Тиристорный преобразователь
О П И С А Н И Е 389497
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
3 а виси мое от авт. свидетельств а №
Заявлено 08.11.1971 (№ 1618604/24-7) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 05.Ч11.1973. Бюллетень № 29
Дата опубликования описания 13.XI.1973
М. Кл. б 05f 1/64
Н 02m 3/14
Государственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
УДК 621.3 1.6.722.1(088,8) Авторы изобретения
В. С. Брыков, А. Ф. Белоусов, 3. С. Лещинская и А. В. Черкесии
" С r-С - УЗНАЯ
Украинский заочный политехнический институт, -,--,„,-„.- .„и, : л
Заявитель
ТИРИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
С ИМПУЛЬСНО-НЕПРЕРЫВНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ
ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ
Изобретение относится к устройствам преобразовательной техники.
Известны тиристорные стабилизаторы, содержащие тиристорный исполнительный орган, выполненный на базе Моргана. Стабилизация напряжения на нагрузке в таких схемах осуществляется цепью обратной связи, которая следит за уровнем включения тиристора, регулируя частоту повторения импульсов, включающих тиристор. Тиристор выключается дросселем насыщения. Для нормальной работы схемы в ней предусмотрено несколько выключателей для пуска или выключения.
Схема стабилизированного источ ника постоянного тока с использованием прерывателя
Моргана или существующих его разновидностей имеет следующие недостатки: а) контроль схемы управления одного уровня (включения), что может быть источником огибки регулирования среднего значения при значительных вариациях входного напряжения; б) значительная погрешность регулирования по среднему значению; в) ограниченный диапазон изменения входного напряжения; г) схема стабилизированного источника питания на базе схемы Моргана не может быть использована при наличии коммутационных помех в цепи нагпчзки и питания (кратковременные провалы напряжения питания до нуля, возникновения дуги на входе схемы и нагрузке). Любая коммутация приводит к невыключению тиристора и срыву.
5 В предлагаемом преобразователе выходного напряжения с целью повышения точности стабилизации при больших вариациях входного напряжения и нагрузки и обеспечения устойчивой работы при наличии коммутаци10 онных помех выход тиристорного исполнительного органа через силовой дроссель и обратный диод соединен с нагрузкой, которая с одной стороны соединена с делителем выходного напряжения на резисторах, выходы которо15 го через импульсный сравнивающий элемент включения по нижнему уровню и импульсный сравнивающий элемент выключения по верхнему уровню соединены с включающим и выключающим входами тиристорного исполни20 тельного органа, а с другой стороны через формирователь среднего значения выходного напряжения и резисторы делителя среднего значения выходного напряжения и измерительный элемент соединена со входом усили25 теля с непосредственными связями на транзисторах, выход которого соединен с корректирующим входом задатчика корректируемого среднего уровня выходного напряжения на резисторах, другой вход которого соединен с ис30 точником опорного напряжения, а выход — со
389497
65 входами импульсного сравнивающего элемента включения по нижнему уровню и импульсного сравнивающего элемента выключения по верхнему уровню.
Данная схема преобразователя предполагает использование тиристорных исполнительных органов с параллельной коммутацией и независимым зарядом коммутирующего конденсатора. Такие схемы обладают более высокой устойчивостью при наличии коммутационных помех и не содержат дросселя насыщения.
На фиг. 1 представлена блок-схема описываемого тиристорного преобразователя с импульсно-непрерывным управлением для стабилизации постоянного напряжения; на фиг. 2 представлены временные диаграммы напряжений и характерных узлов схемы.
Преобразователь содержит тиристорный исполнительный орган 1, выход которого через силовой дроссель 2 и обратный диод 8 соединен со входом нагрузки 4. Вход нагрузки, с одной стороны соединен с делителем выходного напряжения 5, б, 7, выходы которого соединены соответственно с импульсным сравнивающим элементом включения по нижнему уровню 8 и импульсным сравнивающим элементом выключения по верхнему уровню 9. С другой стороны через формирователь среднего значения выходного напряжения 10 резисторы делителя среднего значения выходного напряжения 11, 12 и измерительный элемент рассогласования среднего значения 18 соединен со входом усилителя с непосредственными связями на транзисторах 14, 15 и резисторах
lб, 17, выход которого соединен с корректирующим входом задатчика среднего уровня выходного напряжения на резисторах 18, 19.
Другой вход задатчика среднего уровня выходного напряжения соединен с источником опорного напряжения 20, а выход соединен со входами импульсного сравнивающего элемента включения по нижнему уровню 8 и импульсного сравнивающего элемента выключения по верхнему уровню 9. Выходы импульсных сравнивающих элементов 8 и 9 соединены с включающим и отключающим входами тиристорного исполнительного органа 1.
