SU1181085A1 - Регулируемый тиристорный преобразователь переменного напр жени - Google Patents

Abstract

РЕГУЛИРУЕМЫЙ ТИРИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ , содержащий тиристорный ключ, включенный между входным и выходным выводами, блок питани , выполненньй в виде трансформатора, первична  обмотка которого подключена к входным вьгоодам, а вторична  - к вьшодам переменного тока первого выпр мительного моста, к выводам посто нного тока которого подключен фильтр, последовательно соединенные формирователь разр дных импульсов, генератор пилообразного напр жени , содержащий конденсатор, сравнивающее устройство на транзисторном ключе, к базе которого через резистор подключен вывод дп  подключени  сигнала управлени , а эмиттерколлекторна  цепь которого через первичную обмотку импульсного трансформатора св зана с выходом фильтра блока питани , при этом формирователь разр дных импульсов выполнен в виде двух последовательно соединенных инвертирующих усилителей и разделительного диода,, вход первого инвертирующего усилител  подключен к выводам выпр мительного моста, формирующим однопол рное напр жение, выводы питани  первого инвертирующего усилител  соединены с выходом фильтра блока питани , кроме того,первична  обмотка импульсного трансформатора зашунтирована диодом во встречном направлении , а вторична  обмотка подключена в- цепь управлени  тиристорами, отличающийс  тем, что, с целью.упрощени  и повьшени  точности , в блок питани  введен второй выпр митель, выводы посто нного то .ка которого включены согласно последовательно с выводами посто н (Л ного тока первого вьшр мител , импульсный трансформатор снабжен дополнительной обмоткой, база-эмиттерный переход транзисторного ключа зашунтирован в обратном направлении введенным ускор ющим диодом, при этом конденсатор генератора пило00 X) образного напр жени  образует последовательную цепь с дополнительной обмоткой импульсного трансформатора , включенную между базой к эмиттером транзисторного ключа, выел воды питани  второго инвертирующего усилител  соединены с крайними выводами цепи из последовательно соединенных выводов посто нного тока первого и второго выпр мителей, база транзисторного ключа через разделительный диод соединена с выходом второго инвертирующего усилител .

