SU1385203A1 - Устройство дл управлени тиристором - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и позвол ет ,; увеличить точность регулировани  выходного напр жени . Устройство работает в два такта. В первом такте интегрируетс  управл ющее напр жение,, во втором такте, соответствующем рабочему дл  тиристора полупериоду напр жени  сети, интегрируетс  сумма управл ющего и опорного напр жений. ИмпулЬс управлени  формируетс  во ;втором такте с момента достижени  ВЫХОДНЫМ напр жением интегратора 1 уровн  переключени  порогового элемента 13. В конце каждого второго такта осуществл ютс  разр д конден-, сатора 3 интегратора 1 и, следовательно , установка интегратора 1 в исходное состо ние. Угол включени  тиристора при зтом регулируетс  от 180 эл.град, при нулевом управл ющем сигнале до О при максимальном управл ющем сигнале. 3 ил. л

Description

со

00

ел ю

о со

Изобретение относитс  к преобразовательной и предназначено дл  использовани  в тиристорных схемах различного назначени .

Цель изобретени  - уменьшение зоны нечувствительности и увеличение i Точности регулировани  выходного напр жени .

На фиг. 1 представлена функцио- нальна  схема устройства дл  управлени  тиристором; на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие его работу; на фиг. 3 - зависимость угла включени  тиристора от величины нап- р жени  управлени .

Устройство (фиг. 1) содержит интегратор 1, выполненньм в виде операционного усилител  2 с конденсатором 3 в цепи обратной св зи, источник 4 опорного напр жени , выход которого через управл емьш ключ 5 и резис- .тор 6 соединен с входом операционно-V го усилител  2, источник 7 управл ющего напр жени , выход которого через резистор 8 также.соединен с входом усилител  2, управл емый, ключ 9, подключенный параллельно конденсатору 3, последовательно соединенные исто.ч- ник 10 синхронизирующего напр жени , формирователь 11 импульсов при положительном значении синхронизирующего напр жени  и формирователь 12 коротких импульсов, выход которого соединен с управл ющим входом ключа 9, а управл ющий вход ключа 5 соединен с выходом формировател  11, выход операционного усилител  2 соединен с входом порогового элемента 13, последовательно соединенного с блоком 14 согласовани , выход которого предназначен дл  соединени  с управл ющим злектродом тир стора.

Устройство работает следующим образом.

Выходное напр жение V источника синхронизиругоп(его сигнала 10, пропорциональное напр жению фазы питающей электрической сети, поступает на вход формировател  11. На его выходе при этом формируетс  последова тельность пр моугольных импульсов

-

О при V 10 г и (О V, t Т/2) Iv,, при V, 7 О (Т/2 t.O

const - напр жение, соот

ветствующее уровню логической 1.

с

10 15

20 25 30 , д

с

0

5

Различные уровни выходного напр жени  формировател  11 соответствуют двум тактам работы устройства. Б первом такте - при V,,, 0 (U t Т/2) напр жение V ,, 0. во втором такте, который соответствует рабочему полупериоду переменного напр жени  дл  тиристора, V - О (Т/2 t Т) и V,. V,,.

Выходное напр жение V, формировател  11 управл ет ключом 5. При V 0 (и t Т/2) ключ 5 разомкнут, а при V У„„ зам1::нут.

Напр жение V,, с выхода формировател  11 поступает на вход формировател  импульсов 12, на вькоде . рого в моменты, соответствующие отрицательным фронтам импульсов V , т.е. в конце каждого рабочего полупериода (второго такта), формируютс  короткие импульсы сброса V, , которые управл ют ключом 9. При отсутствии импульса на входе управл емого ключа 9 он разомкнут, а при действии импульса сброса V,, он замыкаетс  и проводит установку интегратора 1 в исходное состо ние.

В исходный момент, в начале первого такта при t U выходное напр жение интегратора 1 V 0. В первом такте при О t Т/2 вьгходное напр жение формировател  11 V О управл емый ключ 5 разомкнут. На входе интегратора 1 действует только управл ющее напр жение V. При допущении VT const выходное напр жение интегратора 1 измен етс  по линейному закону

ь

V, -К, 5 -K,V,t,

о :t Т/2,

где К, - коэффициент- передачи интегратора . 1.

Во втором такте при Т/2 t Т выходное напр жение формировател  11 V , 11Ал управл емый ключ 5 замкнут . При этом, на входе интегратора 1 действуют одновременно сигналы с выходов источников управл у1ющего напр жени  7 и опорного напр жени  4, имеющие одинаковую пол рность. При равных коэффициентах передачи интегратора 1 по обоим каналам его выходное напр жение измен етс  в соответствии с выра сением

v -k, v,dr.- К , 5 di

0 r/7

,+ Vnt- V/JV2J

T/2 t с Т5

Сигнал V с выкода интегратора 1 поступает на вход порогового элемента 13, выходное напр жение которого при V i V f, равно О, а при V-i 7/ V, принимает значение, соответствующее уровню логической единицы. V V „д,- Переключение порогового элемента 13 происходит в момент времени t t

о

при достижении выходным напр жением

интегратора 1 уровн  переключени  порогового элемента V, т.е. при

- KjV.t + - VH (1)

Таким образом, в момент t t формируетс  передний фронт импульса управлени  тиристором. В течение времени t t Т на выходе порогового элемента 13 действует сигнал, имеющий уровень логической -единицы, ко- торьй усиливаетс  по, мощности блоком согласовани  импульсов 14 до .уровн , необходимого дл  включени  тиристора.

