Стабилизированный преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

СТАБИЛИЗИРОВАЛНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий двухполупериодиБд выпрямитель, входом подключенный к источнику переменного напряжения , цепочку, состоящую из регулирующего тиристора и дросселя, соединенных последовательно, и включенную последовательно в цепь нагрузки, причем катод регулирующего тиристора соединен с минусом выпрямителя, конденсатор фильтра, включенньй парал лельно выходным выводам между свободным концом дросселя и плюсом вьтрямителя , и схему управления регулирующим тиристором, включающую транзистор , делитель напряжения, состоящий из последовательно соединенных резисторов и включенный параллельно выходу выпрямителя, и стабилитрон, анодом соединенный с катодом регулирующего тиристора, отличающийся тем, что, с целью повьшения надежности путем исключения Ложных срабатьшаний управляющей цепи при дребезге контактов в цепи питания , делитель напряжения выполнен в виде двух резисторов и дополнительно введены второй делитель напряжения , состоящ1ш из двух последовательно соединенных резисторов и включен- , ный параллельно выходу выпрямителя, динистор, анодом соединенный с общей точкой соединения резисторов первого делителя напряжения, а катодом - с катодом стабилитрона, эмиттером транзистора, через первьй дополнительно введенный резистор с катодом S регулирующего тиристора, а через второй дополнительно введенньй ..зистор с базой транзистора, защитный диод, анодом соединенный с базой транзистора , а катодом - с общей точкой соединения резисторов второго делителя напряжения, демпфирующий диод, О анодом подключенный к общей точке соединения регулирующего тиристора и дросселя, а катодом - к плюсу вьтрямителя, причем коллектор транзистора соединен с управляющим электродом регулирующего тиристора, а динистор, стабилитрон и резисторы . первого делителя напряжения образуют безынерционньп гистерезисный. узел.

(19) (И) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(51) Н 02 М 217

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3544822/24-07 (22) 28.01.83 (46) 07.05.84. Бюл. -17 (72) Е.Е.Ширякин (53) 621.314.5 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 858189, кл. Н 02 M 7/217, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

9 657548, кл. Н 02 М 7/217, 1977. (54) (57) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕИЕННОГО НАПРЯ)1(ЕНИЯ В

ПОСТОЯННОЕ, содержащий двухполупериодный выпрямитель, входом подключенный к источнику переменного напряжения, цепочку, состоящую из регулирующего тиристора и дросселя, соединенных последовательно, и включенную последовательно в цепь нагрузки, причем катод регулирующего тиристора соединен с "минусом" выпрямителя, конденсатор фильтра, включенный параллельно выходным выводам между свободным концом дросселя и "плюсом" выпрямителя, и схему управления регулирующим тиристором, включающую транзистор, делитель напряжения, состоящий из последовательно соединенных резисторов и включенный параллельно выходу выпрямителя, и стабилитрон, анодом соединенный с катодом регулирующего тиристора, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повьппе=. ния надежности путем исключения лож- . ных срабатываний управляющей цепи при дребезге контактов в цепи питания, делитель напряжения выполнен в виде двух резисторов и дополнительно введены второй делитель напряжения, состоящий из двух последовательно соединенных резисторов и включенный параллельно выходу выпрямителя, динистор, анодом соединенный с общей точкой соединения резисторов первого делителя напряжения, а катодом — с катодом стабилитрона, эмиттером транзистора, через первый дополнительно введенный резистор с катодом регулирующего тиристора, а через второй дополнительно введенньп )..зистор с базой транзистора, защитный диод, анодом соединенный с базой транзистора, а катодом — с общей точкой соединения резисторов второго делителя напряжения, демпфирующий диод, анодом подключенный к общей точке соединения регулирующего тиристора и дросселя, а катодом — к "плюсу выпрямителя, причем коллектор транзистора соединен с управляющим электродом регулирующего тиристора, а динистор, стабилитрон и резисторы . первого делителя напряжения образуют безынерционньп(гистерезисный. узел.

Ф 109)

Изобретение относится к электротехнике и может быть испол:ьэовано как стабилизированный источник питания в автоматике и радиотехнике.

Известны стабилизированные преоб5 раэователи напряжения, которые содержат двухполупериодный выпрямитель, регулирующий тиристор, включенный последовательно с целью нагрузки, и схему управления, обеспечивающую отпирание регулирующего тиристора на спадающих участках полупериодов напряжения питающей сети Г! 3 и 2 3.

Недостатком известных устройств 5 является то, что при дребезге силовых контактов в цепи питания возможны ложные включения регулирующего тиристора, вызывающие увеличение выходного напряжения вплоть до амплитудного 20 значения напряжения питающей сети.

