高功放高压联锁电路改进与测试
2 CPI高功放高压联锁电路分析及改进
2.1 CPI交流延时器
2.1.1 交流延时器工作原理
交流电刚到延时器时双向可控硅处于断开状态,整流电路工作,整流出的直流电压加到延时控制单元上。当由R延时和C延时组成延时电路延时到时,控制程控定时器送出控制信号给双向可控硅(晶闸管),使其导通,将整流电路正负输出端短路。此时从延时器输入端观察,整流电路输入阻抗很小,近似短路,交流电直接通过整流电路。此后整流电路没有直流电压输出,延时控制单元停止工作。根据双向可控硅导通特性,在其导通后只要通态电流大于维持电流,即使触发信号消失,它仍处于导通状态。延时器将一直处于导通状态。
图3为该交流延时器通断时的电流分析。TR1为双向可控硅,Z等效是从双向可控硅右面向右观察的等效阻抗,其模值很大。本文引用地址://m.amcfsurvey.com/article/192854.htm
当双向可控硅处于断开状态时,a、b两点间向右看观察的阻抗也很大,延时器处于断开状态。延时器断开时间内,假设在某一时刻,a点电压高于b点电压,那么电流从a点流经B1、Z等效以及B3到b点。由于Z等效很小,可以认为a点和b点之间是处于断开状态,电流很小,即延时器处于断路状态,整流器对交流进行整流。适当延时后,双向可控硅被控导通,双向可控硅将Z等效旁路,若a点电压然高于b点电压,则电流从a点流经B1、双向可控硅以及B3到b点。由于双向可控硅导通时阻抗很小,则认为a点和b点之间是处于导通状态,即延时器处于导通状态,整流器没有整流作用。
2.1.2 交流延时器性能参数
型号为49MD06FA的交流延时器其性能参数如下:
(1)加在两端电压:~120 V。
(2)延时时间:0.1~0.7 s可调。
2.2 CPI高压联锁电路设计方案局限性
CPI对船载系统高功放原理图进行了改进。具体改进部分如图2中的加粗虚线部分所示。在K1前加了一个常开点B,在K3两端加了一个常闭点A,它们均由K2控制。STEP START IN到来后,K2的常闭点使K1吸合,K3延时结束使K2吸合,K2控制常开点B接通而将K3旁路,常闭点A断开而将K1断路。这样,在加高压结束后,K1和K3都停止工作,延长了它们的使用寿命。
但这种设计存在一定的局限性,主要是由于用同一个器件K2来控制A点和B点。第一,K2提供不了这么多触点,它只有一个常开点和一个常闭点;第二,即使K2能提供这两个控制点,用同一个接触器K2控制要考虑通断的时序问题。这里的常开点和常闭点是机械关联的,即先断开常闭点A后才能闭合常开点B,就存在一个时间差△t,而机械关联不可能使△t足够小,以至于K2还没来得及断开,常开点B又使K2吸合而保持高压接通。这在逻辑上也是一个错误。
2.3 高压联锁电路改进方案
因此,新改高功放没有按图纸改进,仍然采用原来的高压联锁电路。要使CPI设计方案得以实施,必须对电路进行改进,先让B闭合,然后才能将A断开。
为此,提出两种改进方案。
第一种,把常开点B和常闭点A用机械开关代替。该方案简单,但是自动化程度低,并且加高压和去高压都必须按严格的步骤操作,否则可能损坏设备。即加高压前要先把A接通、B断开,加高压完成后要将A断开、B闭合以保护K1和K3。去高压后要将A接通、B断开,为下一次加高压做好准备,防止不小心损坏设备。
第二种,采用两个小功率的耐压超过~120V的直流继电器。当加高压完成时,由K2控制J1,J1将B闭合而旁路K3,形成STEP START COMPL ETE信号送给高功放微机;同时控制J2,J2通电吸合后使A断开,K1停止工作。该电路结构简单,制作成本低廉,时序逻辑合理,充分利用就近的线路和信号,可以更大限度地缩短K1和K2的工作时间,完全实现了CPI最初的改进设想。该改进方案最大的优点是用廉价且易于采购的器件来保护价格昂贵、难于采购的器件,可以大大降低经济开支,缩短设备维护过程。
两种方案相比,第二种有明显的优势。它不但操作过程简单,而且自动化程度很高,避免了第一种方案中操作不慎可能损坏设备的弊端,是优先考虑的选择方案。
3 延时器测试电路设计及应用
高功放延时器的验证基本方法是将其安装到高功放上,加高压进行试验,观察高压是否能加上,检查其延时功能。该验证方法不但不可靠,而且可能会对高功放其他部件造成损害,引发其他并发故障。一旦出现其他并发故障,故障部位难以定位,故障机理难以分析。针对这种情况,设计了一种测试电路。该电路经济可行,可以定性和定量地检查测量延时器的性能和指标。
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