Системы управления на основе тиристоров. Формирователь – усилитель прямоугольных импульсных сигналов.

На основе различных видов тиристоров могут быть выполнены все функциональные узлы СУ: 1)синхронизирующие устройства,2)формирователи тактовых импульсов,

3)генераторы импульсов с заданными параметрами, 4)логические устройства,

5)устройства сравнения различных величин (пороговые устройства),

6)формирователи и усилители импульсов выходных каскадов.

Решающими факторами в пользу применения тиристоров могут стать:1) простота и надежность схем,2) совместимость с конструктивными узлами СУ, выполненными на других элементах, 3)меньшая чувствительность к внешним помехам, 4)высокие допустимые параметры по току и напряжению и др.

Формирователь-усилитель прямоугольных импульсных сигналовРис.1

Основным элементом является запираемый тиристор VS2 (рис.1).

Его включение и выключение обеспечиваются одним импульсом тока отрицательной полярности по отношению к катоду, поступающим на зажим «Вход».

При отсутствии входного сигнала тиристор VS1 и запираемый тиристор закрыты и формирователь не потребляет энергии от источника питания.

При поступлении входного сигнала на управляющий электрод тиристора VS2 по цепи: VD2 – управляющий электрод VS2-Rн-R3 тиристор включается и на нагрузке формируется фронт выходного импульса.

После включения тиристора VS2 к аноду диода VD1 оказывается приложенными два напряжения: 1)положительное напряжение источника питания через резистор R1,

2)и отрицательное напряжение Uвх через резистор R2.

Диод VD1 закрыт, пока выполняется условие

где Rг – внутреннее сопротивление генератора входных сигналов.

Поэтому до окончания воздействия входного импульса напряжения диод VD1 смещен в обратном направлении и напряжение на управляющий электрод тиристора VS1 не поступает.

При прекращении входного импульса диод VD1 переходит в проводящее состояние и, если R1<(U-UT )IT , тиристор VS1 включается.

В результате сопротивление нагрузки оказывается зашунтированным, запираемый тиристор выключается, обеспечивая формирование среза выходного импульса напряжения (тока).

Схема возвращается к исходному состоянию.

При постоянном напряжении источника анодного питания форма выходных импульсов напряжения близка к прямоугольной (импульс 1 на рис.2).

Рис.2

В большинстве своем современные тиристоры нечувствительны к форме управляющего сигнала, так как их полупроводниковая структура содержит собственный усилитель входных импульсов. Форма импульсов может быть прямоугольной (1), трапецеидальной (2), треугольной (3), экспоненциальной (5) (рис.2).

При заданной длительности управляющего тока его амплитудное значение ограничивается допустимой мощностью, рассеиваемой на управляющем электроде. Поэтому, если длительность импульса определяется условиями нарастания анодного тока до тока включения IL и ее уменьшить нельзя, необходимо изменить форму импульсов.

Характерным для всех этих импульсов является высокая скорость нарастания фронта, уменьшение тока по мере увеличения длительности импульса.