CN2217815Y

CN2217815Y - 晶闸管特种直流稳压电源装置

Info

Publication number: CN2217815Y
Application number: CN 94243246
Authority: CN
Inventors: 覃和君; 王强; 覃莉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-10-12
Filing date: 1994-10-12
Publication date: 1996-01-17
Anticipated expiration: 2004-10-12

Abstract

本实用新型涉及晶闸管直流稳压电源装置。目的是研制大容量晶闸管特种直流稳压电源装置。结构是控制电路中，脉冲形成及功率放大由集成触发器经输入电压信号，输出经二极管、三极管和脉冲变压器，输出控制信号；调节器及保护单元中，由运算放大器经输入电压和反馈信号，经三极管输出调节信号；过流和过压保护由放大器组成。优点是直流电压0～75V，直流电流0～1500A，波纹电压Vpp50mV～1000mV，过渡过程时间T≤0.8秒。

Description

晶闸管特种直流稳压电源装置

本实用新型涉及晶闸管直流稳压电源装置，尤其是指一种大容量的晶闸管特种直流稳压电源装置。

在背景技术中，对于10KVA容量的晶闸管直流稳压电源来说，不论是民用，还是军事上用，其体积庞大，各种电器元件繁多，电器元件集成化较差，分离元件较多，如见图12所示，这是为导弹设计地面用的晶闸管直流稳压电源的控制电路装配外形图，其外形尺寸240×360×320毫米³，体积显然庞大。整机电性能指标较低，可靠性较差。其它电磁元件如变压器、电抗器，因铁芯材料的导磁率低，不但体积大，而且电性能稳定性差。对于整机来讲，其控制电路装置是核心，是指挥中心。

本实用新型的目的是为了克服背景技术中的不足之处，研制一种新型的大容量晶闸管特种直流稳压电源装置，改进其控制电路装置，提高控制电路控制性能，减少整机体积，降低制造成本，提高各种电性能指标和延长使用寿命。

本实用新型的技术解决方案如下：

包括脉冲形成及功率放大⑦、调节器及保护单元⑨及稳压电源⑧组成控制电路装置③，其特点是，脉冲形成及功率放大⑦由三组集成触发器KJ输出经六组二极管D、三极管T推动脉冲变压器MB1～6输出双脉冲信号，其输出插口111、g1～6、A3、B3、C3，其电路输入信号插口204；稳压电源⑧由三组硅桥QL1～3分别经三组稳压集成片W、输出稳压电源，其输出插口207、208、209；调节器及保护单元⑨由实现晶闸管直流稳压电源电压稳定度的调节器和过流、过压保护电路组成，调节器由运算放大器IC1经插口210输入反馈信号与插口219输入基准电源相比较得出差值信号输入，运算放大器IC1放大输出推动三极管T2输出，其输出插口204，过流保护电路由运算放大器IC2和串联的电阻R9及电位器W4对电流信号放大输出，与基准电压比较，其差值过流信号经运算放大器IC3推动三极管T3、T4控制继电器J2执行电流保护工作，运算放大器C4经输入插口210和05采样与基准信号比较，其差值过压信号经运算放大器IC4推动三极管T3和T4控制继电器J2执行过压保护工作，另一路过压保护电路由电位器W12经三极管T5、电位器W13控制继电器J4执行过压保护工作。

本实用新型的技术解决方案还包括：在脉冲形成及功率放大⑦，一组的集成触发器输入脚9、11、12并联电阻R24、R25、R26及R30，公共线电位线W10两端接公共线05和电阻R24，电位器W10控制端接电阻R25，同步电源插口230、232、234分别经电位器W7、W8、W9接集成触发器8脚，电阻R26接集成触发器4脚形成锯齿波，调节器输出插口204经电阻R24接集成触发器9脚以改变触发脉冲的相移，控制晶闸管工作点测试插口85接电阻R25提供偏压，稳压电源插口208接集成触发器5脚、3脚，稳压电源插口207接集成触发器16脚和电阻R30，集成触发器输出1脚并联二极管D6和D7，二极管D6另一端接第六组输出二极管D15，二极管D7另一端并接三极管T1基极和第二组输出二极管D20，三极管T1输出经脉冲变压器MB1、二极管D9、D10作输出，其插口g1和111，同理集成触发器输出脚15并联二极管D12和D21，二极管D12另一端接第三组输出二极管D13，二极管D21并联三极管T基极和第五组输出二极管D18，三极管T经脉冲变压器MB4、二极管D输出，其插口g4和A3，同理第二、三组集成触发器KJ输出经二极管D13～20、三极管T、脉冲变压器MB2、3、5、6输出，其插口g3、111，g6、B3，g5、111，g2、C3，控制晶闸管KP1～6输出直流电压值。

