Стабилизированный выпрямитель

 

Сущность изобретения1 устройство состоит из силового трансформатора 1, диодно-тиристорного моста. К крайним выводам обмотки трансформатора 1 подключены последовательно соединенные первая 9 и вторая 10 RC-цепи блока управления 11, параллельно конденсаторам включены соответственно первый 12 и второй 13 диоды. Аноды диодов 12 и 13 подсоединены к общей точке RC-цепей, которая через третий диод 14 подключена к отрицательному выводу источника питания, к которому подключен эмиттер ключевого транзистора 15. База ключевого транзистора 15 подключена к общей шине RC-цепей 9 и 10, а коллектор соединен со средней точкой третьей RC-цепи 16, резистор которой свободным выводом подключен к источнику стабилизированного напряжения через резистор 17, а к неинвертирующему входу компаратора 18 непосредственно. Свободный вывод конденсатора третьей RC-цепи 16 подключен к отрицательному выводу источника питания . Инвертирующий вход компаратора 18 соединен со средней точкой резистивного делителя 19, крайними выводами подсоединенного к отрицательному и положительному выводам источника питания . Выход компаратора 18 соединен с первым входом элемента совпадения 20, вторым V Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s Н 02 М 7/12

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

О 4

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4892532/07 (22) 20.12.90 (46) 1 5.12.92. Бюл, N. 46 (71) Научно-производственное объединение автоматизации и систем управления железнодорожного транспорта (72) Д.А.Коган, М.М.Молдавский и E.Н.Соломатина (56) Справочник "Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры".

Под.ред. Г.С,Найвельта, М.: Радио и связь;

1985, рис.7.24.

Авторское свидетельство СССР

N 723739, Н 02 Ы 7/12, 1978. (54) СТАБИЛИ3ИРОВАННЪ|Й ВЫПРЯМИТЕЛЬ (57) Сущность изобретения: устройство со: стоит из силового трансформатора 1, диодно-тиристорного моста. К крайним выводам обмотки трансформатора 1 подключены последовательно соединенные первая 9 и вторая 10 RC-цепи блока управления 11, параллельно конденсаторам включены со Ы 1781797 А1

2 ответственно первый 12 и второй 13 диоды.

Аноды диодов 12 и 13 подсоединены к общей точке RC-цепей, которая через третий диод 14 подключена к отрицательному выводу источнйка пйтания, к которому подключен эмиттер ключевого транзистора 15.

База ключевого транзистора 15 подключена к общей шине RC-цепей 9 и 10, а коллектор соединен со средней точкой третьей

RC-цепи 16, резистор которой свободным выводом подключен к источнику стабилизированного напряжения через резистор

1.7, а к неинвертирующему входу компаратора 18 непосредствейно, Свободный вывод конденсатора третьей RC-цепи 16 подключен к отрицательному выводу источника питания. Инвертирующий вход компаратора

18 соединен со средней точкой резистивного делителя 19; крайними выводами подсоединенного к отрицательному и положительйому выводам источнйка питания. Выход компаратора 18 соединен с первым входом элемента совпадения 20, вторым

1781797 входом соединенного с выходом импульсно го генератора 21, а выходом через инвертор

22 и элемент согласования 23 с управляющим электродом управляющего тиристора

24. Управляющий тиристор 24 соединен с

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам преобразования переменного напряжения в постоянное стабилизированное напряжение.

Известна схема однофазного управляющего устройства с фазосдвигающей

RC(Rl)-цепью, содержащая многообмоточный вспомогательный питающий трансфор матор TVI и трансформаторное управление

TV2 для гальванической развязки и согласования. Импульсы напряжения управления тиристорами выпрямителя-стабилизатора подаются с выходов.

Недостатком схемы однофазного управляющего устройства является отсутствие элементов обратной связи, а кроме того большое число технологически сложных в изготовлении трансформаторов.

Наиболее близким к заявленному устройству является стабилизированный преобразователь, включающий силовой трайсформатор, диодно-тиристо рный мост, имеющий в двух смежных плечах диодь1,.а в QBQx других — тиристоры, диагональю переменного тока подключенных ко вторичной обмотке трансформатора, а диагональю постоянного тока через фильтр к нагрузке постоянного тока и блок управления, состоящий из блока питания,"соединенного с генератором и компаратором и управляющего тиристора и трансформатора.

Однако к недостаткам данного устройства. следует отнести достаточно большое число трансформаторов и вспомогательных обмоток в силовом трансформаторе.

