Регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное

 

„„ Ц„„1709478 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК роз Н 02 М 6/267

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.

1 (21) 4795395/07 . (54) РЕГУЛИРУЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (22) 29 .12.89, . ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕ(45) 30,01.92. Йолл44, . МЕННОЕ

p1) Научно-производственное объединение .. (67) Изобретение относится к злектротехни"Вакууммашприбор" ке. Цель изобретения — повышение КПД. (72) Л.А,Костин и В.А.Комков . - : - Последовательно с тиристором 2 регулируе(53) 621.314 (088.8) ..:: . мого преобразователя переменного напря(66) Справочник по преобразовательной- .жения в переменное включен пороговый технике. /Под ред. И,М.Чиженко, Киев . Тех- .. ключевой элемент 8. Падение напряжения ника, 1978, с.213..: - - на ключевом пороговом элементе 8 обеспеКублановский Я.С, Тиристорнь1е устрой-:: чивает заряд конденсатора 7 при открытом ства, М.; Радио и связь, 1987, с. 102.,: тиристоре 2. Это позволяет уменьшить мощность, потребляемую блоком 3 управления из сети при закрытом тиристоре 2, и, следовательйо, повысить КПД. 5 ил,, 3 1709478, . 4

Изобретение .относится к регулированию переменного напряжения на нагрузке при помощи тиристора и может найти применение в портативных. регуляторах малой и средней мощности в бытовой и промыш ленной аппаратуре, например в регуляторах освещения.

Наиболее близким к предлагаемому является тиристорный регулятор переменного . тока, содер>кащий диодный выпрямитель-. ный мост, диагональ переменного тока которого через выводы для подключения. нагрузки соединена с выводами для подключения сети переменного тока, тиристор, анод которого подключен к положительному выводу диагонали постоянного тока диодного выпрямительного моста, блок управления, выход которого соединен с управляющим электродом тиристора, резистор, включенный между анодом тиристора и положительным выводом питания блока управления, отрицательный вывод питания которого соединен с катодом тиристора.

Недостатком известного преобразователя является то, что мощность, поступающая в блок управления, не соответствует необходимой величине, При закрытом тиристоре мощность, необходимая в блоке уп. равления, минимальна, так как не требуется формирования управляющих. импульсов, при открытии, тиристора она определяется мощностью формируемого управляющего импульса и не зависит от угла открытия.

Поступающая же через резистор в блок управления мощность максимальна при закрытом тиристоре и минимальна при открытии тиристора в начале полуПериода питающего напряжения. Это противоречие приводит к повышенному расходу мощно-, сти в резисторе и в блоке управления.

Целью изобретения является повышение КПД преобразователя переменного напряжения в переменное.

Укаэанная цель достигается тем, что в регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное, содержащий диодный выпрямительный мост, диагональ переменного тока которого через выводы для подключения нагрузки соединена с выводами для подключения сети переменного тока, тиристор, анод которого подключен к положительному выводудиагонали постоянного тока диодного выпрямительного моста, блок управления, выход которого соединен с.управляющим электродом тиристора, резистор, включенный ме>кду анодом.тиристора и положительным выводрм питания блока управления, отрицательный вывод питания которого соединен с катодом тиристора, введены первый и второй диоды, конденсатор и пороговый ключевой элемент, при этом пороговый ключевой элемент включен между катоддм ти. ристора и отрицательным выводом

5 диагонали постоянного тока диодного выпрямительного моста, катод первого диода соединен с положительным выводом питания блока управления, анод первого диода соединен с катодом второго диода и первым

10 выводом конденсатора, второй вывод которого подключен к отрицательному выводу диагонали постоянного тока диодного выпрямительного моста, а анод второго диода соединен с отрицательным выводом пита15 ния блока управления, На фиг.1 приведена схема регулируемого преобразователя переменного напряже, ния в переменное; на фиг.2-5- временные диаграммы напряжений.

20 Регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное содержит диодный выпрямителы ь«й мост 1, диагональ переменного тока которого через выводы для подключения нагрузки соедине25 на с выводами для подключения сети пере- менного тока, тиристор 2, анод которого подключен к положительному выводу диагонали постоянного тока диодного выпрямительного моста 1, блок 3 управления, выход

30 которого соединен с управляющим электродом тиристора 2, резистор 4, включенный между анодам тиристора 2 и положительным выводом питания блока 3 управления, отрицательный вывод которого соединен с

35 катодам тиристора 2, первый 5 и второй 6 диоды, конденсатор 7 и пороговый ключе-. вой элемент 8;;й включен между катодом тиристора 2 и отрицательным выводом диагонали постоянного тока дйод40 ного выпрямительного моста 1, Катод первого диода 5 соединен с положительным выводом питания блока 3 управления, а анод — с катодом второго диода 6 и первйм выводом конденсатора 7, второй вывод ко45 торого подключен к отрицательному выводу диагонали постоянного тока диодного выпрямительного моста 1. Анод второго диода

6 соединен с отрицательным выводом питания блока 3 управления.

