SU1275704A1 - Устройство дл выпр млени напр жени переменного тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в качестве вторичного источника питани  с пониженным выходным напр жением . Цель изобретени  - упрощение устройства и повьшение его КПД. Уст1 ройство содержит подключенный к входным выводам выпр мительный мост на диодах 1-4, выходом подключенный к выходным выводам через ключевые элементы . Между общей шиной и точками соединени  диода 1 с тиристором 5 и диода 4 с тиристором 6 включены конденсаторно-диодные цепочки, соединенные по схеме делени  напр жени . Каждый из ключевых элементов состоит из тиристора 5

Description

рощению выполнени  конденсаторно-диодных цепочек и автоматическому выравниванию напр жени  на каждом кон275704 .

денсаторе до необходимого значени . Этим обеспечиваетс  достижение поставленной ц(гли. 1 з.п. ф-ды.5 ил.

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в качестве вторичного источника электр-опитани  радиоэлектронной аппаратуры . Цель изобретени  - упрощение и повышение КПД устройства. На фиг.1 представлена структурна  схема устройства дл  выпр млени  напр жени  переменного тока; на фиг.24 - электрические схемы конденсаторно-диодных цепей; на фиг.5 - электрическа  схема устройства дл  выпр млени  напр жени  переменного тока Один, входной вывод дл  подключени  источника напр жени  переменного тока соединен с анодом диода 1 и катодом диода 2, а другой входной вывод - с. катодом диода 3 и анодом диода 4 вьтр мительного моста (фиг.1). Катод диода 1 соединен с анодом запираемого тиристора 5, катод диода 4 с анбдом запираемого тиристора 6, а катоды тиристоров 5 и 6 подсоединены к выходной плюсовой шине, не соединенной с корпусом. Аноды диодов 2 и 3 соединены с общей минусовой выходной шиной (первым выходным выводом). Рассмотрим соединение только верхнего плеча моста (указыва  в скобках элементы нижнего плеча моста), так как верхнее и нижнее плечи моста подключены одинаково. Б конденсаторно-диодной цепи 7 (8) (фиг.5) конденсатор 9 (10) подключен к катоду диода 1 (4), другой выход конденсатора 9 (10) соединен с катодом разр дного диода 11 (12) и анодом зар дного диода 13 (14), анод ди ода П (12) подсоединен к общей мину совой выходной шине питани . В конденсаторно-диодной цепи 15 (16) конденсатор 17 (18) соединен с катодом диода 13 (14) предьщущей цепи , анодом разр дного диода 19 (20), подсоединенного катодом к диоду 1 (14) моста, другой вьшод конденсатоpa 17 (18) соединен с анодом зар дного диода 21 (22) и катодом разр дного диода 23 (24), подсоединенного анодом к общей минусовой )зыходной шине питани  . В конденсаторно-диодной цепи 25 (26) конденсатор 27 (28) соединен с катодом диода 21 (22) предьщущей цепи , анодом разр дного диода 29 (30), подсоединенного катодом к диоду 1 (4) моста, другой вывод конденсатора 27 (28) соединен с катодом разр дного диода 31 (32), подсоединенного анодом к общей минусовой шине питани , и анодом зар дного диода 33 (34), подсоединенного катодом к плюсовой шине питани . Управл ющий электрод запираемого тиристора 5 (6) подключен через два встречно включенных стабилитрона 35 (36) и 37 (38) к его катоду и через последовательно включенные ограничиваюпщй резистор 39 (40) и конденсатор 41 (42) к катоду диода 3 (2) моста . Устройство работает следующим образом . Согласно фиг.1 в положительный полупериод напр жени  переменного тока выпр мительные диоды 1 и 3 моста открыты , а диоды 2 и 4 закрыты. В этот момент ключевой элемент (тиристор) 5, включенный последовательно с открытым диодом 1 моста, должен быть наоборот закрыт в течение всего полупериода , а ключевой элемент (тиристор) 6, включенный последовательно с закрытым диодом 4 моста, должен быть наоборот открыт в течение .всего полупериода . Следовательно, в конденсаторно-диодной цепи 7 все конденсаторы (в том числе конденсатор на выходе устройства) соединены последовательно через зар дные диоды -и суммарное напр жение на них равно вьтр мленному (с помощью диода 1) напр жению сети. В этот момент в конденсаторно-диод31

ной цепи 8 все конденсаторы соединены параллельно через разр д}1ые диоды и через открытьй ключевой элемент (тиристор) 6 подключены также параллельно нагрузке, поддержива  ток в ее цепи, так как они были зар жены в предащупщй полупериод напр жени  переменного тока.

При зар де конденсаторов любой конденсаторно-диодной цепи напр жение на одном из них равно

UB - Ub

и.

где Uj. - напр жение на одном конденсаторе;

Ug - вьшр мленное напр жение сети;

и„ - напр жение на нагрузке; п - число конденсаторов цепи. При разр де этих же конденсаторов напр жение на одном из них равно

и, -и„.

