Стабилизированный выпрямитель

Стабилизированный выпрямитель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И т- А И И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалистические

Республик (6I ) Дополнительное н авт. свид-ву з (22) 3a s eHo 07.06.78 (21) 2625365/24-07 (5 I ) М. Кл. с присоединением заявки,%(л 05 F 1/56

9еударетввииый комитет

СССР ио делам изеаретеиий и втарытий (23) П риоритет—

Опубликовано 15 07.80, Бюллетень %26 (53) УДК621.316. .722.1(088.8) Дата опубликования описания 15.07.80 (72) Авторы изобретения

В. Я. Гавриленко и В. В. Петров (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в цепях питания различной радиотехнической аппаратуры.

Известно устройство, содержащее в си-5 ловой цепи тиристоры и фильтр, а в схеме управления - генератор опорного напря-. жения, синхронизированный переменным входным напряжением, схему совпадения и узел сравнения с усилителем сигнала

10 рассогласования (1) .

Недостатком известного устройства является узкий диапазон фазового регулирования (30-150 ). другим недостатком этого устройства является большая рассе15 иваемая мощность на. ограничивакхцем резисторе генератора опорного напряжения так как синхронизация последнего осуществляется от высокого переменного напряжения питающей сети.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является изобретение, содержащее трансформатор с первичной обмоткой, подключенный к входным зажимам, вторичной обмоткой, подключенной через тиристорный выпрямитель и сглаживающий фильтр к выходным зажимам, и вспомогательной обмоткой, подключенной ко входу вспомогательного выпрямителя, формирователь синхронизированных импульсов входом подключенный к выходу вспомогательного выпрямителя, RC-цепь из последовательно соединенных зарядного резистора и конденсатора, подключенного резистором к выходу вспомогательного выпрямителя, а точкой соединения резистора и конденсатора со входом сравнивающего элемента, выход которого подключен к управляющим электродам тиристорного, и с выходом усилителя обратной связи, вход которого подключен к .выходным зажимам

$2$ .

Недостатком этого устройства являет ся узкий диапазон фазового регулирования (порядка 30-150 ).

Кроме того на краях диапазона регулирования возникает асимметрия отпирающих сигналов и из за асимметрии протекающих

3 7483 через тиристоры токов в выпрямленном напряжении появляются переменные составляющие, частота которых ниже частоты основной гармоники пульсацией выпрямленного напряжения.

Llemü изобретения — расширение диапазона фазового регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизированном выпрямителе формирователь синхронизированных импульсов выполнен в виде триггера Шмитта, выход которого подключен через введенную цепь из последовательно соединенных первого диода и ствбилитрона к точке соединения резистора и конденсатора RC-цепи, при этом введен усилительный каскад, включающий в себя два реэистивных делителя, и конденсатор первый делитель подключен одним концом к общей шине, другим = к выходу вспомогательного выпрямителя, а средней точкой к базе транзистора, второй делитель подключен к общей шине и вспомогательному выпрямителю через стабилизатор напряжения, а средней точкой к эмиттеру и через конденсатор к обшей ши-25 не, s через введенный второй диод к выходу формирователя синхронизированных импульсов, коллектор транзистора подключен к точке соединения резистора и конденсатора RC-цепи, причем формирователь синхронизированных импульсов, усилитель обратной связи, дополнительный усилительный каскад и сравнивающее устройство подключены по цепи питания .к выходу вспомогательного выпрямителя через ста» билйзатор :напряжения.

На фиг. 1 представлена принципиальнаа схема предложенного стабилизированного выпрямителя; на фиг. 2 — диаграмма на пряжений, поясняющая его работу.

Принципиальная схема стабилизированного выпрямителя (см, фиг. 1) содержит трансформатор 1, первичная обмотка 2 которого подключена к входйым зажимам, вторичная обмотка 3 через последователь- 45 но соединенные тиристорный выпрямитель

4 и сглаживающий фильтр 5 подкщочена к выходным зажимам, а вспомогательная обмотка 6 подкщочена ко входу вспомогательного выпрямителя 7. RC-цепь 8 из последовательно соединенных зарядного резистора и конденсатора подкщочена к выходу вспомогательного выпрямителя 7, а средней точкой одновременно соединена со входом сравнивающего элемента 9 и с выходом усилителя обратной связи 10.

