Устройство для моделирования тиристора — SU 1120370 (original) (raw)
СООЭ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН Ш С 06 С 7/62 ГОСУД АРСПО ДЕЛ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Оф 39.В. Налобин,танов Ленина авиациерго Орджониетельство СССР/62, 1980 ТБ:ННЫЙ КОМИТЕТ СССР ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Уфимский орденонный институт им, Скидзе(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИОДЕЛИРОВА. НИЯ ТИРИСТОРА по авт. св. У 9039 12, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены два масштабных резистора, дополнительный ключ и инвертор, причем выход элемента ИЛИ черезинвертор подключен к управляющему входу дополнительного ключа, выход которо. го через первый масштабный резистор соединен с выходом устройства, первый вход которого через второй масштабный резистор подключен к информационному входу дополнительного ключа и входу апериодического звена.1 1Изобретение относится к вычислительной технике и может быть испальзована при моделировании устройств, содержащих управляемые вентильные преобразователи,По основному авт. св. У 903912известно устройство для моделирования тиристора, содержащее ключ, выход которого подключен к входуапериодическаго звена, выход которого является выходом устройства,источник опорного напряжения, выходам соединенный с первым входомпервого блока сравнения, выход кото.рого подключен к входу инвертара,и триггер, кроме того, устройствосодержит элементы И, элемент ИЛИи второй блок сравнения, первыйвход которого является первым входом устройства, второй вход которого подключен к первому входу первого элемента И, выходом соединенного с первым входом элемента ИЛИ иподключенного к первому входу второ.го элемента И, выход которого соединен с первым входом триггера,выходом подключенного к второмувходу элемента ИЛИ, выход которогосоединен с управляющим входом ключа, информационный вход которогоподключен к первому входу устройства, выход которого соединен со вторым входам первого блока сравнения, выходом подключенного к второму входу триггера, выход инверторасоединен с вторым входом второгоэлемента И, шина нулевого потенциала подключена к второму входу второго блока сравнения, выход которого соедипен с вторым входом первогоэлемента И 11.Недостатком известного устройства является невозможность варьировать наклон одной ветви характеристики вентиля, так как ключ стоитна входе устройства и при его раз-.мыкании моделируется сопротивлениезакрытого тиристора, равное бесконечности, что значительно снижаетточность моделирования реальных вентилей. Кроме этого, высокие коммутационные помехи в момент размыкания ключа приводят к неустойчивойработе модели и снижению точностимоделирования.Цель изобретения - повьнпение точности моделирования.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство введены два120370 2масштабных резистора, дапалнительньп ключ и инвертар, причем выход элемента ИЛИ через инвартар подключен к управляющему входу дополнительного ключа, выход кагораго через первый масштабный резистор соединен с,.выходам устройства, первый вход которого через второй масштабный резистор подключен к инФарма -20253050 ционному входу дополнительнога ключа и входу апериадического звена.На чертеже изображено предлагаемое устройство.Устройство содержит операционныйусилитель 1, резистор 2, конденсатор 3, которые образуют апериадическое звено, дополнительный ключ4, масштабные резисторы 5 и 6,ключ 7, резистор 8, блок 9 сравнения, элемент И 10, элемент И 11,элемент ИЛИ 12, инвертары 13 и 14,блок 15 сравнения, триггер 16, источник 17 опорного напряжения и резисторы 18 и 19,Устройство работает следующимобразом.