Тиристорный исполнительный орган 1 действует как прерыватель постоянного тока, обеспечивающий получение на нагрузке импульсов, ширина которых может изменяться в зависимости от величины выходного напряжения. Дроссель 2 и обратный диод 8 обеспечивают плавное изменение напряжения на нагрузке как при включении рабочего тиристора, так и при его отключении. Стабилизация нацряжения на нагрузке 4 осуществляется импульсной обратной связью, котороя, изменяя моменты включения и выключения тиристорного исполнительного органа 1, поддерживает постоянным заданные уровни напряжения на нагрузке:
Uo — напряжение нижнего уровня, при котором включается ти ристорный исполнительный орган 1 и
15 гю г5
so
Uz> — напряжение верхнего уровня, при котором он выключается (фиг. 2), Нижний уровень включения тиристорного исполнительного органа 1 Upi и верхний уровень е о выключения Uq задаются делителем выходного напряжения 5, б, 7. С выхода 5 напряжение
U„„. „ . подается .на вход импульсного сравнивающего элемента .включения по нижнему уровню 8, а с выхода б напряжение живых. вьп<л. подается на вход импульсного сравнивающего элемента выключения по верхнему уровню 9.
На другие входы импульсных сравнивающих элементов 8, 9 с выхода задатчика среднего уровня напряжения на резисторах 18, 19 подается корректируемое напряжение заданного уровня U» (фиг. 2) . Выходные напряжения элементов 5, б делителя выходного напряжения в импульсных сравнивающих элементах
8, 9 сравниваются с корректируемым напряжением задатчика среднего уровня напряжения на резисторах 18, 19. В том случае, если напряжение на нагрузке ниже или равно уровню U», импульсный сравнивающий элемент 8 выдает импульсы, которые поступают на включающий вход тиристор ного исполнительного органа 1. Если напряжение на нагрузке выше или равно Uoq, импульсный сравнительный элемент 9 выдает импульсы, которые поступают на выключающий вход тиристорного исполнительного органа. В промежутке U<> — U< импульсы от элементов 8, 9 не поступают. Таким образом, схема управления следит за двумя уровнями напряжения на нагрузке, стремясь поддержать их постоянными.
Несмотря на постоянство уровня U<> и Uo включения и выключения среднее значение .напряжения на нагрузке может изменяться по двум основным причинам: во-первых, из-за увеличения напряжения нагрузки после выключения рабочего тиристора по уровню Uoq, обусловленного схемой тиристорного исполнительного органа; во-вторых, из-за изменения формы фронтов напряжения нагрузки 4 (фиг. 2, выход 4) при больших вариациях питающего напряжения.
В связи с этим в преобразователь введена также непрерывная обратная связь по среднему значению напряжения на нагрузке 4.
Напряжение, пропорциональное среднему значению напряжения на нагрузке, подается на измерительный элемент рассогласования 18.
В зависимости от величины рассогласования изменяется состояние транзисторов 14, 15 и, следовательно, изменяется .величина напряжения задаваемого среднего уровня U, (фиг. 2, выход 5, 6), поддерживая с точностью статической ош|ибки постоянной величину U.p (фиг. 2, выход 4).
Предмет изоб р етени я
Тиристорный преобразователь с импульснонепрерывным управлением для стабилизации постоянного напряжения, содержащий тиристорный исполнительный орган, силовой дрос389497 сель, ооратный диод, нагрузку, делитель выходного напряжения па резисторах, импульсный сравнивающий элемент включения по нижнему уровню, импульсный сравнивающий элемент выключения по верхнему уровню, формирователь среднего значения выходного напряжения, резисторы делителя среднего зпачепия выходного напряжения, измерительный элемент рассогласования среднего значения напряжения, усилитель с непосредственными связями па транзисторах, задатчик кор ректируемого среднего уровня выходного напряжения на резисторах, источник опорного напряжения, отличающийся тем, что, с целью обеспечения высокой точности стабилизации выход ного напряжения при больших вариациях входного напряжения и нагрузки и устойчивой работы при наличии коммутационных помех, выход тиристорного исполнительного органа через силовой дроссель и обратный диод соединен с нагрузкой, которая с одной стороны соединена с делителом выходного напряжения на резисторах, вы.;оды которого через импульсный сравнивающий элемент включения по нижнему уровню и импульсный сравнивающий элемент выклю5 чспия по верхнему уровню соединены с включающим и выключающим входами тиристорного исполнительного органа, а с другой стороны через формирователь среднего значеш1я выходного напряжения, резисторы делителя
10 среднего значения выходного напряжения и измерительный элемент .рассогласования среднего значения напряжения соединена со входом усилителя с пепосредственнымп связями на транзисторах, выход которого соединен с
15 корректирующим входом задатчика корректируемого среднего уровня выходного напряжения на резисторах, другой вход которого соединен с источником опорного напряжения, а выход — со входами импульсного сравни20 гаюп его эл:.:сита включения по нижнему уровню и импульсного сравнивающего элемента выключения по верхнему уровню.
389497
Редактор В. Фельдман
Заказ 2938/17 Изд. № 799 Тираж 780 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, 7К-35, Раушская наб,,д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
ЧЪ
С1
A СЪ
Составитель Л. Стрелкин
Техред T. Курилко Корректор С. Сатагулова
