RU2012988C1

RU2012988C1 - Device for initiation of network voltage converter

Info

Publication number: RU2012988C1
Authority: RU
Inventors: С.И. Коновалов; В.Ф. Голиков; А.А. Васильевский; А.Н. Малашин; С.В. Клопов
Original assignee: Коновалов Сергей Иванович
Priority date: 1992-05-28
Filing date: 1992-05-28
Publication date: 1994-05-15

Abstract

FIELD: conversion equipment. SUBSTANCE: device includes network rectifier 1, input low-frequency capacitor 2, high-frequency D C / D C converter 8, circuit of formation of initiation pulses of thyristor 3 placed between position lead of input rectifier 1 and positive lead of input low-frequency capacitor 2 and consisting of current limiting resistor 4, first dinistor 18 connected in series and of three parallel circuits. First one of them includes capacitor 19, second one has second dinistor 20 and resistor 21 coupled in series and third one consists of light emitting diode 22 and transistor optron connected in series. EFFECT: reduced losses in circuit of control over thyristor 3 thanks to use of pulse method of control. 3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве устройства для запуска сетевого преобразователя напряжения, в частности при построении источников вторичного электропитания с бестрансформаторным входом. The invention relates to electrical engineering and can be used as a device for starting a network voltage converter, in particular when building secondary power sources with a transformerless input.

Известно устройство плавного включения, содержащее сетевой выпрямитель, подключенный к конденсатору фильтра через зарядную цепочку, состоящую из соединенных параллельно токоограничительного резистора и тиристора. Управление тиристором осуществляется напряжением, полученным после выпрямления и фильтрации импульсного знакопеременного напряжения дополнительной обмотки силового трансформатора преобразователя. К недостаткам данного устройства следует отнести необходимость дополнительного маломощного источника питания для схемы управления: значительные потери в управляющем переходе тиристора из-за постоянной мощности, подаваемой в цепь управления, снижение надежности устройства из-за большой амплитуды импульса тока дозарядки конденсатора фильтра при первом отпирании тиристора в случае, если отпирание произошло при сравнительно большом напряжении анод-катод тиристора. A soft-start device is known that contains a network rectifier connected to the filter capacitor through a charging circuit consisting of a current-limiting resistor and a thyristor connected in parallel. The thyristor is controlled by the voltage obtained after rectification and filtering of alternating pulse alternating voltage of the additional winding of the power transformer of the converter. The disadvantages of this device include the need for an additional low-power power supply for the control circuit: significant losses in the control transition of the thyristor due to the constant power supplied to the control circuit, reduced reliability of the device due to the large amplitude of the pulse of the charging current of the filter capacitor when the thyristor is first unlocked in if the unlocking occurred at a relatively high voltage, the anode-cathode of the thyristor.

Известны устройства для запуска сетевых преобразователей напряжения, основанные на принципе использования части энергии заряда конденсатора входного низкочастотного фильтра. Known devices for starting network voltage converters, based on the principle of using part of the charge energy of the capacitor of the input low-pass filter.