在稳压电路⑧中，三组经变压后的交流电源插口227和226、225和224、229和228分别经三组硅桥QL1～3、并联的电容C18和C15、C20和C13、C23和C16联结三个稳压集成片W，三个稳压集片W输出端分别并联电容C19和C14、C21和C12、C22和C17、由电容C14作为输出+15V电源插口207，由电容C12作为输出-15V电源插口208，电容C17作为输出+24V电源插口209，其公共电容接点插口05作为公共线。

在调节器及保护单元⑨中，调节器电路包括运算放大器IC1输入端2和3并联二极管D1和D2，运算放大器IC1输入端2并联电阻R2、R1、R4及串联的电容C7和电位器W1，反馈信号输入插口210经电阻R1进入运算放大器IC1输入2脚，控制基准电源输入的电位器W5二端接+15V电源插口202和公共线插口05，控制端接插口219，插口219经电阻R2与运算放大器IC1输入端(2)的反馈信号电压进行比较，经电阻R4放大，电阻R4与消振串联的电容C7和电位器W1并联，其输出端连接运算放大器IC1输出，运算放大器IC1输出端经三极管T2基极，由集电极输出，其插口204与脉冲形成及功率放大⑦中输入插口204对应相连，过流保护电路包括：运算放大器IC2输入端2和3连接输入过流信号插口04和05，串联的电阻R9和电位器W4两端连接运算放大器IC2输出端2和输出端，作为提高IC2的放大倍数，运算放大器IC3输入端3连接运算放大器IC2输出端，其输入端2连接可调基准电压的电位器W2，其输出端6经二极管D3、三极管T3、T4连接继电器J2作过流保护控制工作，过压保护电路包括：低压交流电源输入插口、223和222、221和220分别经硅桥QL5和QL4连接并联的电容C1和C8、C3和C10，电容C8和C10又分别经稳压集成片W并联的电容C2和C9、C4和C1，电容C9一端作为-15V电源插口203，电容C11一端作位+15V电源插口202，电容C公共连接点作为公共线插口05，运算放大器IC4输入端2连接可调基准电压的电位器W3，其采样输入端3连接插口05和电阻R13，电阻R13另一端接反馈信号电压插口210，其输出端经二极管D4、三极管T3、T4连接继电器J2作过压保护控制工作，过压保护电路还包括公共线插口05经电位器W12、三极管T5、继电器J4连接电位器W13，输入过压信号插口07并连三极管T5发射极和电容C28，电容C28另一端连接电位器W12，控制继电器J4作过压保护工作，整个电路的输出插口为204、02、20、21、05、26、03和07。

本实用新型的附图说明如下：

图1是去掉门后的电源柜外观示意图。

图2是去掉门后的电源柜外观示意图。

图3是整体外观示意图。

图4是电源柜体电路方框图。

图5是主电路结构工作原理图。

图6是控制电路结构工作原理图。

图7是副电路同步变压器结构工作原理图。

图8是副电路电源变压器结构工作原理图。

图9是控制电路中脉冲形成及功率放大电路原理图。

图10是控制电路中稳压电源电路原理图。

图11是控制电路中调节器保护单元电路原理图。

图12是背景技术中的控制电路装配外观示意图。

上述图中标号说明如下：①主电路，②滤波回路，③控制电路装置，④同步变压器，⑤电源变压器，⑥原老式控制电路箱体，⑦脉冲形成及功率放大，⑧稳压电源，⑨调节器保护单元，⑩整机电源柜。

