки трансформатора каскадов 23 — 25, деленному на коэффициент трансформации, 2 / 2

Для надежного включения тиристора параметры источника 4. стабилитрона 7 и согласующего трансформатора каскадов 23 — 25 выбираются следующим образом. По предельным характеристикам управления определяют ток и напряжение, соответствующие нижней границе зоны гарантированного включения 1„, U,. Выбирают коэффициент трансформации трансформатора выходного каскада К, = Л,/W„. Определяют ток первичной обмотки трансформатора выходноlo каскада I W„== I„,. К„. Выбирают величину тока нагрузки источника стабильного тока равной I„, Кз IW„, где К, = 1, коэффициент запаса. Выбирают стабилитрон с напряжением стабилизации большим, чем падение напряжения на первичной обмотке трансформатора ВК

1,гУ уг /Кт.

При указанном выборе параметров с учетом технологического разброса параметров цепей управления тиристоров возможны следующие случаи.

1. Характеристика управления проходит ниже, чем точка 1„, U „(ôèã. 2), т. е. падение напряжения 1„, на управляю|цем электроде тиристора 34--36, приведенное к пер14032!Н) вичной обмотке согласун)ц(его трансформатора каскада 23 — 25 LM „= U»,/К.„при токе U» меньше напряжения стабилиBапи и стабилитрона 7 (фиг. 2). Стабилитрон 7 ири формировании импульса закрыт и весл ток источника 4 замыкается через K3cKBël I 23—

25. При этом за счет формирования сигнала управления с током и напряжением. соотв«тствующими зоне гарантированного в!.,Il(! !сния, обеспечивается надежное вклк)чсние тиристоров 34--36. За счет формирования

10 сигнала с током и напряжением, соответствующим нижней границе зоны г3p3HTHI)ованного включения уменьшается мощность управления.

2. Характеристика управления тиристора- 15 ми проходит через точку (Iy(-, U»,) или выше нее, т. е. падение напряжения на управляющем электроде тиристора 34 — 36 U„„ приведенное к первичной обмотке согласующего трансформатора каскада 23 — 25 (.. Ю, == U»„/К„при токе I»„, стремится стать больше напряжения стабилизации стабилитрона 7, В этом случае стабилитрон 7 открывается и ток от источника 4 разделяется: часть тока, равная 1»; К„(фиг. 2), протекает через каскады 23 — 25, а часть тока, равная 25 (U„— („,) К (фиг. 2), протекает через стабилитрон 7. Напряжение на управляющем электроде тиристора 34 — 36 равно напряжению стабилизации стабилитрона 7, умноженному на К„. При этом. за счет формирования сигнала управления с током и напряжением. соответствующим зоне гарантированного включения, обеспечивается надежное включение тиристора. За счет формирования сигнала с током и напряжением, соответствующим нижней границе зоны гарантированного 35 включения, снижается мощность управления.

Таким образом, использование источника и стабилитрона позволяет осуществить надежное управление тиристорами 34 — 36 током, соответствующим нижней границе зоны гарантированного включения, что, в свою очередь, позволяет снизить максимальную мощность источника питания примерно в четыре раза.

Устройство позволяет также снизить мощность каскадов 23 — 25 за счет отсутствия в 45 их схеме балластных резисторов, которые выполняют роль ограничителя тока управления.

На интервале между импульсами управления транзисторы каскадов 23 — 25 закрыты по управляющему электроду и ток через 50 каскады 23 — 25 не протекает. Напряжение источника выбирается больше напряжения стабилизации стабилитрона 7. Поэтому, если не предусмотреть специальных мер, в паузах между импульсами, стабилитрон 7 откроется и ток источника 4 будет протекать черег него. В этом случае на стабилитроне 7 происходит рассеивание мощности. Для исключения этих потерь мощности в схему

ВВо 1итсЯ TP3 331!(TOPHBI 11 F110>f 8, l>»T»j)l>lit

H(! ИНТЕ()вагlе 1(. )f> ЛУ И)1!1УГ)Ь(. IХIИ Уllj);I H, 1(HIIH

Н ОДДС>Р)КИ Ва(>ТС Я В (ЯМ К !1 > ТОМ (»С 1(i 510!1 II.