В преобразователе для этой цели применен силовой дроссель, содержащий дополнительные обмотки, с помощью которых осуществляется отбор части энергии зарядки конденсатора входного фильтра. Напряжение дополнительных обмоток выпрямляется выпрямителем, сглаживается фильтром и поступает в качестве питающего на схему управления. Недостатками такой структуры устройства запуска являются низкие массогабаритные показатели устройства при сетевом напряжении с частотой 50 Гц и необходимость применения конденсатора входного фильтра, рассчитанного исходя из допустимых перегрузок по напряжению, возникающих при подключении устройства к сети. In the converter, a power inductor is used for this purpose, containing additional windings, with the help of which part of the charging energy of the input filter capacitor is sampled. The voltage of the additional windings is rectified by a rectifier, smoothed by a filter and supplied as a supply to the control circuit. The disadvantages of this structure of the launcher are the low overall dimensions of the device at a mains voltage of 50 Hz and the need to use an input filter capacitor, calculated on the basis of allowable voltage overloads that occur when the device is connected to the network.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является статический преобразователь, содержащий входной выпрямитель сетевого напряжения, входной конденсатор низкочастотного фильтра, соединенный с выходом сетевого выпрямителя через нелинейную зарядную цепь, состоящую из тиристора и параллельно ему включенной цепи, содержащей последовательно соединенные токоограничивающий резистор, диод и параллельно соединенные накопительный конденсатор и стабилитрон, высокочастотный преобразователь, силовым входом подключенный к конденсатору низкочастотного фильтра, схему управления высокочастотным преобразователем, задающий генератор которой соединен по цепи питания с накопительным конденсатором, цепь самопитания задающего генератора, состоящую из соединенных последовательно высокочастотного выпрямителя, подключенного к дополнительной обмотке силового трансформатора высокочастотного преобразователя, и дросселя, цепь управления тиристором, состоящую из соединенных последовательно высокочастотного выпрямителя, подключенного к другой дополнительной обмотке силового трансформатора преобразователя, и параллельно соединенных сглаживающего конденсатора и резистора, подключенных между катодом и управляющим электродом тиристора. Накопительный конденсатор одновременно с запускающей функцией выполняет роль входного конденсатора в цепи питания задающего генератора схемы управления. Не смотря на достаточную простоту организации начального питания заданного генератора схемы управления, известное устройство обладает следующими недостатками: достаточно большие потери в цепи управления тиристором из-за постоянной мощности, подаваемой в цепь управления; снижение надежности устройства из-за возможности возникновения достаточно большого броска тока дозарядки входного конденсатора при первом отпирании тиристора при больших напряжениях анод-катод тиристора, что в ряде случае может приводить к выходу из строя как тиристора, так и входного электролитического конденсатора низкочастотного фильтра. Closest to the proposed device is a static converter containing an input rectifier of the mains voltage, an input capacitor of a low-pass filter connected to the output of the rectifier through a non-linear charging circuit consisting of a thyristor and a parallel circuit connected to it, containing a series-connected current-limiting resistor, a diode and a parallel-connected storage capacitor and zener diode, high-frequency converter, power input connected to the capacitor bottom of a high-frequency filter, a control circuit of a high-frequency converter, the master oscillator of which is connected via a power circuit to a storage capacitor, a self-power circuit of a master oscillator, consisting of a high-frequency rectifier connected in series, connected to an additional winding of the power transformer of the high-frequency converter, and a choke, a thyristor control circuit, consisting of connected in series of a high-frequency rectifier connected to another additional winding of the power t transformer of the converter, and in parallel connected smoothing capacitor and resistor connected between the cathode and the control electrode of the thyristor. The storage capacitor simultaneously with the starting function acts as an input capacitor in the power circuit of the master oscillator of the control circuit. Despite the sufficient simplicity of organizing the initial power supply of a given generator of the control circuit, the known device has the following disadvantages: sufficiently large losses in the thyristor control circuit due to the constant power supplied to the control circuit; a decrease in the reliability of the device due to the possibility of a sufficiently large surge in the charging current of the input capacitor when the thyristor is first unlocked at high voltage of the thyristor anode-cathode, which in some cases can lead to failure of both the thyristor and the input electrolytic capacitor of the low-pass filter.

Изобретение направлено на решение задачи повышения надежности устройства путем существенного уменьшения амплитуды импульса тока дозарядки входного низкочастотного конденсатора, а также повышения КПД устройства за счет снижения потерь в цепи управления тиристором путем применения импульсного способа управления. The invention is aimed at solving the problem of increasing the reliability of the device by significantly reducing the amplitude of the pulse of the charging current of the input low-frequency capacitor, as well as increasing the efficiency of the device by reducing losses in the thyristor control circuit by applying the pulse control method.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в устройстве, содержащем входной сетевой выпрямитель, входной низкочастотный конденсатор, соединенный с выходом сетевого выпрямителя через нелинейную зарядную цепь, включенную между положительным выводом выпрямителя и положительным выводом указанного конденсатора и состоящую из соединенных параллельно тиристора, анод которого подключен к положительному выводу выпрямителя, и цепи, содержащей соединенные последовательно токоограничивающий резистор, диод, анод которого соединен с резистором, и параллельно соединенные накопительный конденсатор и стабилитрон, катод которого соединен с катодом диода, токоограничивающий резистор подключен к положительному выводу выпрямителя, высокочастотный преобразователь постоянного напряжения, силовой вход которого подключен к входному низкочастотному конденсатору, а выход соединен с выходными выводами для подключения нагрузки, схему управления высокочастотным преобразователем, задающий генератор которой соединен по цепи питания с накопительным конденсатором, подсоединенный к входу тиристора вспомогательный источник питания, цепь самопитания задающего генератора схемы управления, состоящую из дополнительного высокочастотного выпрямителя, соединенного с второй дополнительной обмоткой силового трансформатора преобразователя, и сглаживающего дросселя, включенного между положительным выводом выпрямителя и катодом стабилитрона, введена цепочка формирования импульсов запуска тиристора, включенная между положительным выводом входного сетевого выпрямителя и положительным выводом входного низкочастотного конденсатора и состоящая из соединенных последовательно токоограничивающего резистора, подключенного к положительному выводу входного выпрямителя, первого динистора, анод которого соединен с токоограничивающим резистором, и цепи, содержащей три параллельно соединенные цепочки, первая из которых содержит конденсатор, вторая - последовательно соединенные второй динистор, анод которого соединен с катодом первого динистора, и резистор, третья - последовательно соединенные светодиод транзисторной оптопары, анод которого подключен к катоду первого динистора, и резистор, а соединение вспомогательного источника питания с входом тиристора, зашунтированного резистором, осуществелено через фототранзистор оптопары. The solution to this problem is achieved by the fact that in the device containing the input mains rectifier, the input low-frequency capacitor connected to the output of the mains rectifier through a non-linear charging circuit connected between the positive terminal of the rectifier and the positive terminal of the specified capacitor and consisting of a thyristor connected in parallel, the anode of which is connected to the positive terminal of the rectifier, and the circuit containing a series-limiting current-limiting resistor, a diode whose anode is connected to side, and in parallel connected storage capacitor and zener diode, the cathode of which is connected to the cathode of the diode, the current-limiting resistor is connected to the positive terminal of the rectifier, a high-frequency DC-DC converter, the power input of which is connected to the input low-frequency capacitor, and the output is connected to the output terminals for connecting the load, circuit control of a high-frequency converter, the master oscillator of which is connected via a power circuit to a storage capacitor, connected an auxiliary power source, a self-feeding circuit of the master oscillator of the control circuit, consisting of an additional high-frequency rectifier connected to the second additional winding of the power transformer of the converter and a smoothing inductor connected between the positive terminal of the rectifier and the zener diode, a thyristor trigger pulse formation circuit is included between the positive terminal of the input mains rectifier and the positive terminal of the input low-frequency o capacitor and consisting of a series-connected current-limiting resistor connected to the positive terminal of the input rectifier, a first dynistor, the anode of which is connected to a current-limiting resistor, and a circuit containing three parallel-connected circuits, the first of which contains a capacitor, the second - the second dinistor, the anode connected in series which is connected to the cathode of the first dinistor, and a resistor, the third is a series-connected LED of a transistor optocoupler, the anode of which is connected to Tod dynistor first and a resistor, and the connection of the auxiliary power source to the input thyristor shunted resistor osuschestveleno through phototransistor optocoupler.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, выражается в повышении надежности устройства за счет уменьшения в 4. . . 5 раз амплитуды импульса тока дозарядки входного низкочастотного конденсатора, а также в повышении КПД устройства за счет существенного снижения в цепи управления тиристоров из-за применения импульсного способа управления. The technical result that can be obtained by carrying out the invention is expressed in increasing the reliability of the device by reducing 4.. . 5 times the amplitude of the pulse of the charging current of the input low-frequency capacitor, as well as in increasing the efficiency of the device due to a significant decrease in the thyristor control circuit due to the use of the pulse control method.