下面依附图作进一步的详细说明：参见图1，主电路①主要由整流变压器和晶闸管桥整流电路组成，其电源柜⑩内上面装配晶闸管桥整流电路，下面装配整流变压器。参见图2，在电源柜⑩内正面下方装配滤波回路②，上方装配控制电路装置③、同步变压器④和电源变压器⑤，其中控制电路装置③尺寸为300×210×30，体积减小很多。参见图3，电源柜⑩正面门上有电压表和电流表，以及调节旋钮。参见图4，这是电路总框图，电源380V交流电经整流变压器及晶闸管桥路①、滤波器及取样环节②，由控制电路装置③控制直流电输出。参见图5，这是主电路①和滤波回路②，主电路①中，输入端A、B、C经常开触点Jc接整流变压器ZLB初级A1、B1、C1，整流变压器ZLB次级A2、B2、C2经保险丝KRD1、KRD2、KRD3接晶闸管桥整流电路A3、B3、C3，晶闸管桥整流电路插口111经滤波回路②中电感L和电容Co，由插口113和114输出所需直流电源，在电路输出处插口04和05接电流表

插口06接电压表并联的电位器W14控制端插口210作为反馈电源信号接控制电路③。整个工作原理是这样，主电路①将交流电通过整流变压器经晶闸管桥整流，用触发电路去控制晶闸管的开通角的大小，而达到调压的目的。参见图6，控制电路③由脉冲形成及功滤放大⑦、稳压电源⑧和调节器保护单元⑨组成，其电路左边插口均为输入，右边插口均为输出，插口05接电路公共线。参见图7，这是同步变压器④，其初级端A4、B4、C4经保险丝RD1、RD2和RD3接图5中输入电源A1、B1、C1，次级端插口230～235接控制电路③。参见图8，电源变压器⑤初级插口31和01接交流电源220V，次级插口220～229输出交流电源18V和24V。参见图9，这是控制电路中的脉冲形成及功率放大⑦，其输入插口230～234接同步变压器④输出交流电源电压24V，输入插口204接调节器电路输出，插口85为测试点，输入插口207～209接稳压电源⑧的输出直流电源±15V，三组触发器KJ009电路均相同，六组二极管D6、D7、D12～21、六个三极管T1和脉冲变压器MB1～6也相同，故均以一组电路说明，触发器KJ输入脚9、11、12并联电阻R24～26、R30，R24另一端接输入插口204和偏压电位器W10，R25另一端接插口85和W10的控制端，R26接KJ009的4脚，R30另一端接各KJ009的16脚，KJ009的8脚经电阻R27、R21、电位器W7接插口230，KJ009的3脚接串联的电阻R29、电位器W11，KJ009的5脚经电阻R28接W11和各KJ009的3脚、5脚，KJ009的输出1脚接并联的二极管D5～7、二极管D7经电阻R23接三极管T1基极，T1发射极和基极之间并联电阻R31和二极管D11，T1集电极接脉冲变压器MB1初级，MB1初级串联放电回路电阻R33和二极管D8，MB1次级经二极管D9～10输出，其插口g1和111，触发器KJ009输出16脚同理经第四组脉冲变压器MB4输出信号，其插口g4和A3，整个电路输出脉冲信号是从插口g1～6，111，A3、B3、C3按顺序供给晶闸管KP1～6的控制极和阴极，以改变晶闸管的导通角，使输出电压变为所需的直流电压值。参见图10，这是控制电路中的稳压电路⑧，由电源变压器⑤输出的交流电18V和24V从插口224～229输入，经三组硅桥QL1～3、并联的电容C18、C15，C20、C13，C23、C16，联结三个稳压集成片W7815，W7915，W7824，三个稳压集成片W输出又经并联的电容C19、C14，C21、C12，C22、C17，输出直流电源供给其它电路，其输出插口207～209。参看图11，这是调节器及保护单元⑨，上面的运算放大器IC1(型号为OP07E或F007)和三极管T2构成调节电路，IC1输入端2和3并联二极管D1和D2，IC1中2脚并联电阻R2、R4、R1和电容C7，电阻R1另一端作输入插口210，R2另一端经插口219接调压电位器W5控制脚，电容C7另一端经电位器W1接电阻R4和IC1输出脚。电位器W5一端经电阻R3接IC1输入脚3，另一端经电阻R17接三极管T2集电极，工作原理是：插口202是+15V电源插口，插口210是滤波回路③中电位器W14控制端输出的反馈电压信号，插口219由W5调节电压，经电阻R2与运算放大器IC1输入脚2的反馈信号电压进行比较，经电阻R4放大，由IC1输出端经三极管T2输出(插口204)接脉冲形成及功率放大⑦，以改变晶闸管的工作点，实现自动稳压。过流保护电路中的运算放大器IC2(型号同IC1)输入脚2和3分别经电阻R7和R8接插口04和05，其插口与滤波回路②中电流表相接，输入过流信号，串联的电阻R9和电位器W4两端挂接在IC2中2脚和输出脚，以提高IC2的放大倍数，IC2输出经电阻R11接运算放大器IC3 (型号同IC1)输入脚3，调整基准电压的电位器W2经电阻R10接放大器IC3中2脚，其基准电压与IC3中3脚输入的实际电压进行比较，由IC3中6脚输出经二极管D3、电阻R14、三极管T3基极、电阻R16、三极管T4控制继电器J2工作。保护电路包括二个独立的电路，其一电路包括由电源变电器⑤输出交流电18V，经插口220～223，硅桥QL4～5，电容C1～4、C8～11及稳压集成片W7916，W7815、电位器W3接运算放大器IC4中输入2脚和3脚，W3调整基准电压，与IC43脚接反馈电压插口210进行比较，由IC4输出经二极管D4、三极管T3、T4控制继电器J2作保护工作。其二过压保护电路包括：串联的电位器W12和电容C28结点经二极管D22、三极管T5和电位器W13控制继电器J4作过压保护工作。整个电路的输出插口204接脉冲形成及功率放大⑦，插口02、20、21是J2继电器的保护触点，控制主电路，插口03、02、06是过压保护继电器J4的保护触点，控制主电路，其中02、03、20、21、26到主电路连线省略，这是现有技术中已公知的。插口07接滤波回路②，参看图12，这是老式的控制电路柜⑧体积为360×240×320，其体积是比本实用新型体积大的多。