Выход сравнивающего элемента 9 подкщочен к управляющим электродам тиристор81 ного выпрямителя 4. Выход усилителя 10 подключен к выходным зажимам. Формирователь синхронизированных импульсов 11 входом подключен к выходу вспомогательного выпрямителя 7, а выходом подключен через цель 12 из последовательно соединенных диода и стабилитрона к средней точке — цепи 8. В дополнительно введенном усилительном каскаде 13 транзистор

14 входом подключен к выходу вспомогательного выпрямителя 7, коллектором— к средней точке ЯС-цепи 8, а эмиттером одновременно подключен через конденсатор 15 к общей шине и через диод 16 к выходу формирователя синхронизированных импульсов 11. Усилитель 10, дополнительный транзисторный каскад 13, формирователь синхронизированных импульсов 11 и сравнивающий элемент 9 подключены по цепи питания к выходу вспомогательного выпрямителя 7 через стабилизатор напряжения 17 °

Стабилизированный выпрямитель работает следующим образом.

Исполнительным элементом цепи регулирования напряжения при работе от сети переменного тока является тиристорный

I выпрямитель 4. Принцип регулирования напряжения на выходе предлагаемого выпрямителя заключается в изменении фазы фронта отпирающего сигнала относительно переменного напряжения питающей сети.

Момент отпирания тиристоров измеряется углом отпирания. Угол отпирания тиристоров автоматически изменяется в зависимости от величины напряжения источника переменного тока и тока нагрузки. В результате на нагрузке поддерживается заданное постоянное напряжение с определенной точностью.

Формирование отпираюшего сигнала происходит следующим образом. При переходе сетевого напряжения через нуль формируются короткие синхроимпульсы. Эти импульсы формируются на выходе формирователя синхронизированных импульсов 1 1, выполненного по схеме триггера Шмиттв, на входе которого от дополнительной обмотки 6 трансформатора 1 через дополнительный выпрямитель 7 подается выпрямленное напряжение. В момент времени (черт. 2) действия синхроимпульса выходной транзистор триггера Шмитта открыт и через него и цепь 12 из последовательно соединенных стабилитрона и диода разряжается конденсатор КС-цепи

8. Разряд конденсатора происходит до миФ

Мимального значения напряжения пьедеста6

Стабилизированный выпрямитель, содержащий трансформатор с первичной обмоткой подключенной к входным зажимам, вто) ричной обмоткой, подключенной через тиристорный выпрямитель и сглаживающий фильтр к выходным зажимам, и вспомогательной обмоткой, подключенной ко входу

5 7483 ла Q, (черт. 2) которое задается

2ГЫп цепью 12. После окончания синхроимпульса (момент времени tg ) происходит быстрый заряд конденсатора RC-цепи 8 от напряжения т . до напряжения пьедестаЪ пi п па 9 определяемого усилителем 10,, вы 1 полненной, например, на делителе напряжения, опорном элементе, усилителе постоянного тока и развязывающем диоде. Введение в схему минимального уровня напряже-1О ния Р г ;., „до которого ограничивается разряд конденсатора RC-цепи 8, позволяет сократить потери времен на заряд этого конденсатора в начале полупериода, а вместе с этим расширить диапазон фазового регулирования в сторону уменьшения углов отпирания тиристоров. llanee заряд конденсатора РС-цепи 8 происходит от напряжения обмотки 6 выпрямленного вспомогательным выпрямителем 7. Форма напряжения на конденсаторе имеет косинусоидальный закон. В момент времени tg npu равенстве напряжения на конденсаторе КСцепи 8 и напряжения переключения (черт. 2) задаваемом сравнивающим устройством

9, выполненном, например, на однопереходном транзисторе и импульсном трансформаторе, с выхода последнего на управляющие электроды тиристоров тиристорного выпрямителя и подается отпирающий сигнал. ПриЗр этом напряжение с входных зажимов через первичную обмотку 2, трансформатора 1, вторичную обмотку 3, тиристорный выпрямитель 4 и сглаживающий фильтр 5 передается на выходные клеммы. Во время дей 5 ствия отпираюшего сигнала конденсатора— цепи разряжается, а после окончания действия отпираюшего сигнала происходит его заряд.