Вспомогательный источник питания, подключенный через фототранзистор к входу тиристора, в первом случае выполнен в виде введенного конденсатора, соединенного через выпрямитель с дополнительной обмоткой силового трансформатора. An auxiliary power source connected through a phototransistor to the input of the thyristor is, in the first case, made in the form of an inserted capacitor connected through a rectifier to an additional winding of the power transformer.

Кроме того, изобретение направлено на решение задачи упрощения конструкции устройства за счет исключения дополнительной обмотки силового трансформатора преобразователя, предназначенной для питания цепи управления тиристором. In addition, the invention is aimed at solving the problem of simplifying the design of the device by eliminating the additional winding of the power transformer of the converter designed to power the thyristor control circuit.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в устройстве вспомогательный источник выполнен в виде накопительного конденсатора, вывод соединения которого с диодом через анод-катод введенного динистора присоединен к введенному резистору, подключенному к фототранзистору оптопары. The solution of this problem is achieved by the fact that in the device an auxiliary source is made in the form of a storage capacitor, the output of the connection of which with the diode through the anode-cathode of the introduced dinistor is connected to the introduced resistor connected to the optocoupler phototransistor.

Технический результат, который может быть получен при реализации такого устройства, выражается в упрощении конструкции устройства за счет исключения дополнительной обмотки силового трансформатора преобразователя, высокочастотного выпрямителя и конденсатора, предназначенных для формирования управляющего напряжения тиристора. В предлагаемом устройстве аналогично функцию выполняет накопительный конденсатор. The technical result that can be obtained by implementing such a device is expressed in simplifying the design of the device by eliminating the additional winding of the power transformer of the converter, a high-frequency rectifier, and a capacitor designed to generate the control voltage of the thyristor. In the proposed device, similarly, the function is performed by the storage capacitor.

На фиг. 1 представлена электрическая схема устройства для запуска сетевого преобразователя напряжения; на фиг. 2 - электрическая схема устройства для запуска сетевого преобразователя напряжения, позволяющего упростить конструкцию устройства, электрическая схема которого представлена на фиг. 1; на фиг. 3 - временные диаграммы работы устройства на фиг. 1; на фиг. 4 - временные диаграммы работы устройства на фиг. 2. In FIG. 1 is an electrical diagram of a device for starting a line voltage converter; in FIG. 2 is an electrical diagram of a device for starting a network voltage converter, which simplifies the design of the device, the electrical circuit of which is shown in FIG. 1; in FIG. 3 is a timing diagram of the operation of the device of FIG. 1; in FIG. 4 is a timing diagram of the operation of the device of FIG. 2.

