SU1134995A1 - Импульсный регул тор посто нного напр жени - Google Patents

Abstract

ИНПУЛЮНЫЙ РЕГУЛЯТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий параллельно с0единени1№ основной транзистор и тиристор, включенные между входиьн и выходным выводами, и последовательно соединенный с ними LC-сглаживакщий фильтр, вход которого зашун тировав диодом в обратном направлении, a также блок управлени , выхсщами св занный с управл ющими электродами основного транзистора и тиристора отличающийс  тем, что, с целью расширени  диапазона регулировани  выходного напр жени  и частотного диапазона, он снабжен дополнительньм транзистором, включенным последовательно с тиристором, резистором , подключенньм параллельно дополнительному транзистору, причем управл ющие электроды дополнительного транзистора св заны с выходами блокао управлени . Од U сд

Description

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано в различного рода система электроснабжени  дл  преобразовани  напр жени  первичного источника элек троснабжени  в посто нное регулируемое (м, если это необходимо, стабилизированное ) напр жение требуемого уровн . , Известны импульсные регул торы no сто нного напр жени ,содержащие сило вые транзисторы и тиристоры, где дл  коммутации тиристоров используютс  полностью управл емый (дЬухоперационный ) тиристор 1, транзистор 2J или дополнительньй тиристор с коммутирующим конденсатором J, В известных схемах используетс  коммутирующий дроссель в трансформаторном или автотрансформаторном включении. Дл  осуществлени  сглажи .вани  напр жени  на нагрузке требует с  дополнительный дроссель сглаживаклцего фильтра. Известен также импульсный регул тор посто нного напр жени , содержащий последовательную цепь из транзистора и основной обмотки дроссел , включенную между входным и выходным выводами 4. . Известен импульсный регул тор посто нного напр жени , содержащий параллельно соединенные транзистор и тиристор, включенные между входным и выходным выводами, и последователь но соединенный с ними LC-сглаживающий фильтр, вход которого зашунтирован диодом в обратном направлении, а также блок управлени , выходами св занный с управл ющими электродами основного транзистора и тиристора 5 При достаточно широком мощностном диапазоне регулировани  недостатками известного устройства  вл ютс  значительна  мгновенна  мощность, вы . дел ема  в транзисторе, и ограничениый частотный диапазон работы из-за . увеличенного интервала коммутации тока нагрузки с .тиристора на транзистор . Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  импульсйый регул тор посто нного напр жени , содержащий параллельно соединенные транзистор и тиристор , включенные между входным и выходным выводами, и последовательно соединенньш с ними LC-сглаживающий фильтр, вход которого зашунтиро ван диодом в обратном направлении, а также блок управлени , выходами св занный с управл ющими электродами основного транзистора и тиристора , причем последовательно с тиристором включен диод в пр мом на- . правлении. Это устройство обладает значительно более низкой мгновенной мощностью, выдел емой в транзисторе бЗ. Недостатками известного устройства  вл ютс  ограниченньш диапазон регулировани  выходного напр жени  и ограниченный частотный диапа-зон работы из-за увеличенного интеррала коммутации тока нагрузки с тиристора на транзистор. Цель изобретени  - расширение диапазона регулировани  выходного напр жени  и частотного диапазона. I Поставленна  цель достигаетс  тем, что импульсный регул тор посто нного напр жени , содержащий параллельно соединенные осно.вной транзистор и тиристор , включенные между входным и выходным выводами, и последовательно соединенный с ними LC-сглаживающий фильтр, вход которого зашунтирован диодом в обратном направлении, а также блок управлени , выходами св занный с управл ющими электродами основного транзистора и тиристора, снабжен дополнительным транзистором, включенным последовательно с тиристором, а также резистором, подключенньм параллельно дополнительному транзистору, причем управл ющие электроды дополнительного транзистора св заны с выходами блока управлени . На чертеже представлена функцио- . нальна  схема предлагаемого импульсного регул тора. Импульсный регул тор содержит основной транзистор 1, LC-сглаживающий фильтр 2, вход которого зашунтирован диодом 3 в обратном направлении, йыходные выводы 4 и 5, тиристор 6, включенный последовательно с дополнительным транзистором 7, резистор 8, подключенный параллельно дополнительному транзистору 7, а также блок 9 управлени , выходами св занный с управл ющими электродами основного 1 и дополнительного 7 транзисторов и тиристора 6. При использовании предлагаемого импульсного регул тора посто нного напр жени  обеспечиваетс  такой режим работы силовых ключей, при котором в первую очередь открываетс  дополнительньй транзистор 7, затем, когда напр жение на его коллекторе спадает до значени -напр жени  насыщени , включаетс  тиристор 6 на врем , достаточное дл  восстановлени  запирающих свойств обратного диода 3, принима  при этом в свою анодную цепь ток нагрузки и ток короткого замыкани . В момент открывани  тиристора 6 обратньй диод 3 также находитс  в открытом состо нии а дополнительньй транзистор 7 - в состо нии насьлцени . В этот же момент времени начинаетс  процесс рассасывани  избыточных носителей в обратном диоде, т.