Работа стабилизированного выпрямите ля в режиме, например, малых токов нагрузки характеризуется углом отпирания о тиристоров, близким к 180 С. В этом случае в предлагаемом устройстве осуществляется коррекция формы косинусоидально-45 го напряжения на конденсаторе РС-цепи

8 с момента времени (черт. 2), что соответствует углу отпирания тиристоров порядка 150 . Коррекция формы напряжения на конденсаторе RC-цепи 8 осуществляется

50 за счет его подэаряда с момента времени через транзистор 14 транзистор4 ного каскада 13 от стабилизатора напряжения 17 выполненного, например на резисторе, стабилитроне и конденсаторе. НаУ

55 чало заряда t задается параметрами

4 транзисторного каскада 13 и вспомогательного выпрямителя 7. В начале полупе81 6 риода транзистор 14 транзисторного каскада 13 закрыт, так как его управляющий переход зашунтирован конденсатором 15, разряженным в течение времени t< — t т действия синхроимпульса через диод 16 и выходной транзистор формирователя синхронизированных импульсов 11, т.е. до момента времени 6 4 транзисторный каскад 13 не оказывает воздействия на конденсатор RC-цепи 8. Коррекция формы косинусоидального напряжения на конденсаторе КС-цепи 8 позволяет расширить диапазон фазового регулирования в сторону увеличения углов отпирания тиристоров практичес ки до 180 . о

Эффективность предлагаемого стабилизированного выпрямителя по сравнению с прототипом заключается в расширении диапазона фазового регулирования практически от 0 до 180О. Диапазон регулирования расширен за счет того, что формирователь синхронизированных импульсов обеспечивает короткие синхроимпульсы с крутыми фронтами (в прототипе трапецеидальные фронты), между которыми формируется косинусоидальное напряжение на конденсаторе КС-цепи, время на заряд которого в начале полупериода уменьшено за счет того, что начинается с фиксированного уровня (в прототипе с нуля), а в кон win це полупериода напряжение на конденсаторе RC-цепи корректируется, что позволяет осуществлять работу стабилизированного выпрямителя при больших углах отпирания тиристоров (в прототипе форма напряжения на конденсаторе RC-цепи имеет горизонтальный практически падающий характер, что не позволяет осуществлять работу при больших углах отпирания тиристоров).

Расширение диапазона фазового регулирования позволяет при малых углах отпирания тиристоров полнее испольэовать по мощности силовой трансформатор, а при больших углах отпирания тиристоров — расширить диапазон изменения выходного напряжения в сторону его уменьшения.

Формула изобретения

7 7483 вспомогательного выпрямителя, формиро- ватель синхронизированных импульсов, входом подключенный к выходу вспомогательного выпрямителя RC-цепь иэ последовательно соединенных зарядного резистора и конденсатора, подключенного резистором к выходу вспомогательного выпрямителя, с точкой соединения резистора и конденсатора соединен со входом сравнивающего элемента, выход которого подключен к уп- щ равляккцим электродам тиристорного выпрямителя, и с выходом усилителя обрат-, ной связи, вход которого подключен к выходным зажимам, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью расширения диана- 1 зона фазового регулирования, в нем формирователь синхронизированных импульсов выполнен в виде триггера Шмитта, выход которого подключен через введенную цепь из последовательйо соединенных первого 2а диода и стабилитрона к точке соединения резистора и конденсатора КС-цепи, при этом введен усилительный каскад, включающий в себя два резистивных делителя и конденсатор, первый делитель подключен 25

81 8 одним концом к общей шине, другим — к, выходу вспомогательного выпрямителя, а средней точкой к базе транзистора, второй делитель подключен к общей шине и вспомогательному выпрямителю через стабилизатор напряжения, а средней точкой к эмиттеру и через конденсатор к общей шине, а через введенный второй диод к выходу формирователя синхронизированных импульсов, коллектор транзистора подключен к точке соединения резистора и конденсатора ЯС-цепи, причем формирователь синхронизированных импульсов, усилитель обратной связи, дополнительный усилительный каскад и сравнивающее устройство подключены по цепи питания к выходу вспомогательного выпрямителя через стабилизатор напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

И 410369, кл. G- 05 F- 1/44.

2. Тиристоры. Технический справочник.

Под ред, Лобунцова, М., Энергия", 1971, с. 322.

748381 ег

®2 min ер еа

<8 mi n

Фиг. Я

ЦНИИПИ Заказ 4355/12 Тираж 956 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, уп. Проектная, 4