PL105249B1 - Charakterograf tyrystorow i diod - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest charakterograf tyrystorów i diod, to jest urzadzenie do pomiaru i wykreslania charak¬ terystyk pradowo-napieciowych tyrystorów i diod.

Wynalazek dotyczy elektroniki, w szczególnosci apara¬ tury pomiarowo-kontrolnej, zwlaszcza przyrzadów do pomiarów tyrystorów i diod.

Znane jest urzadzenie do wykreslenia charakterystyk pradowo-napieciowych-tyrystorów i diod, opisane w arty¬ kule pt. „Charakterograf do badania zaleznosci napieciowo- -pradowych tyrystorów i diod mocy" J. Kuchta, L. Dwo- rzanski („Elektronika" Nr 6 — 1971, strona 242).

Opisany tam przyrzad ma transformator dolaczany do sieci zasilajacej na wyjscie którego dolaczony jest prostow¬ nik jednopolówkowy. Z tego ukladu zasilajacego doprowa¬ dzone jest napiecie'do badanego elementu, a takze zasilany jest dzielnik pomiarowy i rezystor pomiarowy. Do dziel¬ nika jest dolaczony wzmacniacz odchylania poziomego lampy oscylograficznej. Do rezystora pomiarowego jest dolaczone wejscie wzmacniacza odchylania pionowego lampy oscylograficznej. W opisanym urzadzeniu wyko¬ rzystuje sie transformator zasilany z sieci pradu zmiennego jako generator napiecia analizujacego. Napiecie to jest pod¬ dawane jednopolówkowemu prostowaniu, po czym jedno¬ czesnie podawane jest ono na element badany, to jest na diode lub na tyrystor, polaryzowany w kierunku zaporo¬ wym, oraz na dzielnik pomiarowy, podajacy odpowiednie napiecie — proporcjonalne do wartosci napiecia analizu-. jacego — na wzmacniacz odchylania poziomego lampy oscylograficznej. Szeregowo z badanym elementem jest wlaczony rezystor pradu, z którego spadek napiecia, pro- porcjonalny do wartosci przeplywajacego pradu przez badany element, wysterowuje wzmacniacz odchylania pionowego lampy oscylograficznej. W przypadku pomiaru tyrystora polaryzowanego w kierunku przewodzenia, w sze¬ reg z nim wlaczony jest jednoczesnie dodatkowy rezystor, ograniczajacy prad pomiarowy w stanie przewodzenia tyrystora, oraz zasilacz obwodu bramki tyrystora. Na ekra¬ nie lampy oscylograficznej otrzymuje sie zobrazowanie charakterystyki pradowo-napieciowej badanego elementu.

Opisany charakterograf do pomiaru tyrystorów i diod, realizuje postawiony cel, lecz wykazuje pewna niedogodnosc techniczna. Dla przeprowadzenia kalibracji wzmacniaczy toru rejestracji trzeba dokonywac odpowiednich przelaczen, natomiast podczas trwania samego pomiaru brak jest kontroli nad staloscia wzmocnienia ukladu rejestracji.

Efektem tego jest koniecznosc kalibrowania wzmacniaczy odchylania w krótkich odstepach czasu. Wydluza to i kom¬ plikuje pomiar oraz wprowadza mozliwosc powstawania bledów od chwilowych zmian wzmocnien tych wzmacnia¬ czy.

Celem wynalazku jest zaprojektowanie charakterografu tyrystorów i diod, nie wykazujacego opisanych wad.

Postawiony cel realizuje charakterograf tyrystorów i diod, wedlug wynalazku. W urzadzeniu pomiarowym, zasilanym z sieci przemyslowej i wykorzystujacym uklad transforma¬ torowy, wyposazony w prostownik diodowy i rezystor ograniczajacy wartosc pradu, sa wlaczane w obwód pomiaro¬ wy badane elementy.

Istota wynalazku jest wyposazenie urzadzenia w dodat¬ kowy uklad czasowy napiecia kalibrujacego, które podawane 105 249105 249 3 jest na wzmacniacz toru rejestracji na przemian z napieciem pomiarowym.

Urzadzenie korzystnie zaopatrzone jest w blok rejestracji o oscyloskopowym monitorze, którego wejscie afirmacyjne wzmacniacza odchylania poziomego dolaczone jest do napieciowego dzielnika pomiarowego. Wejscie inwersyjne dolaczone jest do ukladu kalibracji. Natomiast wejscie afir¬ macyjne wzmacniacza odchylania pionowego dolaczone jest do rezystora pomiarowego pradu, a jego wejscie inwersyj¬ ne do odpowiedniego czlonu ukladu kalibracji.

Zastosowanie ukladu kalibraqi, sterowanego synchro¬ nicznie z napieciem pomiarowym, a dolaczonego na stale do wzmacniaczy odchylania monitora oscyloskopowego, poz¬ wala na wykreslanie odpowiedniej cwiartki kartezjanskiego ukladu wspólrzednych, w której wykreslana jest jedno¬ czesnie charakterystyka pradowo-napieciowa badanej diody lub tyrystora. W ten sposób na ekranie monitora otrzymuje sie obraz charakterystyki pradowo-napieciowej badanego elementu na tle osi wspólrzednych.

