PL104398B1 - Urzadzenie do pomiaru i wykreslania charakterystyki przewodzenia polprzewodnikowych prostownikow energetycznych - Google Patents

Description

Opis patentowy opublikowano: 31.12.1979 104 398 CZY i LLEslA U^edu Patentowego Pul. «) l2ewfirtrr.il l"!«Ml Int. Cl.2 G01R 31/26 G01R 13/00 Twórcy wynalazku: Jerzy Kuchta, Henryk Rzepa Uprawniony z patentu: Politechnika Gdanska, Gdansk (Polska) Urzadzenie do pomiaru i wykreslania charakterystyki przewodzenia pólprzewodnikowych prostowników energetycznych iPrfcedmiotem wynailazfcu jest umajdaenie do po¬ miaru i wykreslania charakterystyki przewodze¬ nia pólprzewodnikowych prostowników energei- tycanych.

Enane jest z artykulu pt,: Iizmiereniije statiiczes- kich charafcterisitik mosznych silowych Ipo.iupro- wodnikowych weintilijj, B. B. Pyirkoya, opubliko¬ wanego iw czasopismie Izmieriitielllriaija technika, 19713 r* Nr 7, na stronie H urzadzenie do po¬ miaru charakterystyki prztewodizenia pólprzewod¬ nikowych prostowników energetycznych, iw któ¬ rym wykorzystuje sie uklad zawierajacy konden¬ sator ladowany ze zródla zasilania* tyrystory uzyte jako elementy zaworowe oraz dlawijk i opornik pomiarowy. Urzadzenie jest Izasilame z sieci przemyslowej napieciem o regulowanej amplitudzie. Napiecie to jest poddawane prosto¬ waniu jednopolóiwkoiwemu^ po czyim przez opornik ograniczajacy prad laduje sie nim kondenisaltoir do amplitudy napiecia zasilajacego siec przemy¬ slowa. Ladowanie odbywa sie w czasie trwania dodatnich polówek napiecia sieci zasilajacej, nato¬ miast pomiar jest wykonywany (podczas trwania polówek ujemnych tego przebiegu i rozpoczyna sie z chwila otjwarcia dodatkowego zaworu tyrystoro¬ wego. Podczas pomiaru nastepuje rozladowanie kondensaitora poprzez dlawik, tyrystor, opornik po¬ miarowy i badany element. Zarówno napiecie pa¬ nujace na badanym elemencie, jak wielkosc pra¬ du przezen plynacego sa odczytywane punktowo-, po uprzednim scailkowaniu sygnalu pomiarowe¬ go. iWi znanych rozwiazaniach urzadzen pomiaro¬ wych indykator wielkosci mierzonej stanowi * wskaznik wychylowy iuib cyfrowy, pozwalajacy na przeprowadzanie pomiaru jedynie w sposób punktowy. W tych warunkach^ wykreslanie cha¬ rakterystyki punkt po punkcie jest bardzo cza¬ sochlonne, niemozliwe do przeprowadzenia w wa- io runkach produkcyjnych.

Dotychczas przy sprawdzaniu siztuk produkcyj¬ nych ograniczano sie jedynie do pomiaru spadku napiecia na badanym elemencie dHa zadanej war¬ tosci prajdiu. Rozwiazania dotychczasowe nie da- ja mozliwosci oibserwowamia charakterystyki prze¬ wodzenia badanych elementów. W przypadku pólprzewodnikowych elementów energetycznych obserwacja charakterystyki przewodzenia1 ma istotne znaczenie, gdyz przy bardzo duzych oibcia- ao zeniach przebieg tej charakterystyki rózni sie od znanego dla elementów pólprzewodnikowych ma¬ lej i sredniej mocy.

Istota wynalazku jest zastosowanie w urzadze¬ niu pomiarowym zasilanym iz sieci przemyslowej i .wykorzystujacym uklad kondensatorowy wypo¬ sazony w sterowane tyrystorowe elementy zawo¬ rowe, a w obwodzie, pomiarowym w dliawlik i element rezystorowy, dodatkowego obwodu skladajacego sie z potencjometru i równolegle z mim polaczonej cewki, kitórai slprzezonia jest 104 398104 398 z cewka dlawika. Obwód, ten jest podlaczony do ukladu pomiarowego w tein sposób, ze poczatek cewki w nim zawartej jest dolaczony do anody badanego elementu prostowniczego.

Urzadzenie korzystnie jest zaopiatrzone: iw blok " 5 rejestracji o oscyloskopowym monitorze;, którego jedno wejscie ukladu ochylariia poziomego jest dolaczone do suwaka potencjometru^, a drugie wejscie tego ukladu jest dolaczone do uziemionej katody badanego elementu prostowniczego, nato- 10 miaist wejscia odchylania pionowego' sa równo¬ legle dolaczone do ellemeintu rezystorowego. iZastosowanie dodatkowego obwodu wedlug wy¬ nalazku pozwala na uzywanie do pomiaru moni¬ torów oscyloskopowych. Dotychczas nie bylo to 15 mozliwe ze wzgledu na powstawanie w znanych urzadzeniach znieksztalcen obserwowanej cha¬ rakterystyki objawiajacych sie w postaci peltlli.