Предлагаемое устройство содержит входной сетевой выпрямитель 1, входной низкочастотный конденсатор 2, соединенный с выходом выпрямителя 1 через нелинейную зарядную цепь, включенную между положительным выводом выпрямителя 1 и положительным выводом конденсатора 2 и состоящую из соединенных параллельно тиристора 3, анодом подключенного к положительному выводу выпрямителя 1, и цепи, содержащей соединенные последовательно токоограничивающий резистор 4, диод 5, анодом подключенный к резистору 4, и соединенные параллельно накопительный конденсатор 6 со стабилитроном 7, катод которого соединен с катодом диода 5, высокочастотный преобразователь постоянного напряжения 8, силовой вход которого получает питание от конденсатора 2, а выход преобразователя 8 соединен с нагрузкой 9, схему управления 10 преобразователем, задающий генератор которой получает питание от конденсатора 6, устройство запуска тиристора, состоящее из высокочастотного выпрямителя 11, подключенного к дополнительной обмотке силового трансформатора преобразователя 8, конденсатора 12, включенного между положительным и отрицательным выводами выпрямителя 11, резистора 13, включенного между катодом и управляющим электродом тиристора 3, и фототранзистора 14 оптопары, коллектор которого соединен с катодом тиристора 3, а эмиттер - с отрицательным выводом выпрямителя 11, управляющий электрод тиристора 3 соединен с положительным выводом выпрямителя 11, цепь самопитания задающего генератора схемы управления, состоящую из выпрямителя 15, вход которого соединен с второй дополнительной обмоткой силового трансформатора преобразователя 8, и сглаживающего дросселя 16, включенного между положительным выводом выпрямителя 15 и катодом стабилитрона 7, цепочку формирования импульсов запуска тиристора, состоящую из резистора 17, динистора 18, конденсатора 19, динистора 20, резистора 21, светодиода 22 транзисторной оптопары и резистора 23, причем конденсатор 19 соединен параллельно с цепочкой, содержащей последовательно соединенные динистор 20 и резистор 21, и с цепочкой, содержащей последовательно соединенные светодиод 22 оптопары и резистор 23. The proposed device comprises an input mains rectifier 1, an input low-frequency capacitor 2, connected to the output of the rectifier 1 through a non-linear charging circuit connected between the positive terminal of the rectifier 1 and the positive terminal of the capacitor 2 and consisting of a parallel connected thyristor 3, an anode connected to the positive terminal of the rectifier 1, and a circuit comprising a series-limiting current-limiting resistor 4, a diode 5, an anode connected to a resistor 4, and a storage condense connected in parallel ator 6 with a zener diode 7, the cathode of which is connected to the cathode of the diode 5, a high-frequency DC-voltage converter 8, the power input of which is powered by a capacitor 2, and the output of the converter 8 is connected to a load 9, the control circuit 10 of the converter, the master oscillator of which is powered by a capacitor 6, a thyristor triggering device, consisting of a high-frequency rectifier 11 connected to an additional winding of the power transformer of the converter 8, a capacitor 12 connected between the positive and the negative terminals of the rectifier 11, the resistor 13 connected between the cathode and the control electrode of the thyristor 3, and the optocoupler phototransistor 14, the collector of which is connected to the cathode of the thyristor 3, and the emitter with the negative terminal of the rectifier 11, the control electrode of the thyristor 3 is connected to the positive terminal of the rectifier 11, self-supply circuit of the master oscillator of the control circuit, consisting of a rectifier 15, the input of which is connected to the second additional winding of the power transformer of the converter 8, and a smoothing inductor 16, incl. connected between the positive terminal of the rectifier 15 and the cathode of the zener diode 7, the thyristor triggering pulse formation chain consisting of a resistor 17, a dinistor 18, a capacitor 19, a dinistor 20, a resistor 21, an LED 22 of a transistor optocoupler and a resistor 23, and the capacitor 19 is connected in parallel with the chain, containing a series-connected dinistor 20 and a resistor 21, and with a chain containing a series-connected LED 22 of the optocoupler and the resistor 23.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При подключении устройства к сети с напряжением U_c (фиг. 3) начинается процесс зарядки конденсатора 2 по цепи положительный вывод выпрямителя 1 - резистор 4 - диод 5 - конденсатор 6 - конденсатор 2 - отрицательный вывод выпрямителя 1. Одновременно с этим происходит накопление энергии в конденсаторе 6. Напряжение U₂ на конденсаторе 2 и напряжения U₆ на конденсаторе 6 увеличиваются в моменты появления в зарядной цепи импульсов зарядного тока I_зар. В это время в цепи формирования импульсов запуска тиристора происходят следующие процессы. Как только входное сетевое напряжение превысит напряжение на конденсаторе 2 на величину напряжения пробоя динистора 18, последний открывается (конденсатор 19 к этому моменту полностью разряжен), вследствие чего возникает бросок тока через конденсатор 19, амплитуда которого определяется величиной напряжения пробоя динистора 18 и величиной сопротивления резистора 17. Напряжение U₁₉ на конденсаторе 19 начинает возрастать. По мере увеличения напряжения на конденсаторе 19 в цепи светодиод 22 - резистор 23 появляется ток Iд, который также возрастает пропорционально величине напряжения конденсатора 19. Параметры схемы выбраны таким образом, что цепочка светодиод 22 - резистор 23 практически не оказывает влияния на процесс заряда конденсатора 19, поэтому напряжение на конденсаторе увеличивается до величину напряжения пробоя U_пр20 динистора 20. При возникновении пробоя динистора 20 происходит быстрый разряд конденсатора 19 по цепи динистор 20 - резистор 21. Эта цепь оказывает шунтирующее действие на цепь светодиод 22 - резистор 23, вследствие чего ток через светодиод 22 быстро уменьшается. На этом формирование импульса запуска тиристора заканчивается. Затем напряжение на конденсаторе снова возрастает до некоторого значения, которое прямо пропорционально амплитуде импульса зарядного тока I_зар, и далее уменьшается, повторяя по форме импульс зарядного тока. Это вызвано тем, что через цепочку формирования импульсов запуска тиристора при открытом динисторе 18 протекает часть зарядного тока конденсатора 2. Как только напряжение U_c понизится до уровня напряжения на конденсаторе 2, динистор 18 закрывается, конденсатор 19 к этому моменту оказывается практически полностью разряженным. Небольшой остаток своей энергии, после прекращения действия импульса зарядного тока конденсатор 19 расходует на резисторах 21 и 23. После того как ток в цепи динистора 20 уменьшится до величины тока удержания, динистор 20 также закрывается. По мере увеличения напряжения на конденсаторе 2 амплитуда зарядных импульсов уменьшается, а амплитуда импульсов запуска тиристора не изменяется, поскольку она определяется напряжением пробоя динистора 18 и параметрами схемы. К моменту дозарядки конденсатора 2 амплитуда зарядных импульсов тока через светодиод оптопары становится настолько мала, что свечения диода 22 не возникает, чем исключается возможность запуска тиристора при больших напряжениях анод-катод. По мере заряда конденсаторов 2 и 6, когда напряжение на конденсаторе 6 достигнет некоторого порогового уровня U_пор, запускается задающий генератор схемы управления 10. Начинают формироваться необходимые для системы управления вспомогательные напряжения. Управляющие сигналы U_у с выхода схемы управления подаются на высокочастотный преобразователь, и