SU1418865A1

SU1418865A1 - Устройство дл управлени силовым транзисторным ключом

Info

Publication number: SU1418865A1
Application number: SU874190665A
Authority: SU
Inventors: Александр Леонидович Абалаков; Николай Маркович Дворак; Константин Борисович Носов; Ида Петровна Ларионова
Original assignee: Кемеровский технологический институт пищевой промышленности
Priority date: 1987-02-03
Filing date: 1987-02-03
Publication date: 1988-08-23

Abstract

Изобретение относитс к преобразовательной технике, в частности к схемам управлени силовыми полупроводниковыми приборами, и может быть использоваио дл построени силовых транзисторных ключей, потенциально изолированных от системы управлени . например, в статических преобразовател х частоты. Целью изобретени вл етс упрощение конструкции и повышение надежности устройства за счет снижени напр жени на дополиитель- ных трансформаторах. Цель достигаетс тем, что основной трансформатор Д ис- пользуетс в качестве разделительного трансформатора дл передачи сигнала с формировател импульсов меньшей длительности при наличии управл ющего сигнала и большей длительности при его отсутствии на селектор длительности импульсов, формирующий сигнал отпирани силового транзистора 9 при наличии импульсов меньшей длительности и сигнала запирани силового транзистора 9 при наличии импульсов большей длительности, а также в качестве трансформатора питани элементов селектора длительности импульсов 6. I з.п. ф-лы, 3 ил. ГГ i СЛ С оо оо Oi ai Cpv2.1

Description

Изобретение относитс к преобразовательной технике, в частности к схемам управлени силовыми полупроводниковыми приборами, и может быть использовано дл построени силовых транзисторных ключей потенциально иэолированнък от системы управлени , например, дл использовани в статических преобразовател х частоты.

Цель изобретени - упрощение конструкции и повышение ладежности.

На фигi1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 - схема селектора длительности импульсов; на фиг.З - схема формировател узких импульсов при наличии управл ющего сигнала и широких импульсов при его отсутствии;

1 элемента И-НЕ 20 соединен с входом R триггера 19, первый вход соединен с выходом инвертора 17, а его выход соединен с входом R триггера 19, неинвертирующий выход которого подклюна фиг,4 - временные диаграммы работы формировател импульсов; на фиг.5-2о - первичной обмотке второго до- времеиные диаграммы работы селекто- полнительного трансформатора 8, а инвертирующий выход триггера 19 соединен с третьим входом первого элемента И-НЕ 18.

25 Формирователь 2 содержит второй одновибратор 21, выполненный на третьем 22 и четвертом 23 элементах И-НЕ, п тый элемент И-НЕ 24 и выходной транзистор 25, коллектор которо30

ра длительности импульсов.

Устройство (фиг,О состоит из генератора 1 пр моугольных импульсов, формировател 2 узких импульсов при наличии управл ющего сигнала и щиро- ких импульсов при его отсутствии, первый вход которого, соединен с выходом генератора 1, второй вход соединен с шиной.3 сигнала управлени , а выход соединен с первичной,обмоткой основного трансформатора 4, вторичные обмотки которого соединены с входом управл емого выпр мител 5 и с входами селектора 6 длительности импульсов . Управл ющие входы управл емого выпр мител 5 соединены с вторичными обмотками дополнительных трансформаторов 7 и 8, а выход управл емого вьтр мител 5 предназначен дл подключени к входу силового транзистора 9. Выходы селектора 6 длительности импульсов подключены к первичным обмоткам дополнительных трансформаторов 7 и 8, Управл емый вьтр митель 5 образован первым 10, вторым 11, третьим 12 и четвертым 13 тиристорами, соединенными в два ти- ристорных ключа.

35

го соединен с первичной обмоткой основного трансформатора 4. Вторые входы третьего и четвертого элементов И-НЕ 22 и 23 соединены с выходом генератора пр моугольных импульсов 1 и шиной 3 сигнала управлени соответственно.

Первый вход п того элемента И-НЕ 24 соединен с выходом генератора 1, его второй вход соединен с выходом второго одновибратора 21, а выход соединен с входом выходного транзистора 25.