本实用新型的优点和效果如下：

1、本实用新型的控制电路结构简单、各项指标有所提高，性能可靠稳定，体积缩小了14倍，电子线路集成化提高，重量约500克，制造成本大大降低。

2、控制电路采用双重过压保护措施，有效地提高保护负载的安全，试制证明：运行平稳，使用维修方便，噪声小，效率高。

3、本实用新型的主要电气性能指标如下：直流电压范围0～75伏；直流电流范围0～1500安；电压稳定度：1×10^-3/8h，波纹电压Vp-p50mV～1000mV；过渡过程时间T≤0.8秒；其电压稳定度、波纹系数、电压超调量、耐冲击电流、过渡过程时间及大容量输出范围都满足了晶闸管特种直流稳压电源的要求，达到国内领先水平。

4、由于本实用新型电子集成化较高，体积小、性能可靠稳定，所以使用寿命较长。

5、由于本实用新型容量大，体积小，性能可靠，所以广泛地适用于民用和军用，以及其它工业上的特殊用途。

Claims

1、晶闸管特种直流稳压电源装置，包括脉冲形成及功率放大⑦、调节器及保护单元⑨及稳压电源⑧组成控制电路装置③，其特征是：脉冲形成及功率放大⑦由三组集成触发器KJ输出经六组二极管D、三极管T推动脉冲变压器MB1～6输出双脉冲信号，其输出插口111、g1～6、A3、B3、C3，其电路输入信号插口204；稳压电源⑧由三组硅桥QL1～3分别经三组稳压集成片W、输出稳压电源，其输出插口207、208、209；调节器及保护单元⑨由实现晶闸管直流稳压电源电压稳定度的调节器和过流、过压保护电路组成，调节器由运算放大器IC1经插口210输入反馈信号与插口219输入基准电源相比较得出差值信号输入，运算放大器IC1放大输出推动三极管T2输出，其输出插口204，过流保护电路由运算放大器IC2和串联的电阻R9及电位器W4对电流信号放大输出，与基准电压比较，其差值过流信号经运算放大器IC3推动三极管T3、T4控制继电器J2执行电流保护工作，运算放大器C4经输入插口210和05采样与基准信号比较，其差值过压信号经运算放大器IC4推动三极管T3和T4控制继电器J2执行过压保护工作，另一路过压保护电路由电位器W12经三极管T5、电位器W13控制继电器J4执行过压保护工作。