е. процесс восстановлени  его запирающих свойств. Ток анода тиристора 6, следовательно и ток коллектора дополнительного тра зистора 7 начинают нарастать при одновременном убывании тока в цепи обратного диода 3. Тиристор 6 и дополнительный транзистор 7 при этом работают в режиме короткого агамыкани . На дополнительном транзисторе 7 в этом режиме выдел етс  незначительна мгновенна  мощность, так как его рабоча  точка находитс  в режиме насыщени  и падение нaпp жe и  на нем мало 0,5-0,7 В. Значительна  мгновенна  мощность выдел етс  на тиристоре 6, так как в этот момент времени он находитс  в процессе включени  и к нему прикладываетс  полное -напр жение питани . Однако этот прибор характеризуетс  высокой перегрузочной способностью и находитс  во включенном состо нии незначительную часть периода преобразовани . После снижени  до нулевого значени  тока через обратный диод 3 дополнительньй транзистор 7 выключаетс , а основной транзистор 1 включаетс , принима  на себ  только ток нагрузки. С этого мо мента ток через тиристор 6 не протека ет и он начинает восстанавливать запирающие способности. Процесс включе ни  основного транзистора 1 происходит в. облегченном режиме из-за малого падени  напр жени  на нем в момент включени  (падение напр жени  на основном транзисторе в момент вкл чени  равно суммарному падению напр  жени  на открытых тиристоре 6 и дополнительном транзисторе 7). 7 ЬсуДополнительный транзистор тириществл ет надежное запирание 1 5 , 4 стора 6 путем прерывани  его анодного тока, что позвол ет при использовании современных частотных тиристоров повысить частоту преобразовани  до 2030 кГц и построить импульсньй регул тор с высокими массогабаритными показател ми . Одновременно с этим дополнительный транзистор 7  вл етс  одним из исполнительных органов устройства защиты, регул тором, позвол ющим осуществить быстрое и надежное отключение источника первичного электроснабжени  от нагрузки при коротком замыкании в ней на интервале включенного состо ни  тиристора 6. Резистор 8 введен в схему импульсного регул тора дл  предотвращени  ложного включени  тиристора 6 в момент включени  дополнительного транзистора 7. При отсутствии указанного резистора и при запертом состо нии тиристора 6 и дополнительного транзистора 7 падение напр жени  на каждом из них распредел етс  приблизительно поровну и определ етс  половиной значени  напр жени  источника питани . В момент включени  дополнительного транзистора 7 к тиристору 6 прикладываетс  полное напр жение питани  с высокой скоростью нарастани  переднего фронта. Включение резистора 8 позвол ет значительно уменьшить пере пад напр жени , прикладываемого к тиристору 6 в момент включени  дополнительного транзистора 7 и тем самым j устранить ложноесрабатывание тиристора . Блок 9 управлени  импульсного регул тора обеспечивает формирование на выходе трех последовательностей управл ющих импульсов: последовательности управл ющих импульсов неизменной длительности, поступающих в цепь управлени  дополнительного транзистора 7; последовательности управл ющих импульсов неизменной длительности, поступающих на управл ющий электрод тиристора 6; последовательности управл Гющих импульсов с измен емой скважностью , поступающих в цепь управлени  основного транзистора 1. При этом обеспечиваетс  алгоритм работы силовых ключей, при котором в первую очередь включаетс  дополнительньй транзистор 7 и переводитс  в режим глубокого насыщени , далее на врем , достаточное дл  восстановлени  запирающих свойств диода 3, включаетс  тиристор 6 и принимает в свою аноцную цепь ток нагрузки и Ток короткого замыкани . После спада до нулевого значени  тока через диод 3 BKJiitfqaeTCH основной транзистор 5 1, принима  на себ  только ток нагрузки , что позвол ет использовать транзистор с коллекторными токами, близкими по значению к предельно допустимым

г

t1

«

3 I

А

I i

4-nrW.

Claims (1)

1. ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий парал- ^г лельно соединенные основной транзистор и тиристор, включенные между входным и выходным выводами, и последовательно соединенный' с ними LC-сглаживающий фильтр, вход которого зашун·* тирован диодом в обратном направлении, а также блок управления, выходами * связанный с управляющими электрода ми основного транзистора и тиристора, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регули рования выходного напряжения и час диапаз она, он снабжен допоптотного нительным транзистором, включенным последовательно с тиристором, резистором, подключенным параллельно дополнительному транзистору, причем управляющие электроды дополнительного транзистора связаны с выходами блока'' управления.

   СО

   СО СО СП

   1134995 . 2