он начинает работать. После достижения напряжения на конденсаторе 12 устройства запуска тиристора величины, достаточной для запуска тиристора, последний открывается в момент появления очередного импульса запуска. При этом фототранзистор 14 открывается и замыкает цепь протекания тока конденсатора 12 через управляющий электрод тиристора 3. При открывании тиристора его напряжение анод-катод минимально, чем и достигается уменьшение амплитуды импульса тока дозарядки конденсатора 2. После отпирания тиристора диод 5 запирается и конденсатор 6 оказывается подключенным только к цепи самопитания, которая к этому моменту времени находится уже в рабочем состоянии, тем самым обеспечивается необходимое питание схемы управления 10. Кроме того, отпирание тиристора происходит при напряжении на конденсаторе 19, меньшем напряжения пробоя U_пр20 динистора 20, при этом резко уменьшается ток заряда конденсатора 19, так как в этом случае тиристор шунтирует цепь формирования импульсов запуска. Конденсатор 19 разряжается через светодиод 22 и резистор 23. Таким образом, включение тиристора приводит к формированию спада импульса запуска тиристора. В стационарном режиме работы устройства формирование импульсов запуска тиристора происходит аналогично, обеспечивая устойчивый запуск тиристора при условии, что к моменту очередной дозарядки конденсатора 2 последний разрядился на величину напряжения, большую напряжения пробоя динистора 18, которое выбирается как правило 5. . . 6 В. Длительность импульса запуска тиристора выбирается исходя из времени достижения тока через тиристор его нормированного значения, т. е. тока удержания. В предлагаемом устройстве длительность импульса будет определяться постоянной времени заряда конденсатора 19 и напряжением пробоя динистора 20 до момента отпирания тиристора, а в стационарном режиме работы длительность импульса ограничивается временем включения тиристора. В предлагаемой структуре цепь формирования импульсов запуска тиристора формирует импульс запуска трапециевидной формы с крутым фронтом и спадом импульса.When the device is connected to a network with a voltage U _c (Fig. 3), the process of charging a capacitor 2 along the circuit starts with the positive output of the rectifier 1 - resistor 4 - diode 5 - capacitor 6 - capacitor 2 - negative output of the rectifier 1. At the same time, energy is accumulated in capacitor 6. The voltage U ₂ on the capacitor 2 and the voltage U ₆ on the capacitor 6 increase at the moment of appearance of the charging current pulses in the charging circuit I _charge . At this time, the following processes occur in the thyristor trigger pulses. As soon as the input mains voltage exceeds the voltage across the capacitor 2 by the breakdown voltage of the dynistor 18, the latter opens (the capacitor 19 is completely discharged by this moment), as a result of which a surge of current occurs through the capacitor 19, the amplitude of which is determined by the breakdown voltage of the dynistor 18 and the resistance value of the resistor 17. The voltage U ₁₉ on the capacitor 19 begins to increase. As the voltage across the capacitor 19 increases, a current Id appears in the circuit of the LED 22 - resistor 23, which also increases in proportion to the voltage of the capacitor 19. The circuit parameters are selected so that the circuit of the LED 22 - resistor 23 practically does not affect the charging process of the capacitor 19, therefore, the capacitor voltage increases to the breakdown voltage value U _pr20 dynistor 20. in the event of breakdown dynistor 20 is rapid discharge of the capacitor 19 to circuit Shockley diode 20 - resistor 21. This circuit exerting t shunting effect on the LED circuit 22 - resistor 23, whereby the current through the LED 22 decreases rapidly. On this, the formation of the triggering pulse of the thyristor ends. Then the voltage across the capacitor again increases to a certain value, which is directly proportional to the amplitude of the charge current pulse I _zar , and then decreases, repeating the shape of the charge current pulse. This is due to the fact that part of the charging current of the capacitor 2 flows through the thyristor start-up pulse generation chain when the dynistor 18 is open. As soon as the voltage U _c decreases to the voltage level on the capacitor 2, the dynistor 18 closes, the capacitor 19 is almost completely discharged by this moment. After the cessation of the charge current pulse, the small capacitor 19 spends on the resistors 21 and 23. After the current in the circuit of the dynistor 20 decreases to the value of the holding current, the dynistor 20 also closes. As the voltage across the capacitor 2 increases, the amplitude of the charging pulses decreases, and the amplitude of the triggering pulses of the thyristor does not change, since it is determined by the breakdown voltage of the dynistor 18 and the circuit parameters. By the time of charging the capacitor 2, the amplitude of the charging current pulses through the LED of the optocoupler becomes so small that the luminescence of the diode 22 does not occur, which excludes the possibility of starting the thyristor at high anode-cathode voltages. As the capacitors 2 and 6 charge, when the voltage across the capacitor 6 reaches a certain threshold level U _{then the} master oscillator of the control circuit 10 starts. Auxiliary voltages necessary for the control system begin to form. The control signals U _y from the output of the control circuit are fed to a high-frequency converter, and it starts to work. After reaching the voltage across the capacitor 12 of the thyristor triggering device, a value sufficient to start the thyristor, the latter opens at the moment of the appearance of the next trigger pulse. In this case, the phototransistor 14 opens and closes the current path of the capacitor 12 through the control electrode of the thyristor 3. When the thyristor is opened, its voltage anode-cathode is minimal, which reduces the amplitude of the charging current pulse of the capacitor 2. After unlocking the thyristor, the diode 5 is closed and the capacitor 6 is connected only to the self-supply circuit, which at this point in time is already in working condition, thereby providing the necessary power to the control circuit 10. In addition, unlocking the thyristor and occurs when the voltage across the capacitor 19 is less _{than the} breakdown voltage U _{pr20 of the dynistor} 20, while the charge current of the capacitor 19 decreases sharply, since in this case the thyristor shunts the start pulse formation circuit. The capacitor 19 is discharged through the LED 22 and the resistor 23. Thus, the inclusion of the thyristor leads to the formation of a drop in the trigger pulse of the thyristor. In the stationary mode of operation of the device, the formation of thyristor start pulses occurs similarly, providing a stable thyristor start-up, provided that by the time of the next recharging of the capacitor 2, the latter is discharged by a voltage value greater than the breakdown voltage of the dynistor 18, which is selected as a rule 5.. . 6 V. The duration of the thyristor start pulse is selected based on the time the current through the thyristor reaches its normalized value, i.e., the holding current. In the proposed device, the pulse duration will be determined by the constant charge time of the capacitor 19 and the breakdown voltage of the dynistor 20 until the thyristor is unlocked, and in the stationary mode of operation, the pulse duration is limited by the time the thyristor is turned on. In the proposed structure, the thyristor trigger pulse generation circuit generates a trapezoidal trigger pulse with a steep front and a pulse drop.