2、根据权利要求1所述的晶闸管特种直流稳压电源装置，其特征是：在脉冲形成及功率放大⑦，一组的集成触发器输入脚9、11、12并联电阻R24、R25、R26及R30，公共线电位线W10两端接公共线05和电阻R24，电位器W10控制端接电阻R25，同步电源插口230、232、234分别经电位器W7、W8、W9接集成触发器8脚，电阻R26接集成触发器4脚形成锯齿波，调节器输出插口204经电阻R24接集成触发器9脚以改变触发脉冲的相移，控制晶闸管工作点，测试插口85接电阻R25提供偏压，稳压电源插口208接集成触发器5脚、3脚，稳压电源插口207接集成触发器16脚和电阻R30，集成触发器输出1脚并联二极管D6和D7，二极管D6另一端接第六组输出二极管D15，二极管D7另一端并接三极管T1基极和第二组输出二极管D20，三极管T1输出经脉冲变压器MB1、二极管D9、D10作输出，其插口g1和111，同理集成触发器输出脚15并联二极管D12和D21，二极管D12另一端接第三组输出二极管D13，二极管D21并联三极管T基极和第五组输出二极管D18，三极管T经脉冲变压器MB4、二极管D输出，其插口g4和A3，同理第二、三组集成触发器KJ输出经二极管D13～20、三极管T、脉冲变压器MB2、3、5、6输出，其插口g3、111，g6、B3，g5、111，g2、C3，控制晶闸管KP1～6输出直流电压值。

3、根据权利要求1所述的晶闸管特种直流稳压电源装置，其特征是：在稳压电路⑧中，三组经变压后的交流电源插口227和226、225和224、229和228分别经三组硅桥QL1～3、并联的电容C18和C15、C20和C13、C23和C16联结三个稳压集成片W，三个稳压集片W输出端分别并联电容C19和C14、C21和C12、C22和C17、由电容C14作为输出+15V电源插口207，由电容C12作为输出-15V电源插口208，电容C17作为输出+24V电源插口209，其公共电容接点插口05作为公共线。

4、根据权利要求1所述的晶闸管特种直流稳压电源装置，其特征是：在调节器及保护单元⑨中，调节器电路包括运算放大器IC1输入端(2)和(3)并联二极管D1和D2，运算放大器IC1输入端(2)并联电阻R2、R1、R4及串联的电容C7和电位器W1，反馈信号输入插口210经电阻R1进入运算放大器IC1输入2脚，控制基准电源输入的电位器W5二端接+15V电源插口202和公共线插口05，控制端接插口219，插口219经电阻R2与运算放大器IC1输入端(2)的反馈信号电压进行比较，经电阻R4放大，电阻R4与消振串联的电容C7和电位器W1并联，其输出端连接运算放大器IC1输出，运算放大器IC1输出端经三极管T2基极，由集电极输出，其插口204与脉冲形成及功率放大⑦中输入插口204对应相连，过流保护电路包括：运算放大器IC2输入端2和3连接输入过流信号插口04和05，串联的电阻R9和电位器W4两端连接运算放大器IC2输出端2和输出端，作为提高IC2的放大倍数，运算放大器IC3输入端(3)连接运算放大器IC2输出端，其输入端(2)连接可调基准电压的电位器W2，其输出端(6)经二极管D3、三极管I3、T4连接继电器J2作过流保护控制工作，过压保护电路包括：低压交流电源输入插口、223和222、221和220分别经硅桥QL5和QL4连接并联的电容C1和C8、C3和C10，电容C8和C10又分别经稳压集成片W连接并联的电容C2和C9、C4和C1，电容C9一端作为-15V电源插口203，电容C11一端作位+15V电源插口202，电容C公共连接点作为公共线插口05，运算放大器IC4输入端(2)连接可调基准电压的电位器W3，其采样输入端(3)连接插口05和电阻R13，电阻R13另一端接反馈信号电压插口210，其输出端经二极管D4、三极管T3、T4连接继电器J2作过压保护控制工作，过压保护电路还包括公共线插口05经电位器W12、三极管T5、继电器J4连接电位器W13，输入过压信号插口07并连三极管T5发射极和电容C28，电容C28另一端连接电位器W12，控制继电器J4作过压保护工作，整个电路的输出插口为204、02、20、21、05、26、03和07。