Наиболее близким к предлагаемому является стабилизированный преобразователь переменного напряжения в .постоянное, содержащий двухполупери- 2S одный выпрямитель, входом подключеп— ный к источнику переменного напряжения, цепочку, состоящую из регулирующего тиристора и дросселя, соединенных последовательно, и включенную последовательно в цепь нагрузки, причем катод регулирующего тиристора соединен с "минусом выпрямителя, конденсатор фильтра, включенный параллельна выходным выводам между

I 1 5 свободным концам дросселя и плюсом выпрямителя, и схему управления регулирующим тиристОрОмg включающую транзистор, делитель напряжения, состоящий из последовательно соединен40 ных резисторов и включенный параллельно выходу выпрямителя, и стабилитрон, анодом соединенный с катодом регулирующего тиристора 2).

Известный преобразователь обладает

45 указанным выше недостатком, обусловленным наличием управляющего конденсатора, который начинает разряжаться .через вспомогательный тиристор на управляющую цепь регулирующего тирис 0 тора в результате ложных срабатываний" схемы управления при дребезге силовых контактов.

Ввиду того, что постоянная времени разрядной цепи управляющего конденсасс тора не может быть сделана бесконечномалой, после восстановления проводимости силовых контактов возможен ложный запуск регулирующего тиристора.

289 2

I< тому же в реальнь:х схемах приходится принимать дополнительные меры по ограничению бросков разрядного тока управляющего конденсатора для предохранения управляющей цепи регулирующего тиристора ат перегрузки.

Цель изобретения — повышение надежности и- тем исключения ложных срабатываний управляющей цепи при дребеэге контактов в цепи питания.

Наставленная цель достигается тем, что в стабилизированный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий двухполупериодный выпрямитель, входом подключенный к источнику переменного напряжения, цепочку, состоящую из регулирующе"o тиристора и дросселя, соединенных последовательна, и включенную последовательно в цепь нагрузки, причем катод регулирующего тиристора соединен с "минусом" выпрямителя, конденсатор фильтра, включенный параллельно выходньгл выводам между свободным концам дросселя и "плюсом выпрямителя, и схему управления регулирующим тиристором, включающую транзистор, делитель напряжения, состоящий из последовательна соединенных резисторов и включенный параллельно вьmopy выл::.рямителя, и стабилитрон, анодом соединенный с ка-адом регулируюшего тиристора, делитель напряжения выполнен в виде двух резисторов и дополнительно введены второй делитель напряжения состОящий из двух последовательна соединенных резисто,. ров и включенный параллельно вьходу выпрямителя, динистар, анодом соединенный с общей точкой соединения резисторов первого делителя напряжения, а катодом — с катодом стабилитрона, эмиттером транзистора, через первый дополнительно введенный резистор с катодом регулирующего тиристора, а через второй дополнительно введенный резистор с базой транзистора, защитный диод, анодом соедиhpHíûé с базой транзистора„ а катодам — с. Общей точкой соедйнения резисторов второго делителя напряжения,,цемпфирующии диод, анодом подклю:ченный к общей точке соединения регулирующего тиристора и дросселя, а. катоцом — к плюсу" выпрямителя, причем коллектор транзистора соединен с управляющим электродом регулирующего тиристора, а динистор, стабилитрон и резисторы первого делителя напря1а91289 жения образуют безынерционный гистерезисньп» узел.

На чертеже представлена схема стабилизированного преобразователя переменного напряжения в постоянсноеа

Преобразователь состоит из подклю" ченного к источнику 1 переменного синусоидального напряжения с силовыми контактами 2 выпрямителя 3, па- »О раллельно вьгходу которого включен первый делитель напряжения из резисторов 4 и 5, динистора 6, подключенного анодом к общей точке соединения резисторов 4 и 5, а катодом — к като- 1 ду стабилитрана 7, дополнительных резисторов 8 и 9,. Катод динистора соединен с эмиттером транзистора 1О, через допалнительньп» резистор 8 с базой транзистора 10 и с анодом защитного диода 11, а через дополнительный резистор 9 — с анодом стабилитрона 7. Катод защитного диода 11 соединен с общей точкой соединения резисторов 12 и 13 второго делителя у5 напряжения, включенного параллельно выходу выпрямителя. Кроме того, преобразователь содержит регулирующий тиристор 14, катодом соединенный с анодом стабилитрона 7 и резисторами

9 и 13, а анодом — с анодом демпфирующего диода 15 и дросселем 16, другой конец которого соединен с одним из выходных выводов и одной из обкладок конденсатора 17 фильтра, 35 включенного параллельно выходным выводам. Катод демпфирующего диода 15 соединен с другим выходным выводом для подключения нагрузки 18.

Безынерционный гистерезисный узел

4С

19 образован динистаром 6, стабилитроном 7, резисторами 4 и 5.

Стабилизированный преобразователь переменного напряжения в постоянное работает следующим образом.

Включение безынерционного гистерезис»»ого узла происходит при напряжении большем,чем напряжение стабилизации преобразователя, а выключение при уменьшении питающего напряжения

0 ниже уровня стабилизации.

В установившемся режиме схема работает следующим образом.

