Стабилизатор постоянного напряжения

Стабилизатор постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Р4СтГтбЛИК

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

K АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЗЬСТВУ

gi>845151 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.07.79 {21) 2803040/24-07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 070781, Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 07. 07. 81

Р1)М. Кл.з

G 05 F 1/64

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621 316 .722.1 (088.8) (54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО. НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для построения регуляторов и стабилизаторов постоянного напряжения.

Известно устройство для стабилизации напряжения источников постоянного тока преобразователем постоянного тока в переменный P1), где используется статический преобразователь, подключенный по цепям питания через регулятор к клеьмам источника постоянного тока. Вторичная обмотка выходного трансформатора этого преобразователя подключена на вход выпрямителя, который включен выходом согласно и последовательно в плюсовую цепь источника.

Недостатком этого устройства является то, что режим стабилизации осуществляется лишь в том случае, когда напряжение источника не превышает требуемый уровень напряжения стабилизации.:

Наиболее близким к предложенному стабилизатору является стабилизатор постоянного напряжения Г2(, содержащий подключенный к источнику питания преобразователь постоянного напряжения в переменное с выходным трансформатором, вторичная обмотка которого подключена к двухтактному выпрямителю на тиристорах, включенному последовательно и согласно с источником питания, блок управления, выходы которого соединены с управляющими электродами тиристоров, а входс измерительным органом выходного напряжения стабилизатора, и индуктивно-емкостной выходной фильтр.

Недостатками такого устройства является невозможность осуществления полной модуляции напряжения первичного источника при напряжении на нагрузке меньшем напряжения этого источника и слишком большая глубина частичной модуляции напряжения первичного источника при напряжении

2О на нагрузке, большем напряжения этого источника, что приводит к увеличению массы и габаритов LC-фильтра.

Кроме того, наличие дросселя, включенного последовательно с тиристорами, ухудшает условия отпирания последних.

Целью изобретения является расширения функциональных возможностей стабилизатора и-улучшение его массо30 габаритных показателей.

845151

Это достигается тем, что стабилизатор снабжен дополнительным тирисхором, который подключен к выходу тиристорного выпрямителя так, что его катод соединен с положительным зажимом этого выпрямителя, а управляющий ,электрод соединен с выходом блока управления, дополнительным конденсатором и диодом, подключенными параллельно входу индуктивно-емкостного фильтра. 10

На фиг. 1 изображена схема предложенного.стабилизатора; на фиг.2 и 3 — диаграммы, поясняющие его ра.боту.

Стабилизатор содержит преобразователь. напряжения 1 с выходным трансформатором 2, вторичная обмотка 3 которого подключена к двухтактному выпрямителю на тиристорах 4,5,включенному согласно и последовательно с источником 6, блок управления 7 20 тиристорами, измерительный орган напряжения 8, индуктивно-емкостной фильтр на дросселе 9 и конденсаторе

10, включенный на выходе стабилизатора к выходу тиристорного выпрями 25 теля подключен дополнительный тирис тор 11, а параллельно входу индуктивно-емкостного фильтра подключены дополнительный конденсатор 12 и диод 13. . Для пояснения принципа работы предлагаемого стабилизатора рассмотрим два режима: напряжение источника больше требуемого уровня стабилизации U > Uo и напряжение источника меньше уровня стабилизации 0п 4, 0с °

Пусть Uä ) U . В этом случае исполнительнйй орган стабилизатора (тиристоры 4,5 и 11) должен осуществлять периодическое подключение 40 источника 6 к входу фильтра, т.е. работать в режиме модулятора ширины импульсов. Такой режим обеспечивается блоком управления 7, при этом на тиристор 11 постУпают импУльсы управления 0 в течение каждого полупериода напряжения U преоб(разователя 1, как это показано на фиг.2б и 2а соответственно. При поступлении импульса напряжения 0аз на управляющий элекхрод тиристора 11 последний открывается и направление источника 6 прикладывается к входу фильтра. Одновременно происходит заряд конденсатора 12, который способствует надежному открытию тиристора даже нри малой длительности,управляющеГо импульса U Для закрытия тиристора 11 в конце каждого полупериода блок управления 7 формирует . сигнал 0э или Оэ (фиг.2в), преду- 4О сматривающий момент изменения полярности напряжения 0 на величину времени, достаточную для заряда кон-, денсатора 12 до уровня напряжения