При t Т на- управл ющий вход

ключа 9 поступает импульс с выхода формировател  импульсов 12, Ключ 9 .замыкаетс , и конденсатор 3 разр жаетс . Таким образом, осуществл етс  установка интегратора 1 в исходное состо ние V 0. Далее процесс повтор етс  каждый период.

Дл  определени  статической ха- р ктеристики устройства выразим из

(1) значение t и получим

to

-1Уи/К, + TU4/2 VT.+ V,

Угол включени  тиристора опреде- 45 лим по формуле

с 2 fr/T(to - Т/2)

Ж-2Уп/К,Т - V7)

VT + V,

Если прин ть -2Vn/K,T V

пределы изменени  входного управл ющего сигнала V, считать равным V,

- U; V,; V и ввести пе- переменную - относительное значение управл ющего напр жени 

Vi/v-,„«,, ,

то выражение (2) дл  угла включени  тиристора примет вид

10

d F(1 - V )/(1

vp.

Таким образом, в предлагаемом устройстве дл  управлени  тиристором угол включени  регулируетс  в пределах от а( 1Г при V О до О при V 1.

При V О в течение первого такта при iT/2 выходное напр жение интегратора 1 остаетс  посто нным и равным 0. Во втором такте при J/2 t выходное напр жение интегратора 1 измен етс  по линейному закону со скоростью, пропорциональной опорному напр жению V , т.е.

V, -K,V4(t - Т/2)

а ре- м  , ра.

30

а  35 в

40

- 45

)

50

3) 55

ю ,

и при t т в соответствии с условием (3) достигает значени  V V. Следовательно , при нулевом управл ющем напр жении импульс управлени  тиристором формируетс  в момент окончани  рабочего полупериода, что свидетельствует об отсутствии в устройстве зоны нечувствительности.

При максимальном управл ющем напр жении V в первом такте выходной сигнал интегратора 1 линейно измен - етс  в соответствии с выражением

V, -К ,V t .

и при t т/2 с учетом услови  (3) он достигает уровн  переключени  порогового элемента 13 V V. Следовательно, при максимальном управл ющем напр жении передний фронт импульса управлени  формируетс  при t Т/2 и угол включени  о О, т.е. максимальному управл ющему напр жению соответствует полное включение тиристора.

Таким образом, введение в устройство дл  управлени  тиристором, указанных элементов, позвол ет увеличить точность регулировани  выходного напр жени  за счет увеличени  крутизны нарастани  напр жени  интегриро51

оани , а также уменьшить зону нечув- стрнтельности.

Испол1 зование устройства дл  управлени  тиристором в различных схемах вентильных преобразователей, например, управл емых выпр мител х, позвол ет улучшить их технические характеристики.

Формула и 3 о б р е т е и и  

Устройство дл  управлени  тиристором , содержащее интегратор, выполненный в виде операционного усилител  с конденсатором в цепи обратной св зи, источник управл ющего напр жени , выход которого через первый резистор подключен к входу операцион ного усилител , подключенный параллельно конденсатору первьй управл емый ключ, управл ющий вход которого подключен к выходу формировател  коротких импульсов, источник синхронизирующего напр жени  и последователь но соединенные пороговый элемент и

фиг. 2

10

852036

блок согласовани , причем вход порогового элемента подктпочен к выходу операционного усилител , а выход блока согласовани  предназначен дл  подключени  к управл ющему электроду тиристора, отличающее- с   тем, что, с целью уменьшени  зоны нечувствительности и увеличени  точности регулировани  выходного напр жени , введены формирователь импульсов при положительном значении синхронизирующего напр жени , источник опорного напр жени , второй уп-. равл емьш ключ и второй резистор, причем выход источника опорного напр жени  через второй управл емьй ключ и второй резистор подключе н к входу операционного усилител , вход формировател  импульсов при положительном значении синхронизирующего напр жени  соединен с выходом источ- ника синхронизирующего напр жени , а выход - с управл ющим входом вто- 25 рого управл емого ключа и входом фор- ;мировател  коротких импульсов.

15

20

to т

О OJ о, Qif OJ5 Of 0,3 1p

Фие.З

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для управления тиристором, содержащее интегратор, выполненный в виде операционного усилителя с конденсатором в цепи обратной связи, источник управляющего напряжения, выход которого через первый резистор подключен к входу операционного усилителя, подключенный параллельно конденсатору первый управляемый ключ, управляющий вход которого подключен к выходу формирователя коротких импульсов, источник синхронизирующего напряжения и последовательно соединенные пороговый элемент и блок согласования, причем вход порогового элемента подключен к выходу операционного усилителя, а выход блока согласования предназначен для •подключения к управляющему электроду тиристора, отличающеес я тем, что, с целью уменьшения зоны нечувствительности и увеличения точности регулирования выходного напряжения, введены формирователь импульсов при положительном значении синхронизирующего напряжения, источник опорного напряжения, второй уп-. равняемый ключ и второй резистор, причем выход источника опорного напряжения через второй управляемый ключ и второй резистор подключен к входу операционного усилителя, вход формирователя импульсов при положительном значении синхронизирующего напряжения соединен с выходом источ- ника синхронизирующего напряжения, а выход - с управляющим входом второго управляемого ключа и входом формирователя коротких импульсов.

   .........-——-----0'---------------— f

   Фиг. 2

   I 385203