Импульсный стабилизатор переменного напряжения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (<>) 589597 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) 3аявлено 21,0375 (21) 2115969/24-07 с присоединением заявки №

Гввудирвтввииый иоюитвт йоввта Мииивтров йййр ио делаю иаоврвтвиий и втирытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 2501,783этоллетень № 3 (45) Дата опубликования описания 130178 (53) УДК 621. 316.722.1 (088.8) (72) Авторы изобретения и.A. Рейнеке, н.и. тимченко и В.К.Анисимов (7 ) За„ВИ Е осковское оРДена Ленина и оРДена ТРУДового КРасного

Знамени Высшее техническое училище .им. Н.Э.Баумана (54) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для питания аппаратуры связи и автоматики и может быть использовано в радиотехнике.

Известный импульсный стабилизатор переменного напряжения содержит ключевой регулирующий элемент в виде транзистора, коммутирующий тиристориый элемент и устройство управления и синхронизации (1).

Йедостатком этого устройства явля-. ется сравнительно низкий КПД и малая надежность работы коммутирующих тиристоров.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является импульсный стабилизатор переменного напряжения, содержащий ключевой регулирующий элемент в виде транзистора, включенный в диагональ выпрямительно- о0 ,го моста, коммутирующий элемент в виде встречно-параллельно соединенных тиристоров, блоки управления и снн» хрониэации и конденсатор, включенный параллельно выходным клеммам I,2 J. 25

В этом стабилизаторе через ключевой регулирующий элемент проходит полный ток нагрузки,а так как он работает с частотой, значительно превышающей частоту сети, то это приводит к боль- 80 шим потерям на переключение и, как следствие, к понижению КПД. Рекупврация накопленной в дросселе энергии в таком устройстве осуществляется при помощи цепочки встречно-параллельно соединенных тиристоров, установленных параллельно входу интегрирующего фильтра. Последовательность работи этих тиристоров определяется схемой синхронизации, вход которой подключен к сети.

При подключении такого стабилизатора к сети в результате дребезга контактов включающего устройства и переходных процессов в стабилизаторе и нагрузке схема синхронизации может делать оиябочное включение тиристора рекуператора или включает их оба сразу. При этом в схеме стабилизатора происходит короткое замыкание, и он выходит из строя. Это значительно ухудшает эксплуатационные характеристики стабилизатора и его надежность.

Целью изобретения является повышение КПД стабилизатора, упрощение схемы и повышение надежности.

Для этого ключевой регулирующий элемент подключен к входу стабилизатора через дополнительно введенный дроссель а коммутирующий элемент подклте589597 чен одним концом к выходу стабилизатора, à другим концом к общей точке соединения ключевого регулирующего элемента и дросселя. При этом управляющие лектроды тиристоров коммутирующего устройства подключены к соответствующим клеммам сети через цепочки, каждая из которых состоит из последовательно соединенных диода и резистора, зашунтированного конденсатором.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема импульсного стабилизатора переменного напряжения.

Стабилизатор содержит накопительйый дроссель 1, подключенный к сети через ключевой регулирующий элемент2.

Диод 3 анодом подключен к одной из клемм сети, а катодом - к параллель,но соединенным конденсатору 4 и резистору 5. Резистор б подключен к катоду диода 7 и установлен параллельно конденсатору 8. Рекуперирующие тиристоры 9 и 10 соединены встречно-параллельно между нагрузкой и дросселем.

Вход схемы управления 11 подключен к конденсатору 12, установленному парал-лельно нагрузке 13. Стабилизатор подключается к сети переменного напряжения точками 14 и 15.

При подключении стабилизатора к се- 30 ти переменного тока ток в нагрузку 13 поступает через дроссель 1 и один из тиристоров 9. или 10. Пусть в данный момент времени положительный потенциал. сетевого напряжения будет в точке 14, 35 а отрицательный в точке 15. Тогда управляющий ток через диод 7, резистор б и конденсатор 8 поступает на управ. ляющий электрод тиристора 9 и открывает его. Конденсатор 12 заряжается 40 током через тиристор 9, и на нагрузке появляется напряжение. Схема управления 11 коммутирует ключевой регулирующий элемент 2 с частотой, значительно превышающей частоту сети. В 4я момент открытого состояния ключевого

Ълемента 2 найряжение сети полностью нрикладывается к дросселю 1, а к тиристору 9 прикладывается обратное напряжение заряженного конденсатора 12 и тиристор закрывается. Напряжение на нагрузке поддерживается за счет заряда конденсатора 12. При закрывании элемента 2 напряжение сети складывается с напряжением на дросселе и поступает на нагрузку через тиристор 9. Величина емкости конденсатора 12 выбирается так, чтобы он мог сгладить только высокочастотную составляющую выходного напряжения. Следовательно, напряжение на нагрузке представляет собой ступенчатое напряжение, форма которого весьма близка к синусоидальной. Изменяя длительность открытого состояния элемента 2, с помощью схемы управления 11 можно регулировать величину вольтодобавки, а следовательно, и стабилизировать выходное напряжение.

При изменении полярности сетевого напряжения схема работает аналогичным образом, но роль коммутатора в этом случае выполняет тиристор 10.

Конденсаторы 4 и 8 служат для форсированного отпирания тиристоров.

Таким образом, основная часть мощности поступает через дроссель в на" грузку непосредственно от сети, а .величина вольтодобавочного напряжения может быть выбрана небольшой, особенно при незначительных колебаниях тока нагрузки. Это обуславливает высокий КПД. Надежность схемы синхро- низации и acего устройства повышается за счет того, что каждый тиристор открывается лишь при определенной полуволне напряжения сети.

Формула и з о бр ет ени я

1. Импульсный стабилизатор переменного напряжения, содержащий ключевой регулирующий элемент в виде транзистора, включенного в диагональ выпрямительного моста, коммутирующий элемент в виде встречно-параллельно соединенных тиристоров, блоки управления и синхронизации и конденсатор, включенный параллельно выходным клеммам, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, упрощения схемы и повышения надежности, ключевой ре" гулирующий элемент подключен к входу стабилизатора через дополнительно введенный дроссель, а коммутирующий элемент подключен одним концом к выходу стабилизатора, а другим концом к общей точке соединения ключевого регу-. лирующего элемента и дросселя.

2. Импульсный стабилизатор по п.1, отличающийся тем, что управляющие электроды тиристоров коммутирующего элемента подключены к соответствующим клеммам сети через цепочки, каждая из которых .состоит из последовательно соединенных диода и резистора, зашунтированного конденсатором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

9 4198бО, кл. 8 05 F 1/12, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 488197, кл . З 05 F 1/30, 1972.

589597

Составитель С.Горбачева

Редакто Т.Фа еева Т еева Тех Н Баб ка Ко екто . С.Гарасиняк

;Заказ 391/34 Тираж ЮД

ЦНИИПИ Гос а

Подписное осударственного комитета Совета Иинистров СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра ская наб. . 4 5

Филиал ППП Па

Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4