Согласно фиг. 2 устройство содержит входной сетевой выпрямитель 1. входной низкочастотный конденсатор 2, соединенный с выходом выпрямителя 1 через нелинейную зарядную цепь, включенную между положительным выводом выпрямителя 1 и положительным выводом конденсатора 2 и состоящую из соединенных параллельно тиристора 3 и цепи, содержащей последовательно соединенные резистор 4, диод 5 и соединенные параллельно накопительный конденсатор 6 со стабилитроном 7, высокочастотный преобразователь постоянного напряжения 8, выход преобразователя соединен с нагрузкой 9, схему управления 10 преобразователем, задающий генератор которой получает питание от конденсатора 6, цепь самопитания задающего генератора схемы управления, состоящую из выпрямителя 11. вход которого соединен с дополнительной обмоткой силового трансформатора преобразователя 8, и сглаживающего дросселя 12, включенного между положительным выводом выпрямителя 11 и катодом стабилитрона 7, цепочку формирования импульсов запуска тиристора, состоящую из резистора 13, динистора 14, конденсатора 15, динистора 16, резистора 17, светодиода транзисторной оптопары 18 и резистора 19, цепочку управления тиристором, состоящую из динистора 21, резистора 20, фототранзистора оптопары 22 и резистора 23, причем резистор 23 подключен между катодом и управляющим электродом тиристора, резистор 20 включен между коллектором фототранзистора 22 и катодом динистора 21, который своим анодом соединен с положительным выводом конденсатора 6, эмиттер фототранзистора 22 соединен с управляющим электродом тиристора. According to FIG. 2, the device comprises an input mains rectifier 1. an input low-frequency capacitor 2 connected to the output of rectifier 1 through a non-linear charging circuit connected between the positive terminal of rectifier 1 and the positive terminal of capacitor 2 and consisting of a thyristor 3 connected in parallel and a circuit containing resistor 4 connected in series diode 5 and parallel connected storage capacitor 6 with a zener diode 7, high-frequency DC-DC converter 8, the output of the converter is connected to the load 9, a control circuit 10 of the converter, the master oscillator of which is powered by a capacitor 6, a self-feeding circuit of the master oscillator of the control circuit, consisting of a rectifier 11. the input of which is connected to the additional winding of the power transformer of the converter 8, and a smoothing inductor 12 connected between the positive terminal of the rectifier 11 and the cathode of the zener diode 7, the thyristor triggering pulse formation chain consisting of a resistor 13, a dinistor 14, a capacitor 15, a dinistor 16, a resistor 17, a transistor LED the first optocoupler 18 and the resistor 19, the thyristor control chain, consisting of a dinistor 21, a resistor 20, an optocoupler phototransistor 22 and a resistor 23, the resistor 23 being connected between the cathode and the thyristor control electrode, the resistor 20 is connected between the collector of the phototransistor 22 and the cathode of the dinistor 21, which its anode is connected to the positive terminal of the capacitor 6, the emitter of the phototransistor 22 is connected to the control electrode of the thyristor.

