SU1018248A1 - Высоковольтный оптоэлектронный ключ - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к преобразовательной технике, а именно к высо ковольтным вентил м на фототиристорах , и может быть использовано на пр образовательных подстанци х посто нного тока. Известно устройство управлени  высоковольтным фототиристорным вентилем , в котором от излучател  чецез световые оптические каналы осушествл етс  управление фототиристорами C Недостатком этого устройства  вл , етс  низка  надежность работы, обусловленна  малым ресурсом работы излучател , Известен также высоковольтный оптоэлектронный ключ, содержащий импульсный лазер, вход электропитани  которого соединен с выходом регули- руемого источника напр жени , а выход оптически св зан со входами последовательно соединенных фототиристоров, выходные шины которых подключены к датчику напр жени  При этом выход датчика напр жени  соединен с вХодом управлени  регулируемого источника напр жени  CzJ . Недостатком известного устройства  вл етс  низка  надежность,обусловленна  тем,что амплитуда сигнала управлени  линейно св зана с уровнем коммутируемого напр жени ,Наличие ли нейной св зи между входными и выходны ми цеп ми фототиристоров приводит к повышению импульсной мощности лазера в определенном диапазоне углов регулировани  переменного коммутируемого напр жени , свою очередь, сниж ет надежность работы фототирлсторов и импульсного лазера. Целью изобретени   вл етс  повыше ние надежности высоковольтного оптоэлектронного ключа за счет оптимального согласовани  параметров сигнала управлени  с выходными параметрами фототиристоров при коммутации переме ного напр жени . Цель достигаетс  тем, что в высок вольтный оптоэлектронный ключ,содерж щий импульсный лазер, вход электропитани  которого соединен с выходом регулируемого источника напр жени , а выход оптически св зан с входами последовательно соединенных фототиристоров , выходные шины которых подключены к входу датчика напр жени , между выходом датчика напр жени  и /входом управлени  регулируемого источника напр жени  включена цепь нелинейной обратной св зи, котора  содержит светодиод, дополнительный фототиристор , тиристор, высокочастотный генератор, резистор и амплитудный детектор, при этом тиристор, высокочастотный генератор и резис- тор включены последовательно и соединены со входом амплитудного детектора и дополнительным фототиристором, выход амплитудного детектора, соединен со входом управлени  регулируемого источника напр жени , а выход датчика напр жени  соединен с управл ющим входом тиристора и через светодиод оптически св зан со входом дополнительного фототиристора. На фиг. Т представлена структурна  электрическа  схема высоковольтного оптоэлектронного ключа,- на фиг. 2 эпюры напр жений в характерных точках схемы. Высоковольтный оптоэлектронный ключ содержит последовательно соединенные фототиристоры 1I каналы 2 оптической св зи, выполненные, например, на световолоконных световодах, импульсный лазер 3, регулируемый источник 4 напр жени  дл  питани  импульсного лазера 3, датчик 5 напр жени  включенный между выходными шинами последовательно соединенных фототиристоров 1f блок 6 управлени  и .цепь 7 нелинейной обратной св зи. Цепь 7 нелинейной обратной св зи состоит из светодиода 8, дополнительного фотртиристора 9, тиристора 10, высокочастотного генератора 11, резистора 12 и амплитудного детектора , состо щего из диода 13, конденсатора Н и резистора 15. Высоковольтный оптоэлектронный ключ работает следующим образом. В соответствии с фазой коммутируемого напр жени  (фиг. 2 а) на Фототиристооах 1 на вход ИМПУЛЬСНОГО лазера 3 поступают запускающие импульсы с блока 6 управлени . Импульсный лазер 3 излучает световые импульсы, которые через каналы Я поступают на фототиристоры 1, обеспечива .их включение. Дл  подачи на оптические входы фототиристоров 1 световых импульсов оптимальной энергии, определ емой уровнем коммутируемых фототиристорами напр жений, в устройстве имеетс  цепь нелинейной обратной св зи между вы- водами последовательно соединенных тиристоров A-Kj и входом регулируемо го источнику напр жени .

При наличии положительного напр жени  на фототиристорах через да-тчик 5 напр жени  проходит ток, который вызывает свечение светодиода 8. Энерги , излучаема  светодиодом 8, пр мо пропорциональна величине напр жени  на фототиристорах. Световое излучение от светодиода 8 поступает на вход дополнительного фототиристора 9. При этом, чем выше энерги  световогс излучени  светодиода 8, тем при меньшей величине напр жени  высокочастотного генератора 11 на дополнительном фототйристоре 9 происодит его включение и, следовательно, до меньшего напр жени  происходит подзар д конденсатора 1.

Таким образом, через диод 13 выходными импульсами от высокочастотного генератора 11 происходит зар д конденатбра Н до величины напр жени , при котором происходит включение /и слеовательно , шунтирование высокочастотного генератора 1IJ дополнительного фоторезистора. В промежутках между импульсами высокочастотного генёратора 11 дополнительный фоторезистор 9 восстанавливает свои запирак(ие свойства, а конденсатор Ik усреаает подзар дитьс  через резистор 12. В результате; на выходе источника напр жени  величина напр жени  измен етс  в зависимости от изменени  напр жени  на фототиристорах 1 по нелинейному закону. Соответственно , изменение уровн  излучаемой энергии лазером 3 при изменении величины коммутируемого напр жени  фото-, тиристорами 1 происходит также по не-, линейному закону, чем и обеспечиваетс  оптимальный режим работы импульсного лазера 3.

Как видно из фиг. 2 б, в определенном диапазоне изменени  фазы коммутируемого напр жени  величина напр жени  источника питани  лазера в предлагаемом объекте значительно ниже , чем в прототипе, где обеспечиваетс  только линейное изменение напр жени  указанного источника питани .

Чем выше частота высокочастотного генератора., тем меньше пульсаци  (фиг. 4) на конденсаторе 14.

В зависимости от схемного tiocTpoени  системы питани  лазера 3 регулируемый источник напр жени  может быть промежуточным звеном подклюменнь,

например, к входу более мощного регулируемого источника питани  лазеipa 3.

предлагаемое устройство по сравнение с прототипом обладает следующими преимуществами: повьииаетс  срок службы всего устройства в целом путем согласовани  величины энергии светового управлени  фототиристорами с уровнем коммутируемых напр жений с помощью цепи нелинейной обратной св зи , обеспечивающей более оптимальное использование по мощности импульсного лазера; снижаютс  эксплуатационные расходы, св занные с заменой и обслуживанием лазера.

Claims (1)

1. ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ КЛЮЧ, содержащий импульсный лазер, вход электропитания которого соединен с выходом регулируемого источника напряжения, а выход оптически связан с входами последовательно соединенных фототиристоров, выходные шины которых подключены к входу датчика ^апряже-.

   ния, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, между выходом датчика напряжения и входом управления регулируемого источника напряжения включена цепь нелинейной обратной связи, которая содержит светодиод, дополнительный фото- ; тиристор, тиристор, высокочастотный генератор, резистор и амплитудный детектор, при этом тиристор, высокочастотный генератор и резистор включены последовательно и соединены с входом амплитудного детектора и с дополнительным фототиристором, выход амплитудного детектора соединен с входом управления регулируемого источника напряжения, а выход датчика ' напряжения соединен с управляющим входом тиристора и через светодиод оптически связан с входом дополнительного фототиристора.