SU1406751A1

SU1406751A1 - Thyristor control pulse shaper-amplifier

Info

Publication number: SU1406751A1
Application number: SU864161749A
Authority: SU
Inventors: Валерий Матвеевич Оливсон
Original assignee: Специальное Проектно-Конструкторское И Технологическое Бюро По Промышленным Электровозам
Priority date: 1986-12-15
Filing date: 1986-12-15
Publication date: 1988-06-30

Abstract

Изобретение относитс к импульсной технике и может быть использовано в схемах управлени мощными высоковольтными тиристорными преобразовател ми . Цель изобретени - снижение массогабаритных показателей , повышение надежности работы уст ройства, стабильности длительности импульсов и улучшение параметров фор мируемых импульсов. Усилитель-формирователь содержит транзисторный ключ 1, импульсньш трансформатор 2 с первичной форсирующей обмоткой 3, обладающей малой индуктивностью рассе ни (малым количеством витков), основной первргчной обмоткой 4 с большим количеством витков; выходной обмоткой 5, имеющей высокий коэффициент магнитной св зи с форсирующей обмоткой 3, раздел ющие диоды 6-8, балластные резисторы 9, 10,форсирующий конденсатор 12, обладающий малой емкостью , шунтирующий диод 14, шины 16, 17 источника напр жени , дифференцирующую цепь, состо щую из резистора 1 8 и конденсатора 19. Введение размагничивающего конденсатора 13, балластного резистора 11 и тиристор- ной оптопары 15 ограничивает ток короткого замыкани и размагничивани основной обмотки 4 по заднему фронту S (ЛThe invention relates to a pulse technique and can be used in control circuits for high-power high-voltage thyristor converters. The purpose of the invention is to reduce mass and size parameters, increase the reliability of the device, stability of the pulse duration and improvement of the parameters of the generated pulses. Amplifier driver contains a transistor switch 1, a pulse transformer 2 with a primary boost winding 3 having a small dissipation inductance (small number of turns), the main primary winding 4 with a large number of turns; an output winding 5 having a high magnetic coupling with a forcing winding 3, separating diodes 6-8, ballast resistors 9, 10, forcing capacitor 12, having a small capacitance, shunt diode 14, voltage source bus 16, 17, differentiating circuit consisting of a resistor 1 8 and a capacitor 19. The introduction of a demagnetizing capacitor 13, a ballast resistor 11 and a thyristor optocoupler 15 limits the short circuit and demagnetization current of the main winding 4 on the trailing edge S (L

Description

ел ate

Изобретение относитс к, импульсной технике и может быть использовано в схемах управлени мощными высоковольтными тиристорными преобра- зовател ми.The invention relates to a pulse technique and can be used in control circuits of high-power high-voltage thyristor converters.

Цель изобретени - снижение мас- согабаритных показателей, повьшение надежности работы устройства и улучшение параметров формируемых импуль- сов за счет ограничени тока корот- |кого замыкани и размагничивани основной обмотки по заднему фронту импульса .The purpose of the invention is to reduce the overall dimensions, increase the reliability of the device and improve the parameters of the generated pulses by limiting the short circuit current and demagnetizing the main winding along the falling edge of the pulse.

На чертеже приведена принципиаль- на электрическа схема предлагаемого усилител -формировател .The drawing shows in principle the electrical circuit of the proposed amplifier-former.

Усилитель-формирователь импульсов управлени тиристорами содержит транзисторный ключ 1, импульсный транс- форматор 2 с форсирующей обмоткой 3, обладакщей малой индуктивностью рассе ни (малым количеством витков), основной обмоткой 4 с большим количеством витков, включенными согласно выходной обмоткой 5 с клеммами дл подключени выхода устройства, имеющей высокий коэффициент магнитной св зи с форсирующей обмоткой 3, разделительные первый, второй и третий диоды 6, 7, 8, балластные первый, второй и третий резисторы 9, 10, 11, форсирующий конденсатор 12, обладающий малой емкостью, размагничивающий конденсатор 13, шунтирующий диод 14, оптопару 15, например тиристор- ную, первую и вторую шины 16, 17 подключени источника напр жени , дифференцирующую цепь, состо щую из резистора 18 и конденсатора 19, вход ную шину 20.The thyristor control pulse shaper amplifier contains a transistor switch 1, a pulse transformer 2 with a forcing winding 3 having a small dissipation inductance (small number of turns), the main winding 4 with a large number of turns connected according to the output winding 5 with terminals for connecting device having a high magnetic coupling with forcing winding 3, separating the first, second and third diodes 6, 7, 8, ballast first, second and third resistors 9, 10, 11, forcing the capacitor a capacitor 12 having a small capacitance, a demagnetizing capacitor 13, a shunt diode 14, an optocoupler 15, such as a thyristor, first and second buses 16, 17 for connecting a voltage source, a differentiating circuit consisting of a resistor 18 and a capacitor 19, an input bus 20.