50 Регулируемый .преобразователь пере, менного напряжения в переменное работает следующим образом.

При закрытом тиристоре 2 напряжение на его аноде соответствует питающему на55 пряжению. Сопротивление резистора 4 выбрано таким, что ток, поступающий через него в положительный вывод питания блока

3 управления, обеспечивает питание блока.

3 управления в режиме с отключенной нагрузкой и накопление в нем энергии, доста3709478

30

40 точной для того, чтобы сформировать один (первый) импульс, когда это будет необходимо по условиям управления.

В оп ределенный момент времеви(когда необходимо подать напряжение на нагрузку кн) блок 3 управления выдает первый импульс управления в цепь управляющего электрода тиристора 2. Тиристор 2 открывается, напряжение на аноде порогового ключевого элемента 8 поднимается и одно- -10 временно через диоды 6 и б заряжается конденсатор 7 до напряжения открытия порогового ключевого элемента 8. Последний открывается и остается открытым, как и тиристор 2, до конца полупериода питающего напряжения. При этом напряжение от конденсато а 7 через первый диод 5 поступает на положительный вывод питания блока 3 управления для формирования следующего импульса. В последующие полупериоды питающего напряжения процесс повторяется.

На фиг.2 приведены диаграммы напряжений на аноде тиристора 0, на фиг.3 — на нагрузке 0н, на фиг.4 — на управляющем электроде тиристора Uy, на фиг.б — на ключевом пороговом элементе U» в зааисимости от времени для некоторого промежуточного фазового. угла открытия, Амплитуда импульса Ок определяется напряжением открытия порогового ключевого элемента и не зависит от фазового угла otкрытия, В регулируемом преобразователе в рабочем режиме энергия, необходимая для формирования импульсов управления тиристаром, поступает в блок управления через диод 5 порциями, не зависящими от, фазо вого угла управления. В режиме с отключенной нагрузкой, когда напряжение на нагрузку не подается и импульсы управления тиристором 2 не вырабатываются., питание блока 3 управления производится только через резистор 4 от анода тиристора

2 током,, необходимым для работы блока 3 управления в режима с отключенной нагрузкой и для накопления, необходимой для формирования первого импульса управленияя. Расходуемая при этом мощность может быть малой, Таким образом, мощность, подаваемая в цепь питания блока 3 управления, согласована с мощностью, необходимой во всех режимах работы регулятора, что обеспечивает его высокий КПД. ,Предлагаемый регулируемый преобразователь может быть положен в основу при. создании тиристорных регуляторов пере-. менного тока малой и .средней мощности.

Таким образом, предлагаемый регулируемый преобразователь, позволяет повысить КПД эа счет потребления от питающей сети минимальной мощности во всех режимах работы, Формула изобретения

Регулируемый преобразователь . переменного напряжения в переменное, содержащий диодный выпрямительный мост, диагональ переменного тока которого через выводы для подключения нагрузки соединена с выводами для подключения сети переменного тока, тиристор, анод которого подключен- к положительному выводу диагонали постоянного тока диодного выпрямительного моста, блок управления, выход которого соединен с управляющим электродом тиристора, резистор, включенный меж-. ду анодом тиристора и положительным выводом питания блока управления, отрицательный вывод питания которого соединен с катодом тиристора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения КПД, в него введены первый и второй диоды, конденсатор и пороговый ключевой элемент, при этом пороговый ключевой элемент включен между катодом тиристора и отрицательным выводом диагонали постоянного тока диодного выпрямительного моста, катод первого диода соединен с положительным выводом питания блока управления, анод первого диода соединен с катодом второго диода и первым выводом конденсатора, второй вывод которого подключен к отрицательному выводу диагонали постоянного тока диодного выпрямительного моста, а анод второго диода соединен с отрицательным выводом питания блока управления.

1709478

Фон

Составитель Л.Костин

Техред ММоргентал Корректор А,Осауленко

Редактор А,Лежнина.Заказ 434 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКЩ СССР

113635, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 161