П pи ЭТОМ It(. 1» 1!! Ill(»К(lз В!В(1(Т(и (11)! К !1 >

Н;-1К»()ОТК» I I» ВЫ Х»,)Н Ь! )! 3::

TC. I E H(7 It!,I > 0.1НЫ(> (, С!.;3 Ц,I ),) .1) I! C !»I(p0H > ОК3 11! Й3101 H Г)б CT»>1(HHI>1)1 И, >l Г» II ключает н»гери м(нцн()сти В эт»й и, ги сх(7II>I. И)!11>, IЬСН;1Я »1»lllHOCÒÜ Тpl!H:(IIC Г»j)II»")

К1К) 3 И М(Г Т >1<1 1»(> . (И<1 !(. H Il(. !1» (1);! В1 (1»

С )I »ff(I IOCТЬ10, I>(7T» j) 3 51 ВЫ 1СГ! Я.1 1 С I> () I>! стабилитроне 7.

Гаким ООP3зом, иЗОAP(>т(!111(. 11»з!>ОлЯ(. т уменьшить м(нцность> иотребляемуf» от исТОЧ НИ Ка НИТ3 НИ Я > СТРОИ(. ТВ II P3 BËBНИ Я, И >I0IHIIOCTh ВЫХОДНЫХ V3CI>3;IOB. 33 CH(.T ЭТОГ» в устройстве управления можно приме!Нить элементы Met!!,f!I(уста!Иовленной мощности

И С М(>H(>HI CII )13ССО!1, ЧТО НОЗВО. 1ЯЕТ У;1 > Ч!НИТЬ 1ассогаоаРитныс ПОказатсзи I(cTPOÉcTÂ3 (л)равлсния тиристорнь!м преобразова гелем.

ФГ)/).и !7 .1() !(Г10!7ре тен 1!..>

Устройство лля управления тиристорным !

IpB06p330B3телсм, соле))жаи!Се источник постоянного напряжения питания с двумя выхолными клеммами, блок импульсно-фазового управления, имеющий число каналов управления. равное числу тиристоров преобразователя, каж jh! é канал управления содержит послсдов1!тельнГ) соединенные блок формирования опорного сигнала, первый вхол компаратора, формирователь длительности импульса и управляющий вхол вых»дного каскада с выводами питания, вхол блока формирования опорного сигна -(3 предназначен для НОлклю !ения к пита)ошей сети. второй вход компарагора соелинен с источником управляющего напряжения, общим для всех каналов управления, один из выхолов Выхолного каскала соединен с клеммой лля подключения к катоду тиристора, oгли>(аюшееся тем, что, с целью улучшcíèÿ массагабаритных показателей, оно снабжено импульсным источником стабильного тока с

ДВУМЯ В>ОДНЫМИ И ДВЪМЯ ВЫХОДНЫМИ КЛЕМмами, стабилитроном, транзисторным клк)чом, элементом ИЛИ-HE с числом вх»лов, равным числу кана 10В управления. причем входные клеммы импульсного источника стабильного тока соединены с выходными клеммами источника питания, выходные клеммы соединены с выводами питания всех выхолных каскадов. стабилитрон и транзисторный ключ соединены параллельно и подключены к выходным клех(х!ах! источника стабильного тока, управляющие входы всех выходных каскадов соединены с соответствующими входами элемeHT3 ИЛИ-НЕ, вы Ол которого полключен к управляющему входу транзисторного ключа. а другой выход выходного каскала соелинен с клеммой для нодклк)чения к управс!я(»щемх электроду тиристора.

1403296

O&z

"у

Уут,т

Составитель Б. Миронов

Редактор И. Сегляник Те вред И. Верее Корректор О. Кравцова

Заказ 2880!52 Тираж 665 Подписное

ВН ИИПИ Государственного коми гета (.Ñ(.Ð по делам изобретений и открьтий ! 13035, Мо< ква, Ж -35, Ра1 гиская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфи ееKo(предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4