Przyczyna tego typu znieksztalcen byl wplyw pa¬ sozytniczej dndukcyjnosci doprowadzen na wynik 20 pomiaru.. Iindukcyjnosc ta moze miec charakter liniowy luib nieliniowym zaleznie od tego czy do¬ prowadzenia wykazuja lub nie fwlasciwos.ci fer¬ romagnetyczne. 5W przypadku, gdy znieksztalcenia pochodiza od 25 liniowej indukcyjinosci doprowadzen^ rozwiazanie wedlug wynalazku eliminiuje je w calym zakresie mierzonej charakterystyki. Na monitorze oscylo¬ skopowym uzyskuje sie wówczals katalogowy obraz charakterystyki przewodzenia badanego 30 elementu.

W przypadku, gdy znieksztalcenia pochodza od nieliniowej indukeyjnosci doprowadzen, uzyska¬ na w ukladzie kompenisacja1 zniekisztialoen jest mozliwa tylko odcinkami, dla których charakite- 35 ryrstyka materialu ferromagnetycznego jest linio¬ wa w funkcji prajdu. Wynalazek pozwala wów¬ czas na pomiar i wykreslenie charakterystyki przewodzenia badanego elementiu w sposób od¬ cinkowy. Urzadzenie wedlug wynalazku jest 40 przedstawione w sposób pogladowy na rysunku. 1D0 dodatniego wyjisicia zespolu zasilaczy 1 za¬ silanego z sieci przemyslowej 220 V i 50 Hz jest dolaczona anoda tyrystora Tl, którego katoda jest polaczona z kondensatorem C przylaczonym dru- « gim biegunem do -ujemnego wyjscia zespolu zasi¬ laczy 1. Katoda tyrystora Tl jest polaczona z ano¬ da tyrystora T2, który ma anode dolaczona do poczatku cewki LI i poprzez nia polaczona z ano¬ da badanego elementu pólprzewodnikowego D — w w tym przypadku diody. Katoda tej diody> poprzez rezystor Rl jest polaczona z ujemnym wyjsciem zespoliu zasilaczy 1. Bramki tyrystorów Tl i T2 sa sterowane z bloku sterowania 2. Z cewka LI jest sprzezona cejwka L2 równolegle polaczona M z -potencjometrem R2 i swoim poczatkiem dola¬ czona do anody diody D. Suwak potencjometru R2 jest dolaczony do wejscia ukladu odchylania poziomego bloku rejestracji 3 o oscyloskopowymi monitorze, zas do drugiego wejscia tego ukladu w dolaczona jest katoda diody D. Natomiast wejscie ukladu odchylania pionowego jest równolegle do¬ laczone do rezystora Rl.

Zródlem impulsów pomiarowych jest obwód rezonansowy; jaki tworzy kondensator C i cew¬ ka LI. Napiecie sieci przemyslowej, po wypro¬ stowaniu w iblotou zasilania 1, laduje kondensator C poprzez tyrystor Tl wprowadzony w sitan prze¬ wódzenlia za pomoca zespolu sterowania 2. Po na¬ ladowaniu kondensatora C do zadanego nadecia, zespól siterowainia 2 blokuje tyrystor Tl, po czym powoduje zwarcie tyrystorowego klucza wysoko- pradowego, którego funkcje spelnia tyrystor T2.

Wówczas kondensator C ulega rozladowaniu, a nastepnie nieznacznemu przeladowaniu pod wplywem inidutocyjnosci cewki LI. W ukladzie wytworzy sie imjpuls pradu analizujacego^ który przeplywa przez badana dioide D oraz rezystor Rl, na którym powstaje spadek napiecia propor¬ cjonalny do przeplywajacego' w obwodzie prajdu.

Napiecie to jest doprowadzone do ukladu odchy¬ lania plionowegO' 'monitora oscyloskopowego blo¬ ku rejestracji 3.

Natomiast do ukladu odchylania poziomego te¬ go monitora jest podawany sygnal skladajacy sie z sumy dwóch napiec *— spadku napiecia na ba^ danej diodzie D oraz napiecia kornpensiacji jakie wytworzy sie w cewce L2. Za pomoca potencjo¬ metru R2 reguluje sie amplitude napiecia kom¬ pensacji w celu wyeliminowania znieksztalcen pytlowych charakterystyki przewodzenia badane¬ go elementu wykreslanej w bloku rejestracji 3.

Jezeli badany element D nlie ma .wyprowadzen o charakterze ferromagnetycznym, wtedy po prze¬ prowadzeniu kompensacji. otrzymuje sie , caly nie znieksztalcony wykres jego charakterystyki prze¬ wodzenia. nnnnnp—I

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe .Urzadzenie do pomiaru i wykreslania charak¬ terystyki przewodzenia pólpraewpdnikowych pro¬ stowników energetycznych zasilane z sieci prze- myislowejk wykorzystujace uklad kondensatorowy wyposazony w sterowane tyrystorowe elementy zaworowe, a w obwodzie pomiarowym w dlawik i element rezystorowy, znamienne tym, ze do ano¬ dy badanego prostowniczego elementu (D) ma do¬ laczony poczatek cewki (LI) dlawika i równolegle do miej podlaczony po¬ tencjometr jest wyposazone w blok rejestracji (3) o oscylo¬ skopowym monitorze, do którego jednego wejscia ukladu odchylania poziomego dolaczony jest su¬ wak potencjometru (R2) natomiast do drugiego wejscia tego ukladu jest dolaczona uziemiona ka¬ toda badanego prostowniczego elementu (D), przy czymi, wejscie ukladu odchylania pionowego tego ukladu jest dolaczone równolegle do elementu re- zyistorowego (Rl),.104 398 W^*