Description

Изобретение относитс  к электро технике и может быть использовано в аппаратуре фазового регулировани мощности, например регулировани  лагрева электропечей, тиглей, инфр красных излучателей, сушильных шка фов, термостатов, освещени  зрител ных залой, световой рекламной аппа ратуры и пр. Цель изобретени  - упрощение и повьшение точности. На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства, на фиг.2 временные диаграммы его работы. Устройство содержит тиристорньй ключ 1, блок 2 питани , формирователь 3 разр дных импульсов, формировлтель 4 импульсов управлени , выход тиристорного ключа 1 подсоединен к нагрузке 5..Блок 2 пита-. ни ; содержит трансформатор 6, выпр мительный мост 7, конденсатор 8 фильтра и выпр митель 9 питающего напр жени  обратной пол рности. Формирователь 3 разр дных импульсов содержит два инвертирующих усилител , выполненных на транзисторах 10 и 11, разделительные диоды 12, резисторы 13-20 и разделительньй конденсатор 21. Формирователь 4 импульсов управлени  содержит транзистор 22, врем задающие резистор 23 и конден сатор 24, ускор ющий диод 25,-импульсный трансформатор 26, за1ЩТНЫЙ диод 27 и ограничительный резистор 28, врем задающий резис-. тор 23 подключен к входу управл ющего напр жени . Трансформатор 6 имеет три обмотки: первичную - сет вую, -подключенную к источнику пере менного напр жени , вторичную, под соединенную к выпр мительному мосту 7, и вспомогательную, подключенную к маломощному выпр мителю 9 питающего напр жени  обратной пол  ности. Вьшр митель 9 может быть вы полнен, например, по однополуперио ной схеме выпр млени . К выходу вы пр мительного моста 7 подключен конденсатор 8 фильтра, сглаживающий питающее напр жение, которое подаетс  через резисторы 16 и 17 на коллекторы транзисторов 10 и 11 а также на формирователь 4 импульсов управлени . Выход выпр мител  9 подключен к эмиттеру транзистора 11 второго ка 852 када формировател  3 и к базовому резистору 19 этого транзистора 11. База транзистора 10 первого каскада подключена к диа.гонали переменного тока выпр мительного моста через резисторы 13 и 14 и к общей шине через резистор 15. Эмиттер транзистора 10 подключен к общей шине. База транзистора 11 соединена с коллектором транзистора 10 через последовательно соединенные разделительный конденсатор 21 и ограничительный резистор 18. К коллектору транзистора 11 через ограничительный резистор 20 подключены разделительные диоды 12. В формирователе 4 импульсов управлени  .транзистор 22, конденсатор 24, импульсный трансформатор 26 и . защитный диод 27 образуют -стандартную схему транзисторного блокинггенератора , котора  дополнена в предлагаемом устройстве подключенными к базе транзистора 22 врем задающим резистором 23 и ускор ющим диодом 25, другой .вывод которого подключен к общей шине. К базе транзистора 22 подключен также разделительный диод 12, через которьш Ьоступают разр дные импульсы. Один из выводов выходной обмотки импульсного трансформатора 26 через ограничительный резистор 28-подключен к управл ющему электроду тиристорного ключа 1, другой вывод -. к выходу тиристорного ключа 1 и к одному из выводов нагрузки 5. Устройство работает следующим образом. . Положительные импульсы - полуволны , имеюш 1ес  на выводах диагонали переменного тока вьтр мительного моста 7, через .делители, образованные резисторами 13, 15 или 14, 15, открывают транзистор 10.. За счет наличи  некоторого, отличного от нул , порогового напр жени  открывани  транзистора 10 этот транзистор 10 остаетс  закрытым в начале ив конце каждой полуволны. В эти моменты времени конденсатор 21 зар жаетс  через резистор 16, и транзистор 11 открыт; Таким образом , на коллекторе транзистора 11 (фиг.26) формируютс  отрицательные импульсы, частота .которых вдвое превьпвает частоту питающей сети 3 ( фиг.2а).-Длительность этих разр д ных импульсов можно регулировать, измен   величину резистора 15,т.е измен   коэффициент делени  делит лей на резисторах 13, 15 и 14, 15 Резистор 18 служит дл  ограничени разр дного тока конденсатора 21. Во врем  разр дного импульса ток проходит по цепи: диод 25, ра лительный диод 12, резистор 20, .транзистор 11, выпр митель 9.Длительность разр дных импульсов выб раетс  такой, чтобы конденсатор 2 успел перезар дитьс  за врем  импульса до напр жени , равного нап жению на открытом диоде 25. Транзистор 22 во врем  разр дного импульса закрыт этим напр жением. По окончании каждого разр дного импульса конденсатор 24 начинает зар жатьс  через резистор 2-3 от напр жени  управлени  ( ). На базе транзистора 22 формируетс  пилообразное напр жение (фиг.2в), нарастающее тем быстрее, чем больш величина .B некоторый момент времени пилообразное, напр жение достигает такого уровн , что транзистор 22 открьгоаетс , начинаетс  генераци  импульсов формирователем 4 импульсов управлени . От первого же импульса срабатывает тиристорньш ключ 1, напр жение питающей -сети поступает на нагрузку 5 . На фиг. 2в условно показаны вре менные диаграммы напр жени  на баз транзистора 22 при различных зна .чени х Uynp- При Uynp. 1 меньшем, чем , где и(,р - напр жение открывани  транзистора 22, выполн ющего в дан ном случае функции сравнивающего устройства, транзистор 22 не откро етс , соответственно, тиристорный ключ 1 будет посто нно закрыт, на нагрузке 5 мощность не вьщел ет с . При увеличении ДО U .2 большего, чем и,,р , происходит открывание транзистора 22, формирователь 4 импульсов переходит в автоколебательный режим генерации импульсов. При по влении перво го же импульса срабатьшает тирис торный ключ 1, на нагрузке 5 будет выдел тьс  некотора  мощност 854 Дальнейшее увеличение U.pp приводит к уменьшению задержки открыва- , ни  транзистора 22 и, соответственно, к росту мощности, вьщел емой в нагрузке 5. Таким образом, измен   можно плавно регулировать мощность,выдел емую в нагрузке 5. Работа,блокинг-генератора 4. . В момент открывани  транзистора 22 происходит нарастание тока в коллекторной обмотке импульсного трансформатора 26. Это приводит к по влению тока в базовой обмотке этого трансформатора 26, конденсатор 24 через резистор 23 и внутреннее сопротивление источника начинает перезар жатьс , на резисторе 23 возникает напр жение, открьшающее транзистор 22. Происходит блокинг-процесс , в результате которого насьщаетс  сердечник импульсного трансформатора 26, ток в коллекторной , цепи перестает нарастать. Ток зар да конденсатора 24 начинает снижатьс , что приводит к уменьшению напр жени  на резисторе 23, и к началу закрывани  транзистора 22 уменьшаетс  ток в коллекторной обмотке. Происходит обратный, блокинг-процесс,в результате которого конденсатор 24 быстро перезар жаетс  через базовую обмотку трансформатора 26 и через диод 25, транзистор 22 закрываетс . Диод 27 преп тствует возникновению , на коллекторе транзистора 22 высокого обратного напр жени , разр жа  коллекторную обмотку трансформатора 26. Введение в схему диода 25 резко уменьшает скважность генерации импульсов за счет снижени  остаточно- го напр жени  на конденсаторе 24, стабилизирует частоту генерируемых импульсов. Резистор 28 ограничивает, ток управл ющего электрода тиристорного ключа. На фиг.1 показан тиристорный ключ в ввде симметричного тиристора (симистора) . Возможно также применение обычных тиристоров в этом случае импульсный трансформатор 26 должен, содержать двевыходные обмотки (как это сделано в известном устройстве).

