- •Системы управления
- •Глава I. Функциональные схемы
- •1. Выпрямительно-инверторные преобразователи
- •2. Широтно-импульсные преобразователи постоянного напряжения
- •3. Двухзвенные преобразователи частоты
- •4. Преобразователи частоты с широтно-импульсной модуляцией
- •5. Непосредственные преобразователи частоты
- •6. Преобразователи переменного напряжения
- •Глава II. Системы импульсно-фазового управления
- •1. Показатели сифу
- •2. Фильтры синхронизирующих напряжений
- •1, 2, 3-Го порядков и ссуп-5; д, е - активные -1 и 2-го порядков
- •3. Формирователи длительности
- •Глава III фазосмещающие устройства
- •1. Многоканальные синхронные фсу
- •2. Одноканальные синхронные фсу
- •3. Комбинированные синхронные фсу
- •4. Асинхронные одноканальные фсу
- •5. Принцип развертывающего уравновешивания
- •6. Ячейка фсу с пилообразным развертывающим напряжением
- •7. Ячейка фсу с косинусоидальным развертывающим напряжением
- •8. Ячейка комбинированного фсу
- •9. Ячейка фсу на основе одновибратора
- •10. Устройства цифрового управления
- •11. Функциональные схемы цифровых фсу и фд
- •12. Цифровые фсу и фд на аппаратной основе
- •13. Программная реализация цифровых фсу
- •14. Динамические свойства преобразователей
- •Глава IV усилители мощности управляющих импульсов для тиристоров
- •1. Требования к управляющему импульсу
- •3. Усилитель-формирователь на блокинг-генераторе
- •4. Усилитель мощности управляющих импульсов оптимальной формы
- •5. Усилители мощности с высокочастотным заполнением
- •6. Автогенератор Роера
- •8. Усилитель мощности для запираемого тиристора
- •Глава V. Устройства управления реверсивными преобразователями
- •1. Согласующие входные устройства
- •2. Датчики состояния вентилей
- •3. Логические переключающие устройства
- •Глава VI. Устройства систем управления преобразователями частоты и широтно-импульсными преобразователями
- •1. Общие сведения
- •2. Задающие генераторы
- •3. Распределители управляющих импульсов
- •4. Устройства задержки переднего фронта импульса
- •5. Усилители мощности управляющих сигналов для транзисторов
- •6. Генераторы ведущего сигнала
- •Оглавление
- •Глава I. Функциональные схемы систем управления
- •Глава II. Системы импульсно-фазового управления 15
- •Глава III Фазосмещающие устройства 25
- •Глава IV. Усилители мощности управляющих импульсов
3. Формирователи длительности
Для формирования длительности аналоговыми устройствами используется либо приращение заряда конденсатора (интегрирование тока), либо приращение магнитного потока в индуктивности, которые пропорциональны длительности процесса. В первом случае контролируется напряжение, во втором случае - ток. При этом ток заряда конденсатора или напряжение на индуктивности должны быть либо постоянными, либо изменяться по заранее известному неизменному закону.
Наиболее распространенными устройствами для формирования временных интервалов с невысокой точностью являются одновибраторы, которые после поступления на вход импульса произвольной длительности формируют на выходе прямоугольный импульс (или провал) напряжения заданной длительности. У входного импульса важен только передний фронт, запускающий формирователь длительности (ФД). Под фронтом понимают скачок напряжения или тока от одного уровня к другому вверх (положительный фронт) или вниз (отрицательный фронт).
Наиболее распространены в различных областях техники транзисторные одновибраторы с эмиттерной связью. Однако их существенным недостатком является наличие в паузах напряжения порядка 15...30% от напряжения питания, поэтому в СИФУ используются одновибраторы с коллекторно-базовыми связями, у которых напряжение в паузах практически равно нулю [7, 11]. Одновибратор имеет много других названий: заторможенный мультивибратор, ждущий мультивибратор, заторможенный релаксатор, спусковое устройство, кип-реле и др. Длительность выходного импульса может быть постоянной и регулируемой.
Базовая схема ФД на основе одновибратора с коллекторно-базовыми связями приведена на рис.10,а. Напряжение питания подведено от БП. В исходном состоянии входное напряжение= 0, транзистор VT1 закрыт, конденсаторзаряжен током резистора, транзистор VT2 открыт током резистора, и выходное напряжение ФД. Ток резисторатакже равен нулю.
Передний фронт положительного импульса в моментоткрывает транзистор VT1, напряжениена его коллекторе становится равным нулю (рис.10,б), левая обкладка конденсатора подключается к общей шине, напряжение на базе VT2 становится отрицательным по отношению к его эмиттеру, VT2 закрывается и на выходе ФД появляется напряжение. Это напряжение черезподдерживает транзистор VT1 в открытом состоянии. Далее идет перезаряд конденсаторатоком резистора. Когда обратное напряжение на конденсаторе (справа) превысит напряжение насыще-нияперехода база-эмиттерVT2, он откроется, так как ток резистора переключится в его базу, выходной импульс прекратится, VT1 закроется. В паузу конденсатор зарядится током резисторадо напряжения питания. Напряжение на коллекторе VT1 растет так же по экспоненте, как и напряжение на конденсаторе, превышая его на величину падения напряжения на переходе база - эмиттер VT2.
Во время формирования длительности управляющего импульса напряжение конденсатора изменяется по экспоненте с постоянной времени :
. (9)
При подстановке в (9) значения находим длительность импульса
. (10)
Если подставлять в килоомах ив микрофарадах, то время полу-чается в миллисекундах. Например, задаваясьмс и=15 кОм, найдем=0,047 мкФ.
Для определения величины выходного напряжения необходимо знать вольт-амперную характеристику нагрузки. Обычно нагрузкой является резистор в цепи базы транзистора усилителя мощности, как показано штриховой линией на рис.10,а. В нагрузку входит также сопротивление резистора положительной обратной связи. Результирующее сопротивление параллельно включенных резисторов R=/(+) и выходное напряжение ФД
. (11)
Схему ФД можно упростить, используя вместо VT1 выходной транзистор или выход микросхемы ФСУ, но при этом исключается резистор , и поэтому длительность импульса ФД не может превышать
длительность входного сигнала, поступающего с ФСУ. Вместо можно поставить конденсатор, но в этом случае должно исключаться закрывание VT1 задним фронтом входного импульса. Если в качестве VT2 используется транзистор, эмиттерный переход которого не выдерживает обратного напряжения конденсатора, то в схему добавляются диод и резистор с источником отрицательного напряжения. Таким свойством обладает большинство современных транзисторов. Для точной установки длительности резистордополняется подстроечным резистором.