Zastosowanie dodatkowego ukladu czasowego napiecia kalibrujacego umozliwia stala kontrole wzmocnienia ukladu rejestraqi podczas pomiaru charakterystyki pradowo-na¬ pieciowej, wykreslanej na ekranie monitora. Zmiany wzmoc¬ nienia ukladu rejestracji zostaja natychmiast uwidocznione na ekranie poprzez wydluzenie lub skrócenie dlugosci osi wspólrzednych na tle rastru pola pomiarowego i moga byc natychmiast korygowane przez obsluge. Zbedne sa tutaj jakiekolwiek przelaczenia. Upraszcza to pomiar i skraca jego czas oraz zapewnia wieksza dokladnosc pomiaru.

Charakterograf tyrystorów i diod wedlug wynalazku realizujac wszystkie postawione cele, wykazuje korzystne skutki techniczne i techniczno-uzytkowe. Uklad urzadzenia jest stosunkowo prosty, a zastosowane podzespoly — typo¬ we. Obsluga urzadzenia jest znacznie prostsza, niz obsluga znanych charakterografów tyrystorów i diod.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony schematycznie w przykladowym wykonaniu na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia charakterograf w schemacie blokowo-ideowym, a fig. 2 — przebiegi czasowe napiec w osobliwych punktach charakterografu.

Charakterograf do pomiaru tyrystorów i diod posiada transformator TrP zasilany z sieci przemyslowej 220 V; 50 Hz, do którego jednego z konców uzwojenia I dolaczona jest anoda diody Dl, której katoda polaczona jest z rezys¬ torem Ro, polaczonym równolegle z kluczem K. Poprzez gniazda pomiarowe rezystor Ro jest dolaczony jednoczesnie do katody badanego tyrystora T lub diody D przy pomiarze w kierunku zaporowym, a przy pomiarze w kierunku przewodzenia ten rezystor Ro jest dolaczony do anody badanego tyrystorfT, oraz do rezystora Ru. Rezystor Ru jest polaczony z rezystorem Rui, tworzac wspólnie dzielnik napieciowy przylaczony drugim koncem do masy. Wyjscie dzielnika jest polaczone z wejsciem afirmacyjnym wzmac¬ niacza odchylania poziomego 10. Drugi koniec badanego elementu, to jest tyrystora T lub diody D, jest dolaczony do rezystora Ri oraz do wejscia afirmacyjnego wzmacniacza odchylania pionowego 9. Drugi koniec rezystora Ri jest dolaczony do masy i do drugiego konca uzwojenia U trans¬ formatora TrP.

W przypadku pomiaru charakterystyki tyrystora w kie¬ runku przewodzenia jego bramka jest dolaczona do odpo¬ wiedniego wyjscia zasilacza bramki 1, którego drugie wyjscie jest przylaczone do katody mierzonego tyrystora T.

Uzwojenie II transformatora TrP jest dolaczone do masy i do katody diody D2, której anoda dolaczona jest do 4 dwóch rezystorów RI i R2. Rezystor RI jest nastepnie do¬ laczony do klucza tranzystorowego 2, polaczonego z masa i odpowiednim wyjsciem przerzutnika bistabilnego 8 oraz z ukladem kalibratora pionowego 3, polaczonego z masa, którego wyjscie przylaczone jest do inwersyjnego wejscia wzmacniacza odchylania pionowego 9. Rezystor R2 jest do¬ laczony do kluczatranzystorowego 4, przylaczonego do masy i do drugiego wyjscia pizerzutnika bistabilnego 8 oraz do ukladu kalibratora poziomego 5, polaczonego z masa, któ- rego wyjscie przylaczone jest do wejscia inwersyjnego wzmacniacza odchylania poziomego 10. Uzwojenie HI transformatora TrP zalaczone jest pomiedzy mase a dyskry- minator napiecia 6, który przylaczony jest do przerzutnika monostabilnego 7, a ten przylaczony jest do wejscia ^?rze- ij5 rzutnika bistabilnego 8. Wyjscia wzmacniaczy odchylaja¬ cych 9 i 10 sa dolaczone odpowiednio do pionowych i po¬ ziomych plytek lampy oscyloskopowej 11.

Sposób dzialania urzadzenia jest nastepujacy. Zródlem napiecia analizujacego i kalibrujacego jest transformator pomiarowy TrP, zasilany z sieci przemyslowej 220 V; 50 Hz. Napiecie z uzwojenia I transformatora TrP ulega wyprostowaniu jednopolówkowemu na diodzie Dl i po¬ przez rezystor Ro lub klucz K, zwarty w przypadku po¬ miaru charakterystyk zaporowych tyrystorów i diod, dostarczane jest do badanego elementu, to jest tyrystora T lub diody D, w glowicy pomiarowej. Równoczesnie napiecie analizujace poprzez dzielnik Eu, Rui jest doprowadzone do wejscia afirmacyjnego wzmacniacza odchylania pozio¬ mego 10. Prad pomiarowy, plynacy przez badany element, to jest tyrystor Tlub diode D, plynie równiez przez rezystor pomiarowy Ri, wytwarzajac spadek napiecia, który wyste- rowuje wejscie afirmacyjne wzmacniacza odchylania pio¬ nowego 9.