S1181085«

При многоканальном исполнении ре- диодов 12 выбираетс  равным количест гул тора мощности повтор ютс  лишь ву каналов регулировани . Резистор 20 блоки Аи 1,количестворазделительных : ограничивает ток транзистора 11 .

Claims (1)

1. РЕГУЛИРУЕМЫЙ ТИРИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий тиристорный ключ, включенный между входным и выходным выводами, блок питания, выполненный в виде трансформатора, первичная обмотка которого подключена к входным выводам, а вторичная - к выводам переменного тока первого выпрямительного моста, к выводам постоянного тока которого подключен фильтр, последовательно соединенные формирователь разрядных импульсов, генератор пилообразного напряжения, содержащий конденсатор, сравнивающее устройство на транзисторном ключе, к базе которого через резистор подключен вывод для подключения сигнала управления, а эмиттерколлекторная цепь которого через первичную обмотку импульсного трансформатора связана с выходом фильтра блока питания, при этом формирователь разрядных импульсов выполнен в виде двух последовательно соединенных инвертирующих усилителей и разделительного диода, вход первого инвертирующего усилителя подключен к выводам выпрямительного моста, формирующим однополярное напряжение, выводы питания первого инвертирующего усилителя соединены с 'выходом фильтра блока питания, кроме того,первичная обмотка импульсного трансформатора зашунтирована диодом во встречном направлении, а вторичная обмотка подключена в- цепь управления тиристорами, отличающийся тем, что, с целью.упрощения и повышения точности, в блок питания введен второй выпрямитель, выводы постоянного тока которого включены согласно последовательно с выводами постоянного тока первого выпрямителя, импульсный трансформатор снабжен дополнительной обмоткой, база-эмиттерный переход транзисторного ключа зашунтирован в обратном направлении введенным ускоряющим диодом, при этом конденсатор генератора пилообразного напряжения образует последовательную цепь с дополнительной обмоткой импульсного трансформатора, включенную между базой и эмиттером транзисторного ключа, выводы питания второго инвертирующего усилителя соединены с крайними выводами цепи из последовательно соединенных выводов постоянного тока первого и второго выпрямителей, база транзисторного ключа через разделительный диод соединена с выходом второго инвертирующего усилителя.

   SU „1181085

   I