Работа предлагаемого устройства аналогична работе устройства по фиг. 1 за исключением того, что цепь управления тиристором получает питание от накопительного конденсатора 6. При этом несколько видоизменяется процесс запуска преобразователя. При достижении напряжением U₆ на конденсаторе 6 в процессе заряда некоторого установленного порогового уровня U_пор1 в устройстве управления 10 происходит включение цепи формирования импульса запуска задающего генератора, далее через некоторое время формируется импульс запуска задающего генератора. В течение этого времени напряжение U₆ продолжает возрастать, так как в это время к конденсатору 6 подключена малая нагрузка в виде цепи формирования импульса запуска задающего генератора. При достижении напряжением U₆ величины пробоя U_пр21 динистора 21, цепь управления тиристором готова к запуску тиристора, при условии открывания фототранзистора 22. При появлении очередного импульса запуска тиристора, фототранзистор 22 открывается, тем самым замыкается цепь протекания тока через управляющий электрод тиристора. Таким образом, при такой структуре устройства управления тиристором импульс тока дозарядки конденсатора 2 возникает до момента появления напряжений на вторичных обмотках силового трансформатора преобразователя. После запуска тиристора диод 6 закрывается и конденсатор 6 оказывается подключенным только к цепи самопитания. Затем через некоторое время происходит запуск преобразователя, начинает формироваться импульсное напряжение в дополнительной обмотке силового трансформатора, предназначенной для обеспечения питанием схемы управления. Параметры схемы выбраны таким образом, что до момента появления напряжения в цепи самопитания конденсатор 6 не успевает разрядиться до минимально допустимого напряжения, необходимого для устойчивой работы автогенератора схемы управления 10, выполненного на основе схемы Ройера. После запуска задающего генератора до момента дозарядки конденсатора 6 по цепи самопитания данный конденсатор разряжается, поэтому напряжение на нем будет меньше напряжения пробоя динистора 21. Это приводит к тому, что тиристор в течение этого интервала будет закрыт, поэтому напряжение U₂ на конденсаторе 2 в течение этого интервала также несколько уменьшится, но поскольку его дозарядка уже была осуществлена, такое уменьшение напряжения не приведет к срыву процесса запуска преобразователя. После дозаряда конденсатора 6 по цепи самопитания до напряжения, превышающего напряжение пробоя динистора 21, очередным импульсом запуска тиристора конденсатор 2 дозаряжается и устройство переходит в стационарный режим работы. В предложенной структуре устройства запуска в отличие от предшествующей, конденсатор 6 выполняет три следующие функции: является запускающим, выполняет роль конденсатора LC-фильтра в цепи питания схемы управления и является источником напряжения для цепи запуска тиристора. Предлагаемые устройства достаточно экономичны с точки зрения потерь энергии и не приводят к ухудшению массогабаритных показателей известного устройства. Это вызвано тем, что цепь формирования импульсов запуска тиристора является маломощной и ее элементы имеют сравнительно небольшие массу и габариты.The operation of the proposed device is similar to the operation of the device of FIG. 1 except that the thyristor control circuit receives power from the storage capacitor 6. At the same time, the process of starting the converter is slightly modified. When the voltage U ₆ on the capacitor 6 reaches a certain threshold level U _por1 during _charging , the control circuit 10 _switches on the drive pulse generation circuit of the master oscillator, then after a while the trigger pulse of the master oscillator is generated. During this time, the voltage U ₆ continues to increase, since at this time a small load is connected to the capacitor 6 in the form of a drive pulse generation circuit of the master oscillator. When voltage U ₆ reaches the breakdown value U _{pr21 of dynistor} 21, the thyristor control circuit is ready to start the thyristor, provided that the phototransistor 22 is opened. When the next thyristor start pulse appears, the phototransistor 22 opens, thereby closing the current flow through the thyristor control electrode. Thus, with such a structure of the thyristor control device, the pulse of the charging current of the capacitor 2 occurs until the voltage on the secondary windings of the power transformer of the converter appears. After starting the thyristor, the diode 6 closes and the capacitor 6 is connected only to the self-supply circuit. Then, after some time, the converter starts up, the pulse voltage begins to form in the additional winding of the power transformer, designed to provide power to the control circuit. The circuit parameters are selected in such a way that until the voltage appears in the self-supply circuit, the capacitor 6 does not have time to discharge to the minimum allowable voltage necessary for the stable operation of the oscillator of the control circuit 10, based on the Royer circuit. After starting the master oscillator until the capacitor 6 is recharged through the self-supply circuit, this capacitor is discharged, so the voltage on it will be less than the breakdown voltage of the dynistor 21. This leads to the thyristor being closed during this interval, therefore, the voltage U ₂ on the capacitor 2 for this interval will also decrease slightly, but since it has already been recharged, such a decrease in voltage will not lead to disruption of the converter start-up process. After recharging the capacitor 6 through the self-supply circuit to a voltage exceeding the breakdown voltage of the dynistor 21, the capacitor 2 is recharged with the next thyristor start-up pulse and the device goes into stationary operation mode. In the proposed structure of the triggering device, unlike the previous one, the capacitor 6 performs the following three functions: it is the triggering one, it acts as an LC filter capacitor in the power circuit of the control circuit and is a voltage source for the thyristor trigger circuit. The proposed device is quite economical in terms of energy loss and does not lead to a deterioration of the overall dimensions of the known device. This is due to the fact that the thyristor triggering pulse formation circuit is low-power and its elements have relatively small mass and dimensions.

