68600 P1010337

I 'klady wyzwalania iyiystorów w przekształtnikach...

Na rysunku 6.1 przedstawiono schemat blokowy układu wyzwalania tyrystorów w przekształtnikach o komutacji sieciowej. W bloku synchronizacji, który składa się zazwyczaj z transformatora obniżającego napięcia i układu detekcji przejścia przez zero, występuje ciąg impulsów synchronizujących o krótkim czasie trwania. Napięcie to steruje (synchronizuje) pracą generatora impulsów liniowo opadających bądź narastających (U_z). Podawane jest na jedno wejście komparatora, natomiast na drugie podaje się napięcie sterujące U_s. Na wyjściu komparatora generowane są impulsy prostokątne (U₃), których czoło zależy od chwili zrównania się napięcia liniowego i sterującego. W ten sposób dokonuje się sterowanie kąta opóźnienia wysterowania tyrystora a poprzez napięcie U_s względem zera napięcia zasilającego. Impulsy z wyjścia komparatora zazwyczaj są skracane w układzie formowania impulsów - w zależności od potrzeb przekształtnika. Ostatnim blokiem układu wyzwalania jest generator impulsów bramkowych, albo zwykły wzmacniacz impulsów, który ma za zadanie wzmocnienie i zapewnienie separacji galwanicznej od wysokiego napięcia na tyrystorze. Separację tę uzyskuje się poprzez zastosowanie wzmacniacza o wyjściu transformatorowym bądź z wykorzystaniem transoptorów.

Realizacja praktyczna poszczególnych bloków wchodzących w skład układu wyzwalania zależy od użytych elementów. W początkowej fazie rozwoju energoelektroniki do wytwarzania układu wyzwalania wykorzystywano tranzystory. Obecnie w tym celu stosuje się wzmacniacze operacyjne i inne układy małej skali integracji, jak prze-rzutniki monostabilne czy komparatory. Niektóre firmy (Siemens BBC) produkują specjalizowane układy scalone, realizujące program sterowania fazowego.

6.1. Generatory impulsów bramkowych

Generatory impulsów bramkowych dostarczają bezpośrednio do obwodu bramkowego tyrystora impulsy o odpowiednim kształcie i parametrach prądowo-napięciowych zapewniających niezawodne załączanie tyrystora. / reguły są to impulsy prostokątne o napięciach

kilku woltów i prądach od kilkunastu do kilkuset miliamperów. Poza tym układ ten powinien zapewnić izolację galwaniczną obwodu sterowania od przekształtnika.

aj

^C)1

O

1102

IZOZ

2

Rys. 6.2. Transformatorowy wzmacniacz impulsów

Na rysunku 6.2 przedstawiono najprostszy wzmacniacz transformatorowy impulsów. Napięcie wejściowe U, steruje tranzystor T. W obwodzie kolektora tranzystora włączone jest uzwojenie pierwotne transformatora. Obwód RCD zabezpiecza tranzystor przed przepięciami. Szybkość narastania zbocza impulsu wyzwalającego dlc/dt zależy od indukcyjności rozproszenia. W celu zmniejszania tej induk-cyjności często wykorzystuje się ferrytowe rdzenie kubkowe. Czas trwania impulsów zależy od indukcyjności magnesowania. Aby uzyskać długie impulsy, należy stosować rdzeń o dużym przekroju. Wadę tę można usunąć w układzie generatora pracującego w systemie „mul-tipuls”. Schemat takiego układu zamieszczono na rysunku 6.3.

Sygnał nośny o częstotliwości około 20 kHz generowany jest przez multiwibrator bądź inny układ generatora. Uzwojenia pierwotne transformatorów bramkowych są zasilane z jednego uzwojenia wtórnego generatora przez sterowane sygnałami wejściowymi jednokierunkowe łączniki tranzystorowe. Ciągi impulsów przechodzących na łączniki wysterowują odpowiednie tyrystory. Dzięki podwyższonej częstotliwości nośnej transformatory bramkowe mają małe wymiary.

105