Формування імпульсів управління ключами напівпровідникового перетворювача здійснюється системою імпульсно-фазового управління СІФУ СІФУ перетворювача працює взаємоповязане з його силовою частиною, що визначається необхідними законами управління перетворювача, його захисту та технологічного управління приводним електродвигуном Будь-яка система управління перетворювачем складається з двох частин:

– логічної частини, визначальною алгоритм освіти імпульсів, звязок з алгоритмами блоків захисту і блоків технологічної автоматики

– підсилювальної частини, що здійснює посилення по потужності імпульсів управління силовими ключами (транзисторами або тиристорами) перетворювача, а також потенційний поділ силової схеми і системи управління

Підсилювальна частина формує імпульси управління, які повинні своїми параметрами (тривалістю, амплітудою і крутизною переднього фронту) відповідати параметрам керування силовими ключами перетворювача Наприклад, імпульс, що надходить на затвор / (/ / /-транзистора, повинен виконувати його включення з максимальною швидкодією Для тиристора оптимальним з точки зору зменшення часу його включення і обмеження втрат в ньому від струму управління є імпульс має (рис 61):

– амплітуду струму, не меншу номінального струму управління застосовуваного тиристора

– тривалість, що забезпечує наростання анодного струму тиристора до струму його утримання незалежно від характеру навантаження (практично цей час має бути (уПр> 1 мс)

– крутизну переднього фронту близько 10 А / с або (фр = 0,05 мс

Короткий пік значною амплітуди на початку імпульсу (фр призначений для чіткого включення тиристора з високою швидкодією Наступний за піком «підтримуючий» імпульс дол-дружин забезпечувати знаходження робочої точки вхідний вольт-амперної характеристики тиристора в області гарантованого управління Тривалість імпульсу на рівні струму «підтримки» повинна бути приблизно дорівнює 50 .. 100 мс, і може бути заповнена високочастотним напругою Для збільшення стійкості тиристора до швидкості наростання анодної напруги бажано при вимкненому тиристорі мати на керуючому електроді напруга негативного зсуву ісм = 0,5 .. 1,5 В

Рис 61 Оптимальна форма імпульсу управління тиристором

Така ідеологія застосовується і для управління звичайного транзистора Швидкодія включення напівпровідникового ключа оцінюється часом затримки 1ал і часом включення /ИКЛ Час затримки 1ал – Це час зменшення прямого анодного напруги на ньому з моменту подачі імпульсу управління до моменту, коли пряме напруга на ключі складе 90% його первісного значення Час включення /ИКЛ – Це час зниження зазначеного напруги до 10% початкового його значення і зростання струму в ньому Воно складає одиниці мікросекунд Час затримки і час включення зменшуються при зростанні амплітуди імпульсу управління Чим крутіше передній фронт імпульсу управління, тим швидше встановлюється провідний стан по всій площі вентильного елемента Тому для перетворювачів з великими значеннями зміни анодного струму (dijdt) потрібні імпульси управління великої крутизни, тобто з великими значеннями diynp/dt)

СІФУ перетворювачами можуть бути аналого-імпульсними або цифровими, можуть виконуватися одно-і багатоканальними Останні створюються для багатофазних перетворювачів і мають / м-ідентичних каналів, які формують імпульси управління в необхідній послідовності і з необхідними параметрами Розкид характеристик реальних каналів цієї системи викликає асиметрію кутів управління перетворювачем Цей недолік усувається застосуванням одноканальних систем

Принцип побудови одноканальних систем зменшує число паралельних каналів фазового зсуву вихідних імпульсів, знижує число операцій по перетворенню інформації і підвищує точність перетворення Складність одноканальних систем управління визначається діапазоном регулювання кута проводить стану силового вентиля (ключа) Розглянемо узагальнену структуру одноканальних систем управління (рис 62) Ффункціональнимі елементами узагальненої структурної схеми є пристрій синхронізації УС фазосдвігающій пристрій ФСУ розподільник імпульсів РІ формувач вихідного імпульсу ФИ У систему можуть входити вхідний пристрій ВУ і пристрої узгодження кутів УВУ

рис 62 Загальна структурна схема

Призначення функціональних елементів схеми наступне:

– пристрій синхронізації УС виробляє послідовність імпульсів певної частоти для синхронізації (тактирования) всіх функціональних елементів одноканальної системи управління

– фазосдвігающій пристрій ФСУ перетворює керуючий сигнал в імпульсний сигнал відповідної фази відносно опорних моментів (моментів синхронізації)

– розподільник імпульсів РІ виділяє імпульси із загальної їх послідовності на силові ключі перетворювача відповідно до алгоритму його роботи

формувач імпульсів ФІ формує параметри вихідних імпульсів, що відповідають характеристикам силових ключів

– пристрій узгодження кутів УВУ здійснює погодження фазових положень імпульсів і фазосдвігающего пристрої щодо опорних моментів, а також обмеження граничних кутів

– вхідний пристрій ВУ виконує різні перетворення сигналу управління (наприклад, зусилля, обмеження діапазону регулювання, лінеаризація загальної передавальної характеристики перетворювача і т д)

Формування синхроимпульсов можна здійснити двома способами:

– безпосередньо з напруги опорної частини Uon – Безпосередня синхронізація

– за допомогою автономного генератора, керованого по частоті Частота цього генератора підлаштовується автоматично у функції сигналу, пропорційного фазового рассогласованию, і називається даний спосіб «синхронізація з автопідстроюванням частоти»

Безпосередня синхронізація може здійснюватися у функції миттєвих значень опорного напруги (жорстка синхронізація) або з попереднім інтегруванням опорного напруги (інтегральна синхронізація) Фазовий зсув, який використовує опорні моменти відліку, називається синхронним, а фазовий зсув з незалежним відліком – асинхронним

За способом перетворення безперервного сигналу керування 7 /упр в фазовий зсув а синхронні одноканальні системи діляться на:

– Системи розгортаючого типу, що здійснюють модуляцію першого і другого роду (вертикальні)

– Системи з накопиченням сигналу керування (інтегруються)

Джерело: Бєляєв В П, Шуляк Р І, «Електронні пристрої поліграфічного обладнання», Білоруський державний Технологічний університет, Мінськ, 2011 р