Claims

1. DEVICE FOR STARTING A NETWORK VOLTAGE CONVERTER, containing an input mains rectifier, an input low-frequency capacitor connected to the output of the input rectifier through a non-linear charging circuit connected between the positive terminals of the rectifier and this capacitor and consisting of parallel connected thyristor anode connected to the positive , and a circuit comprising a series-limiting resistor, a diode whose anode is connected to the resistor, and parallel to an internal storage capacitor and a zener diode, the cathode of which is connected to the cathode of the diode, the current-limiting resistor is connected to the positive terminal of the rectifier, a high-frequency DC-DC converter, the power input of which is connected to the input low-frequency capacitor, and the output is connected to the output terminals for connecting the load, the control circuit of the high-frequency converter, the master oscillator of which is connected along the power supply circuit with a storage capacitor, connected to the input of the auxiliary thyristor power supply, self-supply circuit of the master oscillator of the control circuit, consisting of an additional high-frequency rectifier connected to the second additional winding of the power transformer of the converter, and a smoothing inductor connected between the positive terminal of the rectifier and the zener diode cathode, characterized in that between the positive terminals of the input mains rectifier and the input low-frequency capacitor is connected to the thyristor trigger pulse formation circuit, consisting of connected sequentially of a current-limiting resistor connected to the positive terminal of the input rectifier, the first dynistor, the anode of which is connected to the current-limiting resistor, and a circuit containing three parallel-connected circuits, the first of which contains a capacitor, the second is a series-connected second dinistor, the anode of which is connected to the cathode of the first a dynistor, and a resistor, the third is a series-connected LED of a transistor optocoupler, the anode of which is connected to the cathode of the first dinistor, and a resistor, and with union of the auxiliary power supply to the input thyristor shunted resistor effected through phototransistor optocoupler.

2. The device according to claim 1, characterized in that the auxiliary source is made in the form of a capacitor through a rectifier connected to an additional winding of a power transformer.

3. The device according to p. 1, characterized in that the auxiliary source is made in the form of a storage capacitor, the output of the connection of which with the diode through the anode - cathode of the introduced thyristor is connected to the inserted resistor.