:0„ + 0,5 0щв. Это время опережения подачи импульса 0 (U ) сравнительно невелико, так как йостоянная времени заряда конденсатора 12 мала (заряд происходит практически мгновенно). Процесс закрытия тиристора

11 начинается с момента открытия тиристора 4 или 5, так как к тиристору 11 будет приложено запирающее напряжение полуобмотки 3, как это показано на фиг.2г. Пусть закрытие тиристора 11 произошло при открытии тиристора 4. Для обеспечения нормальной работы исполнительного органа стабилизатора в режиме модулятора ширины импульсов тиристор 4 должен быть закрыт в конце полупериода.его закрытие произойдет вследствие того что к нему будет приложено напряжение в запирающем направлении, равное алгебраической сумме напряжений источника 6, верхней части полуобмотки 3 (фиг.1) и конденсатора 12.

Эпюры напряжений на конденсаторе 12 и тиристорах 4 и 5 представлены соответственно на фиг.2 д,е,ж. AHaJIOгичные процессы происходят в следующем полупериоде и т.д. Стабилизация напряжения на выходе фильтра обеспечивается наличием обратной связи (измерительный орган напряжения .8 — блок управления 7). Блок управления преобразует отклонение выходного напряжения от заданного значения во временной сдвиг импульсов управления тиристором 11.

Рассмотрим режим работы исполнительного органа стабилизатора для случая, когда U c Uo . В данном режиме схема стабилйзатора осуществляет управляемый режим вольтодобавки, что обеспечивается сумми-. рованием напряжения источника 6 с напряжением 0„ вторичной обмотки

3 выходного трансформатора 2; В отличие от ранее рассмотренного режима работы тиристоров 4,5 и

11 при U „ <0 с блока управления

7 на тиристор 11 подается непрерывный сигнал, а на тиристоры 4 и 5 в виде импульсов поочередно на тот тиристор, который при открытии обеспечивает суммирование напряжений источника 6 и вторичной полуобмотки 3. В этом случае для стабилиеации выходного напряжения блок управления 7 обеспечивает временной сдвиг импульсов управления тиристррами 4 и 5 и коммутация последних происходит при изменении полярности напряжения вторичной обмотки 3 естественным путем. Эпюры напряжений представлены на фиг.3.

Иэ рассмотрения графика, .приведенного на фиг.3, следует, что при

0 с U происходит частичная мои дуляцйя напряжения на входе индуктивно-емкостного фильтра.

Вследствие этого к входу фильтра стабилизатора периодиЧески будет

845151

Яеа / прикладываться напряжение, величина которого скачкообразно изменяется от величины напряжения U< источника до значения U + 0,5 О, что показано на фиг. Зж. Поэтому для сведения пульсаций на выходе стабилизатора до заданного значения поS требуется фильтр с меньшими значениями индуктивности и емкости.

Таким образом, в данном стабилизаторе повышается надежность коммутации . тиристоров исполнительного органа и улучшаются массогабаритные показатели фильтра.

Формула изобретения

Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий подключенный к источнику питания преобразователь постоянного напряжения в переменное с вы- Щ ходным трансформатором, вторичная обмотка которого подключена к двухтактному выпрямителю на тиристорах, включенному последовательно и согласно с источником питания, блок управления, выходы которого соединены с управляющими электродами тиристоров, а вход - с измерительным органом выходного напряжения стабилизатора, и иидуктивно-емкостной выходной фильтр, о т л и ч à ю ы и и с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей стабилизатора и улучшения его массогабаритных показателей, стабилизатор снабжен дополнительным тиристором, который подключен к выходу тиристорнбго выпрямителя так, что его катод соединен с положительным зажимом этого выпрямителя, а управляющий электрод соединен с выходом блока управления, дополнительным конденсатором и диодом, подключенными параллельно входу индуктивно-емкостного фильтра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 322768, кл. G 05 F 1/12, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

9 181688, кл. G 05 F 1/56,1964.

845151 т

0 р

1 3

Рияд

Редактор Т. Загребельная

Заказ 4167/4 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4 ф

О

Уи

1 4

Ю 0

Ъ

g д

Составитель В. Цишевский

Техред,З,Фанта Корректор Г. Назарова

Тираж 940 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5