Конец основной обмотки 4 соединен с первым выходным выводом оптопары 15 и с анодом первого разделительного диода 6, катод которого соединен с концом форсирующей обмотки 3 и коллектором транзисторного ключа 1, эмиттер которого соединен с второй шиной 17 дл подключени источника напр жени , перва шина 16 которого соединена через второй балластный резистор 10 с началом основной обмотки , анодом шунтирующего диода 14 и первым выводом третьего балластного резистора .11, второй вывод которого соединен с катодом шунтирующего диода 14 и первой обкладкой размагничивающего конденсатора 13, втора обкладка которого соединена с вторымThe end of the main winding 4 is connected to the first output terminal of the optocoupler 15 and to the anode of the first separation diode 6, the cathode of which is connected to the end of the forcing winding 3 and the collector of transistor switch 1, the emitter of which is connected to the second bus 17 for connecting a voltage source, the first bus 16 of which connected through the second ballast resistor 10 with the beginning of the main winding, the anode of the shunt diode 14 and the first output of the third ballast resistor .11, the second output of which is connected to the cathode of the shunt diode 14 and the first section Coy demagnetizing capacitor 13, the second plate of which is connected to the second

5 five

0 5 О Q 0 5 About Q

00

5five

выходным выводом оптопар, 15 и с катодом третьего разделительного диода 8, анод которого соединен с первой шиной 16 дл подключени источника напр жени и первым выводом первого балластного резистора 9,второй вывод которого соединен с анодом второго разделительного диода 7, катод которого соединен с началом форсирующей обмотки 3 и первой обкладкой форсирующего конденсатора 12, втора обкладка которого соединена с эмиттером транзисторного ключа , первым входным выводом оптопары 15 и первым выводом резистора 18, второй вывод которого соединен с BTopbw входным выводом оптопары 15 и второй обкладкой конденсатора 19, перва обкладка которого соединена с входной шиной 20 и базой транзисторного ключа 1 .the output of the optocoupler, 15 and the cathode of the third separation diode 8, the anode of which is connected to the first bus 16 to connect the voltage source and the first output of the first ballast resistor 9, the second output of which is connected to the anode of the second separation diode 7, the cathode of which is connected to the beginning of the forcing winding 3 and the first lining of the forcing capacitor 12, the second lining of which is connected to the emitter of the transistor switch, the first input terminal of the optocoupler 15 and the first terminal of the resistor 18, the second terminal of which connects It is not connected with the BTopbw input terminal of the optocoupler 15 and the second plate of the capacitor 19, the first lining of which is connected to the input bus 20 and the base of the transistor switch 1.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При подаче импульсного сигнала на вход устройства транзисторный ключWhen a pulse signal is applied to the input of the device, the transistor switch

1открываетс и форсирующий конденсатор 12, предварительно зар женный через балластный резистор 9 и ра3делительньш диод 7 от источника напр жени , разр жаетс по цепи: форсирующа обмотка 3 импульсного трансформатора 2, открытый переход эмиттер-коллектор транзисторного ключа 1 В выходной обмотке 5 импульсного трансформатора 2 индуктируетс короткий выходной импульс с малой длительностью переднего фронта и большой амплитуды. При этом разделительный диод 6 закрыт и через основную обмотку 4 импульсного транс(1юрматора1, the forcing capacitor 12, precharged through the ballast resistor 9 and a separate diode 7 from the voltage source, opens along the circuit: the boost winding 3 of the pulse transformer 2, the open transition emitter-collector of the transistor switch 1 V, the output winding 5 of the pulse transformer 2 induces a short output pulse with a short duration of the leading edge and a large amplitude. In this separation diode 6 is closed and through the main winding 4 of the pulsed trans (1urmator

2ток- не протекает. Когда напр жение на конденсаторе 12, уменьша сь, достигает определенной величины, через диод 6 включаетс источник напр жени , который обеспечивает протекание тока по цепи: разделительный диод 8, конденсатор 13, балластный резистор 11, основна обмотка 4, раз- делительньй диод 6, открытый переход эмиттер-коллектор транзисторного ключа 1. После того,как конденсатор 13 зар дитс , ток, протекающий через основную обмотку 4, поддерживаетс источником напр жени через балластный резистор 10.2current does not leak. When the voltage on the capacitor 12 decreases, reaches a certain value, a voltage source turns on through diode 6, which allows current to flow through the circuit: separation diode 8, capacitor 13, ballast resistor 11, main winding 4, separation diode 6, open junction emitter-collector of the transistor switch 1. After the capacitor 13 is charged, the current flowing through the main winding 4 is maintained by the voltage source through the ballast resistor 10.