Устройство работает следующим образом .

На шину 3 сигнала управлени (фиг.4) поступает сигнал 26, а с выхода генератора i пр моугольных импульсов на вход формировател 2 поступают j пр моугольнь е импульсы 27,

40

имеющие длительность , , При уровУстройство также содержит после довательно соединенные выпр митель 14 и ф11пьтр 15, Выход фильтра 15 соединен с выводами питани селектора 6 длительности импульсов с первичными

- 50

не сигнала 26, равном логическому А что соответствует сигналу на

О

выключение стшового транзистора 9, выходное напр жение 28 второго одно- вибратора 21 имеет посто нный урообмотками дополнительных трансформа- - S вень логической 1 и выхопной транторов 7 и 8, а вход BI/ф мител 14зистор 25 ф трмиров гел 2 переключасоедине с второй вторичной обм ткой

ocHOBHoi o трансфор( 1атора 4.

етс 1-гмпульсами 29 длительностью ,. При поступлении сигнала на включение

Селектор длительности импульсов (фиг.2) содержит первый одновибратор 16, выход которого соединен с входом инвертора 17 и первым входом первого элемента И-НЕ 16, выход которого подключен к первичной обмотке первого дополнительного трансформатора 7. Вход первого одновибратора 16 вл етQ с входом блока 6 и соединен с первой вторичной обмоткой основного трансформатора 4, с вторьпи входом первого элемента И-НЕ 18 и с входом R триггера 19. Второй вход второго

элемента И-НЕ 20 соединен с входом R триггера 19, первый вход соединен с выходом инвертора 17, а его выход соединен с входом R триггера 19, неинвертирующий выход которого подклюо - первичной обмотке второго до- полнительного трансформатора 8, а инвертирующий выход триггера 19 соединен с третьим входом первого элемента И-НЕ 18.

0

5

Устройство работает следующим образом .

0

50

имеющие длительность , , При уров1

О

зистор 25 ф трмиров гел 2 переключаетс 1-гмпульсами 29 длительностью ,.. При поступлении сигнала на включение

силового трангшстора 9 длительность выходных импульсов 30 формировател 2 мен етс . В этом случае на шине 3 сигнала управлени присутствует на-

пр жение 26, имеющее уровень логической 1, второй одновибратор 21 формирует длинные отрицательные импульсы 29, которые после суммировани на п том элементе И-НЕ 24 с импульсами 27 генератора 1 определ ют длительность v выходных импульсов 29 формировател 2.

Работа селектора 6 длительности импульсов основана на сравнении длительности f импульсов 29 и входных импульсов 30 посто нной длительности : вырабатываемых первым одновибратором 16. При выполнении услови Г г 2 Г, на выходе второго элемента И-НЕ 20 по вл ютс отрицательные импульсы 31, переключающие т риггер, при этом на вторичной обмотке дополнительного трансформатора 8 формируютс импульсы 32 управ- лени . Импульсы 33 управлени формируютс на вторичной обмотке дополнительной трансформатора 8 при обратном переключении триггера 19 входными импульсами 29,

При выполнении услови i ,,i/C fj выходное напр жение 34 триггера 19 равно нулю, а выходное напр жение 35 первого элемента И-НЕ 18 повтор ет форму входных импульсов 29. При этом на вторичных обмотках дополнительного трансформатора 7 формируютс импульсы 36 и 37 управлени .

Выходные импульсы 29 длительность i , или L1 формировател 2 трансфор- мируютс основным трансформатором 4 в последовательность положительных и отрицательных импульсов, поступающих на вход управл емого выпр мител 5. На управл ющие входы пар тиристоров 10, 12 и 11, 13 через дополнительные трансформаторы 7 и 8 поступают импульсы 34-37 управлени , сформированные селектором 6 длительности импульсов . Пол рность посто нного напр же- ни 38 на выходе упракп емого выпр мител 5 определ етс состо нием пар тиристоров 10, 12 и 11, 13.