Когда аналог анаднаго напряжения 11 д отрицателен на выходе блока9 сравнения, а значит не входе элемента И 10 - логический0 , поэтому на выходе элемента И 10 - логический 0 независима ат наличияуправляющих импульсов на втором вхо-, де элемента И 10. Если аналог анод- ного тока О(а) неположителен, что имеет место на непровадящем интервале тиристора, то на выходе блока.15 сравнения, а значит, и на Н-входе триггера 16 - логическая "1", и тиристор оказывается в состоянии Ъ". В такам случае на обоих входах элемента ИЛИ 12 имеют место логические "0", и ключ 7 разомкнут. На входе инвертора 13 - логический 0", а на ега выходе - логическаяи ключ ч замкнут. При соответствующем подборе резисторов 2, 5, б и 8 этот режим соответствует закрытому состоянию тиристора. Если при положительном аноднам напряжении на вход элемента И 10 поступает .управляющий импульс, то на ега выходе и, следовательно, на входе элемента ИЛИ 12 появляется логическая "1", и ключ 7 замыкается, а ключ 4 размыкается, При этом выходное напряжение операционного усилителя 1 Б. и) нарастает па абсолютной величине, причем скорость нарастаСостав Техред ител Т. Фа Редактор О. Юрковецкая Заказ 7745/38 Тираж 698 ВНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул . Проектная, 4 3 11 ния этой величины ограничивается параметрами 1 С -цепочки 2 и 3. Если 0(,а) не достигает величины О(; 1 за время действия управляющего импульса, то ключ 7 размыкается, а ключ 4 замыкается и, следовательно, тиристор не включен. Если же 011 О 1 достигает О(;и,), тона выходе блока 15 появляется логический "0" и на обоих входах элемента И 11, а следовательно, и на его выходе - логические "1". Триггер 16 переходит в состояние "1", и теперь даже при окончании действия управляющего импульса ключ 7 остается замкнутым, а ключ 4 - разомкнутым т.е. тиристор включается.При уменьшении напряжения Б даже когда оно становится отрицательным, триггер некоторое время остается во включенном, состоянии за счет ЭДС самоиндукции индуктивности, включенной с ним последовательно, В предлагаемом устройстве при переходе Б через ноль, аналог тока Ц уменьшается по абсолют(1 а)ной величине медленно за счет заряда конденсатора 3. И тогда, когда эта величина достигнет значения О(,), определяемого пороговым напряжением, блок 15 сравнения переходит в состояние "1", триггер 16 возвращается в состояние "О" и ключ 7 размыкается, а ключ 4 замыкается, Таким образом моделируется выключенное состояние тиристора.В устройстве можно корректировать наклон ветвей вольт-амперных характеристик моделируемых тиристоров, что позволяет повысить точность моделирования.Рассмотрим передаточную функцию известного устройства (апериодического звена). При замкнутом состоя. нии ключа 4,.что моделирует включенное состояние тиристора, передаточная функция равна 2 О 370 4при разомкнутом состоянии ключа 4(тиристор выключен)и(р) = о (2)В предлагаемом устроистве при 5моделировании включенного состояния тиристора (ключ 4 замкнут, аключ 7 разомкнут), передаточнаяфункция имеет вид(1+рй 2 С 3)К 6 ПЯВ при моделировании выключенного сос-тояния тиристора (ключ 4 разомкнут,а ключ 7 - замкнут) 110 12 5ф(р 1- (4)1+ р(й 2 И Я 5) С 33 Й 6Из сравнения формул (1) - (4)следует, что в предлагаемом устройстве можно регулировать наклонобеих ветвей вольт-амперных характеристик тиристоров, в известномустройстве эта возможность отсутствует. При этом угол наклона характеристики можно приблизить к характеристике реального тиристора, чтоповьппает точность моделирования.При работе устройства не происЖходит разрыв замкнутой системы(связь вход-выход не разрывается),это позволяет уменьшить коммутационные помехи и увеличить устойчивость работы модели.За базовый объект принято устройство на основе усилителя ТУОаналоговой вычислительной машиныЭМУ.Предлагаемое устройство. позволяет повысить точность моделированияв 2,5 раза по сравнению с базовымобъектом, снизить вес в 1,5 раза.а габариты - в 1,8 раза.Изобретение позволяет повыситьпроизводительность труда при моделировании вентильных схем за счетуменьшения числа ошибок.Ожидаемый экономический эффектот использования изобретения 250 рубза счет повьппения качества расчета преобразователей,ь В. Рыбиннта, Корректор В. Гирняк