W przypadku pomiaru tyrystorów T w kierunku przewo¬ dzenia w zasilaczu bramki 1 ustala sie wartosc pradu bramki, a rezystortjgn Ro oznacza sie amplitude pradu pomiarowego.

Ujemne polówki napiecia, dostarczane z uzwojenia II transformatora TrP poprzez diode D2 i rezystor RI za¬ silaja uklady kalibracyjne pionowy 3 i poziomy 5. Napiecia zasilajace dla ukladów kalibracyjnych 3 i 5 sa zwierane do masy na przemian przez klucze tranzystorowe 2 i 4, które sterowane sa z wyjsc przerzutnika bistabilnego 8, taksowa¬ nego za pomoca przerzutnika monostabilnego 7. Calosc jest synchronizowana za pomoca napiecia z uzwojenia III transformatora TrP, które po przejsciu przez dyskrymina- tor napiecia^ó wyzwala przerzutnik monostabilny 7.

Dzieki odpowiedniemu przesunieciu czasowemu, wpro¬ wadzonemu przez przerzutnik monostabilny 7, zmiana stanu przerzutnika bistabilnego 8, a tym samym klucza 2 50 i 4, zachodzi na przemian w czasie gdy napiecie kalibrujace osiaga maksimum, co pozwala uzyskac czestotliwosc pow¬ tarzania impulsów kalibrujacych równa 50 Hz. Tak wiec dodatnia polówka napiecia sieci wykorzystywana jest do pomiaru charakterystyki badanego elementu, to jest ty-? 55 rystora T lub diody D, a jedna polowa ujemnej polówki napiecia wykorzystywana jest do wytwarzania napiecia kalibracji poziomej, druga zas polowa ujemnej polówki napiecia —¦ na wytworzenie napiecia kalibracji pionowej* Odpowiednie przebiegi podano na rysunku (fig* 2). 04 W efekcie sumowania syjmalów pomiarowych i kalibru¬ jacych, przesunietych odpowiednio w czasie* we wzmacnia¬ czach odchylajacych 9 i 10, na ekranie lampy oscyloskopo¬ wej 11 otrzymuje sie charakterystyke pradowo-napieciowa badanej diody D lub tyrystora T na tle wykreslanych osi 65 wspólrzednych trzeciej cwiartki ukladu kartezjanskiego.105 249 Wynalazek znajduje zastosowanie w laboratoriach za¬ kladów naukowych, badawczych instytutów i jednostek gospodarki uspolecznionej.

Claims (1)

Zastrzezenie patentowe Charakterograf tyrystorów i diod, do pomiaru i wykre¬ slania charakterystyk pradowo-napieciowych tyrystorów i charakterystyk zaporowych diod, zasilany z sieci przemy¬ slowej, majacy uklad transformatorowy wyposazony w diody prostownicze, rezystor ograniczajacy prad, gniazdo pomia¬ rowe, a w obwodzie pomiarowym elementy rezystorowe i dwa wzmacniacze odchylania strumienia lampy oscylosko¬ powej, znamienny tym, ze do wejscia afirmacyjnego wzmacniacza pionowego odchylania (9) dolaczony jest rezystor pomiarowy (Ri) oraz do wejscia afirmacyjnego wzmacniacza poziomego odchylania (10) dolaczony jest 10 dzielnik napieciowy, utworzony z rezystorów (Ru, Rui), a do wejsc inwersyjnyeh wzmacniaczy (9 i 10) dolaczone sa wyjscia ukladu czasowego, to jest ukladów kalibracji utworzonego z kalibratora pionowego (3) i kalibratora poziomego (5), do których równolegle dolaczone sa stero¬ wane klucze tranzystorowe (2 i 4), z których kazdy zasila¬ ny jest poprzez rezystor (R), polaczony z anoda diody (D2), której katoda przylaczona jest do poczatku uzwojenia (II) transformatora (TrP) którego drugi koniec dolaczony jest do masy, a ponadto wejscia kluczy tranzystorowych (2 i 4) dolaczone sa do wyjsc przerzutnika bistabilnego (8), któ¬ ry przylaczony jest do wyjscia przerzutnika monostabilnego (7), którego wejscie polaczone jest z ogranicznikiem na¬ piecia (6), a ten przylaczony jest do konca uzwojenia (III) transformatora (TrP), którego poczatek przylaczony jest domasy. . SIEC 220V/50Hz Ua hAAAAAA Uky t Ukx VI 1/ VI ¦ 1/ \l U •¦

1. / U 1/ \l [/ \l t fig. 2