Целью изобретения является упрощение устройства за счет сокращения числа

" моточных изделий;

Поставленная цель достигается тем, что блок управления снабжен первой, второй, третьей и четвертой RC-цепями, резистивным делителем напряжения, элементом совпадения, инвертором, элементом согласования первым и вторым диодами, резистором, первой и второй резистивнодиодными цепями, причем первая и вторая

RC-цепи подключены к крайним выводам вторичной обмотки силового трансформатора, параллельно конденсаторам RC-цепи положительный выводом источника питания и через четвертую RC-цепь 25, первую

26 и вторую 27 резистивно-диодные цепи с управляющими электродами тиристоров 4 и

5 диодно-тиристорного моста. 1 ил, включены, соответственно, первый и второй диоды, анодами подсоединенными к общей точке RC-цепей, подключенной через третий диод к отрицательному выводу источни5 ка питания, к которому подключен эмиттер ключевого транзистора, при этом база ключевого транзистора подключена к общей шине первой и второй RC-цепей, а коллектор соединен со средней точкой третьей RC10 цепи, резистор которой свободным выводом подключен к источнику стабилизированного напряжения через резистор, а к неинвертирующему входу компаратора непосредственно, а свободный вывод конден15 сатора третьей RC-цепи подключен к отрицательному выводу источника питания, при этом инвертирующий вход компаратора соединен со средней точкой резистивного делителя, крайними выводами подсоеди20 ненного к отрицательному и положительному выводам источника питания, а выход компаратора соединен с первым входом элемента совпадения, вторым входом соединенным с выходом импульсного генера25 тора, а выходом через инвертор и элемент согласования с управляющим электродом управляющего тиристора, причем управляющий тиристор соединен с положительным выводом источника питания и через четвер30 тую RC-цепь, первую и вторую резистивнодиодные цепи с управляющими электродами тиристоров диодно-тиристорного моста.

Сопоставительный анализ с прототи35 пом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием новых элементов и соединением этих элементов между собой, а также другими элементами, согласно прилагаемой схемы, что позволяет значительно

40 упростить устройство.

Таким образом, можно сделать вывод, что заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна".

При проведении патентных исследо45 ваний не были обнаружены технические решения, обладающие признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, благодаря которым можно обойтись без специальных вспомогательных трансфор1781797 маторов и дополнительных обмоток в силовом трансформаторе.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявленное техническое решение обладает существенными отличиями.

Сущность предполагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором "приведена структурная схема устройства.

Оно состоит из силового трансформато- 10 ра 1, диодно-тиристорного моста, имеющего в двух смежных плечах диоды 2 и 3, а в двух других — тиристоры 4 и 5, которые диагональю переменного тока подклачены к вторичной обмотке трансформатора 1, диагональю постоянного тока через фильтр 6 к нагрузке. При этом катоды диодов 2 и 3 через резистор 7, а аноды тиристоров 4 и 5 через диод 8 соединены со средней точкой вторичной обмотки силового трансформато- 20 ра 1. К крайним выводам обмотки трансфор- . матора 1 подключены последовательно соединенные первая 9 и вторая 10 RC-цепи блока управления 11. Параллельно конденсаторам первой 9 и второй 10 RC-цепей подключены соответственно первый l2 и вторщй 13 диоды, анодами подсоединенными к общей точке первой 9 и второй 10

RC-цепей, которая через третий диод 14 подключена к отрицательному выводу "нагрузки источника питания (на чертеже не показано позицией), к которому подключен эмиттер ключевого транзистора 15, причем база последнего подключена к общей шине

9 и второй 10 RC-цепей, а коллектор — соединен со средней точкой третьей 16 RC-цепи, резистор которой своббдным выводом подключен к источнику стабилизированного напряжения Чст. через резистор 17, а к неинвертирующему входу компаратора 18 непосредственно. Свободный вывод конденсатора третьей 16 RC-цепи подключен к отрицательному выводу источника питания, Инвертирующий вход компаратора 18 соединен со средней точкой резистивного делителя 19, крайние выводы которого подключены соответственно к отрицательному и положительному выводам источника питания. Выход 18 соединен с первым входом элемента совпадения 20, второй вход которого соединен с выходом импульсного генератора 21. Выход элемента совпадения

20 через инвертор 22 и элемент согласования 23, состоящий из резистора, конденсатора, трансформатора и диода, соединен с управляющим электродом управляющего тиристора 24, Управляющий тиристор 24 соединяет положительный вывод источника питания через четвертую 25 RC-цепь и первую 26 и вторую 27 резистивно-диодные це25

55 пи, с управляющими электродами тиристоров 4 и 5 диодно-тиристорного моста, Работа устройства осуществляется следующим образом.