При замкнутых контактах 2 переменное синусоидальное напряжение источ с ника 1 поступает на вход выпрямителя, дающего на выходе напряжение удвоенной частоты в форме положительных; .полусинусоид..

Каждую полусинусоиду можно разделить ча дна равных по времени участка — нарастан»»я и спада напряжения.

В начале первого участка через регулирующий тиристар 14 ток не протекает и нагрузка 18 потребляет энергию от ка1»де»»сатора 17, уровень напряже-.. ния на катара" с -,î÷íîñòью цо 11азмаха пульсQItий саОтвеTствg Gт grIIОвHю ст„c б»д»иэац»и. При этом в процессе увели чения напряжения вьп;е уровня с-.= 5=:êëèзацки включается гистереэисныи узел

19.На эмиттер транзкстара 10,являющемся сравнкнаюцим появляется опорноенапряже»»ие Определяемое стаоилитроном

7. Опорное 1»апряжение срав»п»Лается транзистором 10 с частью ныходна "o напряженкя выпрямителя н точке соединения резисторов 12 » !3 второго резисторного делителя. Так как включение гистерезкснаго узла происхоцит при напряжении вьппLÐ урОння стабилк:- адик, ср а»» 11:»даю»ций транзистор остается запертым и включения регулируюцега тиркстора не происходит.

Б процессе уменьшения напряжения на участке cïàäà в некоторый момент вр.".:е ги напряжед1»е на средней точке вт::рога реэкс орнаго делителя оказывается ниже Опорного, защитный диод

11 с:eut< IITCF в прямом направлении, Tp, ;:"=-катар 10 открывается, подключая упран дя нщи11 электрод регул»»рующего т..р IOTopa 14 к выходу гистерезиснага уз. .; Ре г " л1101сь15öFII» ТНрНсТОр 1 4 Отпи реет=я, к через ;pocce»II 16 подключается конденс.-1тор 17 фильтра к выходу

СИЛОВОГО ВЫПО,с>II»T,ПЯ 3 ° ПР01»СХОДИТ сравнительно быстрый падзаряд конденСс1ТОРа 1 / До 1»набХОДИМОГÎ УРОВНЯ

".ocëcä:÷ot!åe автоматическое выключение тигисTopa 14, так как напряжение полусинусаиды становится меньше напряжения на каиденсаTope 17, После снижения питающего напряжения до vpoBHFI выключения гистерезисно1-а узла 19 схe""à ноэьращается в исходное состояние и в последующие

ПалсУПЕРИОДЫ ЦИКЛ РабатЫ ПОВТОРЯЕТСЯe

Если кратковременные обрывы цепи питания в результате дребезга контактов .. происходят на участке нараста 1 ния нагряжения до момента включения гистсэре31»с1»ага узла 1 9, ТО Они не влияют на дальнейшую работу схемы, Кратковременные обрывы цепи пита-. ния при напряжении вьппе урання включения гистерезистого узп" f9 также

I 091289

ВИИИПИ Зажав 3095/51 тидаИ 667 ПоПннсное

Фющад ППП Патент ° г. Ужгород, уя.Проектная,4 не вызывают ложных отпираний регулирующего тиристора 14, так как схема управления не имеет накопителей энергии и восстанавливает свое состояние одновременно с восстановлением цепи 5 ,питания.

Дребезг контактов 2 на участке спада при напряжении ниже уровня включения гистерезисного узла приводит к пропуску никла подзаряда конденсатора 17 в текущем полупериоде, е. так как гистерезисный узел 19 выключается и схема управления не может запустить регулирующий тиристор 14.

Процессы, протекающие в схеме:.. 15 управления нри включении преобраэователя, аналогичны процессам при восстановлении цепи питания после кратковременного обрыва.

Уровень стабилизации преобраэова" 20 теля устанавливается соотношением резисторов 12 и 13.

Применение безынерционного гистерезисного узла в схеме управления 25 предлагаемого преобразователя позволяет полностью обеспечить работоспособность при дребезге контактов в цепи питания.

Например, при использовании в качестве источника 1 стандартной однофаэной сети переменного тока 220B +

+ 103 50 Гц, уровень стабилизации известного и предлагаемого устройств может быть установлен в пределах от

15В до 270В. В этом случае при ложных срабатываниях регулирующего тиристора в преобразователе, выполненном по известной схеме, максимальное выходное напряжение может достигать 3408. Гсли установлен нижний порог стабилизации, то рабочее напряжение конденсатора фильтра должно быть по крайней мере в 20 раэ вьппе минимально необходимого, а в цепь нагрузки должен быть включен элемент защиты, задерживающий максимальное напряжение перегрузки.

Использование предлагаемого устройства позволяет отказаться от специальных мер по подавлению дребезга контактов в цепи питания и защите нагрузки от недопустимо высокого выходного на-, пряжения. а также применять конденсаторы фильтра на номинальное напряжение.