Если импульсы 29 имеют длительность 1. , то селектор 6 длительно- сти импульсов вьфабатывает импульсы 36 и 37 управлени , поступаюгоге на управл ющие входы тиристоров 10 и 12 Тогда выходное напр жение 38 управл ечг1го пмпр мител 5 имеет положительную пол рность и силово)1 транпис- тор 9 открыт. При длительности импульсов 29, равной , , 6 длительности импульсов формирует импульсы 34 и 35 управлени , поступающие на управл ющие входы тиристоров 11 и 13. Выходное напр жение 38 управл емого выпр мител 5 имеет отрицательную пол рность, что обеспечивает надежное запирание силового транзистора 9.

Питание элементов блока 6 осуществл етс путем выпр млени и фильтрации выпр мителем 14 и фильтром 15 переменного напр жени , снимаемого с вторичной обмотки основно-го трансформатора 4, и, таким образом, исключаетс необходимость в испо.льзовании дополнительного потенциально изолиро - ванного источника питани , что повышает надежность устройства.

Повьпиение надежности устройства достигаетс и за счет того, что потенциальна разв зка шины 3 сигнала управлени от высокого потенциала силового транзистора 9 и его нагрузки осуществл етс всего лишь одним основным трансформатором 4, а дополнительные трансформаторы 7 и 8 используютс только дл исключени взаимовли ни тиристоров 10-13 управл емого выпр мител 5. Разность потенциалов на обмотках дополнительных трансформаторов 7 и 8 определ етс низким напр жением эмиттер-база силового транзистора 9, что позвол ет снизить требовани к качеству изол ции обмоток и, таким образом, упростить конструкцию дополнительных трансформаторов, и повысить надежность устройства в целом.

Claims

1. Устройство дл управлени силовым транзисторным ключом, содержащее генератор пр моугольных импуль-- сев, основной трансформатор,управл емый выпр митель, входы которого соединены с одними выводами вторичных обмоток основного трансформатора, дргие выводы которых объединены и предназначены дл соединени с эмиттером транзистора ключа, выход выпр мител пред)1азначен дл подключени к базе транзистора ключа, и дпа пополнительных трансформатора, вторимные обмотки которых соединены с управл ющими нходами управл емого выпр мител , отличающеес тем, что, с целью повьШ1ени надежности и упрощени конструкции, введены формирователь узких импульсов при наличии управл ющего сигнала и широких импульсов при его отсутствии, селектор длительности импульсов и последовательно соединенные выпр митель и фильтр, причем вход селектора длительности импульсов соединен с выводами одной из вторичных обмоток основного трансформатора, выход широких импульсов селектора длительности импульсов соединен с первичной обмоткой первого дополнительного трансформатора , а выход узких импульсов - с первичной обмоткой второго дополнительного трансформатора, вход выпр мител соединен с выводами одной из обмоток основного трансформатора, вход формировател узких импульсов при наличии управл ющего сигнала и широких импульсов при его отсутствии соединен с выходом генератора пр моугольных импульсов, выход соединен с первичной обмоткой основного трансформатора , а выход фильтра подключен к входу питани селектора длительноI8R6S6

с:ти импульсов и к пе.рвичшлм cifiMorKaM дополнител ных трансформаторов.

2, Устройство по п.1, о т л и ч а- ю щ е е с тем, что формирователь узких импульсов при наличии управл ющего сигнала и широких импульсов при его отсутствии содержит первый элемент 2И-НЕ, первый вход которого соединен с выходом генератора пр мо- угольных импульсов, дифференцирующую RC-цепочку, вход которой соединен с выходом первого элемента 2И-НЕ, второй элемент 2И-НЕ, первый вход которого подк.пючен к выходу дифференцирующей RC-цепочки, второй вход вл етс управл ющим входом, формировател узких импульсов при наличии управл ющего сигнала и широких импульсов при его отсутствии, выход соединен с вторым входом первого элемента 2И-НЕ, третий элемент 2И-НЕ, первый вход которого соединен с выхо- дом второго элемента 2И-НЕ, второй вход соединен с выходом генератора пр моугольных импульсов, выходной транзистор, база которого соединена с выходом третьего элемента 2И-НЕ, а коллектор соединен с первичной обмоткой основного Т1)ансформатора,

ь

Фиг. 2

Фиг.З

ФигЛ

за

фиг. 5