От переменного напряжения вторичной обмотки трансформатора 1 через диод 8 поочередно отпираются диоды 2 и 3. При одной полуволне напряжения через открытый диод 2, нагрузку второй 13 и третий 14 диоды, резистор второй 10 RC-цепи проходит полуволнэ синусоидального тока, когда мгновенное напряжение на вторичной обмотке превышает встречное включенное постоянное"найряженйе на йагрузке. В конце полупериода напряжения третий 14 диод закрывается, а через первую 9 RC-цепь и цепь база-эмиттер ключевого транзистора

15 проходит импульс заряда конденсатора первой 9 RC-цепи от источника питания постоянного напряжения. Импульсом совпадающим с задним фронтом .полупериода перемейного напряжения отпирается ключевой транзистор 15, При встречной полуволне напряжения через открытый диод 3 проходит полуволна синусоидального тока через нагрузку, первый 12 и третий 14 диоды и резистор первой

RC-цепи. В конце полупериода, когда третий 14 диод закрывается через резистор второй 10 RC-цепи и цепь база-эмиттер ключевого транзистора 15, проходит отпирающий его импульс, Таким образом ключевой транзистор 15 отпирается в конце каждого полупериода переменного напряжения.

При отпирании транзистора 15 цепью коллектор-эмиттер.- разряжается конденсатор третьей 16 RC-цепи. Питание этой цепи, осуществляется от йсточ ника стабилизированного напряжения Ч Ст., так что на неинвертирующий вход компаратора 18 с резистивного делителя 19 подается нормированное пилообразное напряжение.

На инвертирующий вход компаратора

18 со средней точки резистивного делителя

19 подается напряжение обратной связи, снимаемое с нагрузки. На выходе компаратора 18 формируется положительный импульс, когда мгновенное значение пилообразного напряжения становится больше напряжения обратной связи. При уменьшении напряжения на нагрузке длительность импульса увеличивается, приближаясь к началу полуволны синусоидального напряжения, С выхода компаратора 18 импульсы подаются на первый вход элемента совпадения 20, на второй выход которого поступают высокочастотные положительные импульсы с выхода генератора 21. Генератор 21 служит для формирования на выходе

1781797 элемента совпадения 20 серии импульсов, которой обеспечивается управляемость ти-ристорами 4 и 5 стабилизированного преобразователя, если передний фронт импульса с выхода компаратора 18 выходит за область управления.

С выхода элемента совпадения 20 импульсы инвертируются инвертором 22 и через элемент согласования 23 подаются на управляющий электрод тиристора 24. Тиристор 24 открывается и от вторичной обмотки трансформатора 1 через один из диодов 2 или 3, в зависимости от.полярности полупе" "рйода напряжения, проходит импульс заряда четвертой 25 RC-цепи конденсатора через первую 26 и вторую 27 резистивно-диодные цепи на управляющий электрод соответствующего тиристора 4 или 5. Таким образом, использование предполагаемого

" устройства позволит повысить надежность работы стабилизированного преобразователя за счет исключения моточных изделий, которые вызывают частые отказы в работе.

Формула изобретения

Стабилизированный выпрямитель, включающий силовой трансформатор, диодно-тйристорный мост, имеющий в двух смежных плечах диоды, а в двух других— тиристоры, диагональю переменного тока подключенный к вторичной обмотке трансформатора; а диагональю постоянного тока через фильтр к нагрузке и блок управления, включающий импульсный генератор, управляющий тиристор, компаратор, источник питанйя, источник стабилизированного напряжения, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства за счет сокращения числа моточных изделий, блок управления снабжен первой, второй, третьей и четвертой RC-цепями, резистивным делителем напряжения, элементом совпадения, инвертором, элементом согласования, первым и вторым диодами, резистором, первой и второй резистивно-диодными цепями, причем первая и вторая RC-цепи подключены к крайним выводам вторичной обмотки силового трансформатора, параллельно конденсаторам RC-цепей включены соответственно первый и второй диоды, анодами, подсоединенными к общей точке

RC-цепей, подключенной через третий диод к отрицательному выводу источника питания, к которому подключен эмиттер ключевого транзистора, при этом база ключевого

15 транзистора подключена к общей точке первой и второй RC-цепей, а коллектор соединен со средней точкой третьей RC-цепи, резистор которой подключен свободным выводом к источнику стабилизированного напряжения, через резистор, а к неинвертирующему входу компаратора непосредственно, а свободный вывод конденсатора

20 третьей RC-цепи подключен к отрицательному выводу источника питания, при этом инвертирующий вход компаратора соединен со средней точкой резистивного делителя, крайними выводами подсоединенного к отрицательному и положительному выводам источника питания, а выход компарато25

30 ра соединен с первым входом элемента совпадения, вторым входом соединенным с выходом импульсного генератора, а выходом через инвертор и элемент согласования с управляющим электродом управляющего тиристора, причем управляющий тиристор

35 соединен с положительным выводом источника питания и через четвертую RC-цепь, первую и вторую резистивно-диодные цепи с управляющими электродами тиристоров

40 диодно-тиристорного моста.

Составитель М.Молдавский

Техред М.Моргентал Корректор И.Шулла

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4280, . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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