Напр жение основной обмотки 4 меньше напр жени источника на величину падени напр жени на балластных резисторах 10, 11 от протекани приведенного тока нагрузки. За счет этого вольт-секундна характеристика импульсного трансформатора 2 опрдел етс приведенными параметрами нагрузки, а не напр жением источника .The voltage of the main winding 4 is less than the voltage of the source by the amount of voltage drop across the ballast resistors 10, 11 from the flow of the reduced load current. Due to this, the volt-second characteristic of the pulse transformer 2 is determined by the given parameters of the load, and not by the voltage of the source.

При этом обеспечиваетс протекание тока с амплитудой в 2-3 раза меньшей, чем амплитуда форсирующей части импульса.In this case, a current flow with an amplitude of 2-3 times smaller than the amplitude of the boosting part of the pulse is ensured.

Эта величина тока остаетс неизменной до конца запускающего импульса . Образующийс провал в форме тока выходного импульса при суммировании форсирующей и основной части заполн етс током, определ емым зар дом конденсатора 13.This current value remains constant until the end of the trigger pulse. The resulting dip in the form of the output pulse current when summing up the boost and main parts is filled with the current determined by the charge of the capacitor 13.

По окончании действи запускающего импульса транзисторный ключ 1 запираетс , а короткий импульс, сформированный дифференцирующей цепью , состо щей из конденсатора 19 и резистора 18, вызывает протекание тока через светодиод тиристорной оп- топары 15, что приводит к отпиранию фототиристора оптопары 15. Конденсатор 13, разр жа сь по цепи: открытый переход фототиристора, основна обмотка 4 импульсного трансформатора 2, шунтирующий диод 1А, обеспечивает протекание размагничивающего тока. При этом также форсируетс срез заднего фронта выходного импульса. ПослUpon termination of the triggering pulse, transistor switch 1 is locked, and a short pulse formed by a differentiating circuit consisting of capacitor 19 and resistor 18 causes current to flow through the LED of the thyristor optocoupler 15, which leads to unlocking the photo-thyristor optocoupler 15. Condenser 13, Circulating: an open photothyristor junction, the main winding 4 of a pulse transformer 2, a shunt diode 1A, provides a flow of demagnetizing current. At the same time, the cut of the trailing edge of the output pulse is also forced. After

прекращени тока разр да конденсато ра 13 фототиристор оптопары 15 выключаетс .stopping the discharge current of the capacitor 13; the photothyristor of the optocoupler 15 is turned off.

В результате в выходной обмотке 5 импульсного трансформатора 2 формируетс суммарный выходной импульс оптимальной формы с малой длительностью переднего фронта и стабильной длительностью основной части.As a result, in the output winding 5 of the pulse transformer 2, a total output pulse of optimal shape is formed with a short leading edge duration and a stable main part duration.

- -

Claims

Claims A thyristor control pulse shaper amplifier comprising an input bus, a transistor switch, a pulse transformer having an output winding and connected main and boost windings, first and second buses for connecting a voltage source, forcing capacitor, first, second and third separation diodes, shunt diode, first and second ballast pe

ten

five

20

25

thirty

35

40

45

55 transistors, a capacitor, a cutter and terminals for connecting the output of the device, the first bus for connecting the voltage source is connected to the first output of the ballast resistor, and the second to the emitter of the transistor switch, the collector of which is connected to the cathode of the first isolation diode, and the base to the first the capacitor plate, the second output of the first ballast resistor is connected to the anode of the second separating diode, the cathode of which is connected to the beginning of the boost winding and the first plate of the boost capacitor, the second obk Its key is connected to the emitter of the transistor switch, characterized in that, in order to reduce the weight and size parameters, increase the reliability of the device and improve the parameters of the generated pulses, a demagnetizing capacitor, a third ballast resistor and a thyristor optocoupler are inserted into it, and the end of the main winding is connected to the first output terminal of the optocoupler and the anode of the first separation diode, the cathode of which is connected to the end of the boost winding, the first bus to connect the voltage source En with the first output of the second ballast resistor, the second output of which is connected to the beginning of the main winding, the anode of the shunt diode and the first output of the third ballast resistor, the second output of which is connected to the cathode of the shunt diode and the first facing of the demagnetizing capacitor, the second facing of which is connected to the second output output of the opto-coupler and with the cathode of the third separation diode, the anode of which is connected to the first bus for connecting the voltage source, the second bus for connecting the voltage source is connected to a first terminal of the resistor and the first input terminal of the photocoupler, a second input terminal which is connected to the second terminal of the resistor and a second capacitor plate, the first plate of which is connected to an input bus, the output winding of the pulse transformer is coupled with connection terminals for connecting the output device.