Следовательно, можно составить следующее равенство:

UB - и„

;.---..- . о„.

откуда находим

- %

и.

Г+ Т

т.е. например, напр жение на нагрузке при наличии одного конденсатора в конденсаторно-диодной цепи в два раза меньше ьтр мленного напр  кени  сети (фиг.2), при наличии двух конденсаторов - в три раза меньше выпр мленного напр жени  сети (фиг.З) и при наличии трех конденсаторов - в четыре раза меньше выпр мленного напр жени  сети (фиг.4) и т.д.

Устройство (фиг.З) работает следующим образом.

В положительный полупериод переменного напр жени  на входе устройства , когда диоды 1 и 3 моста открыты , тиристор 5 закрыт в течение всего полупериода, так как к его управл ющему электроду через дифференцирующий конденсатор 41 и резистор 39, ограничивающий ток управл ющего электрода , приложено отрицательное напр жение , которое ограничиваетс  стабилитроном 35 до уровн , необходимого дл  запирани  тиристора 5. Практически на управл ющем электроде ти7044

ристора 5 наблюдаютс  поочередно им пульсы пр моугольной формы отрицательной и положительной пол рности с длительностью, равной половине периода переменного напр жени , так как напр жение стабилизации стабилитронов мало по сравнению с амплитудой переменного напр жени . Один из стабилитронов в каждый полупериод переменного напр жени  включен в пр мом направлении.

В этот момент зар жаетс  группа последовательно соединенных конденсаторов 9, 17 и 27 по цепи: диод 1,

конденсатор 9, диод 13, конденсатор 17, диод 21, конденсатор 27, диод 23, сопротивление нагрузки и диод 3, Разр дные диоды 11, 19, 23, 31 и 29 закрыты , так как выпр мленное напр жение прикладываетс  к ним в обратном направлении.

В этот же положительный полупериод переменного напр жени , когда диоды 2 и 4 моста закрыты, тиристор 6

открыт в течение всего полупериода, так как к его управп ющему электроду через дифференцирующий конденсатор 42 и резистор 40, ограничивающий ток управл ющего электрода, приложено положительное напр жение, которое ограничиваетс  стабилитроном 38 до уровн , необходимого дл  отпирани  тиристора 6.

Поэтому через нагрузку проходит

не только ток зар да конденсаторов 9, 17 и 27, но и ток разр да группы параллельно соединенных (через разр дные диоды 12, 20, 24, 30 и 32) конденсаторов 10, 18 и 28, зар жен-;

ных в предыдущем полупериоде переменного напр жени , когда они были соединены последовательно. Зар дные диодь 14, 22 и 34 закрыты, так как напр жение на конденсаторах приложено

к ним в обратном направлении.

В следующий, отрицательный полупериод переменного напр жени  на входе устройства наоборот диоды 1 и 3 моста закрыты, а диоды 2 и 4 открыты , тиристор 5 открыт, а тиристор 6 закрыт, В этот момент группа параллельно соединенных конденсаторов 9. 21 и 27 разр жаетс  на нагрузку, а группа последовательно соединенных

конденсаторов 10, 18 и 28 зар жаютс  через нее.

Claims (2)

1. Таким образом, устройство дл  выпр млени  напр жени  переменного тока одйовременно вьтр мл ет и делит переменное напр жение на любое заданное число раз, при этом содержит только два ключевых элемента. На выходе устройства .имеем пониженньй уровень пульсаций напр жени , так как энерги  от источника питани  потребл етс  в оба полупериода напр жени  переменного тока. В устройстве не требуетс  конденсатор фклъгра, шзттирующий нагрузку посто нно, так как его функции попеременно выполн ют конденсаторы конденсаторно-диодных цепей плеч моста. Формула изобретбни  1. Устройство дл  вьшр млени  нап р жени  переменного тока, содержащее двухполупериодньш мостовой выпр митель , два ключевых элемента и две грзшпы конденсаторно-диодных цепей с разр дными и зар дными диодами, со единенньвми по схеме делени  напр жени , причем входна  диагональ указан ного выпр мител  соединена с входными выводами дл  подключени  источника питающего напр жени , обща  точка соединени  анодов диодов образует пе вый выходной вывод дл  подключени  нагрузки, соединенный с корпусом, и катод каждого из двух других диодов через последовательно соединенный с ним ключевой элемент соединен с вторым выходным вьшодом, не соединенным с корпусом, кажда  конденсаторно-диодна  цепь включена между общей точкой соединени  соответствующих- диода и ключевого элемента и первым выходным вьшодом, отличающе тем, что, с целью упрощени  и повьппени  КПД устройства, последний зар дный диод в каждой конденсаторно-диодной цепи соединен с вторым выходным выводом.
2. 2. Устройство по п.1,отличающеес  тем, что каждый ключевой элемент выполнен в виде запираемого тиристора, анод которого подключен к катоду диода мостового вьтр мител , а катод - к второму выходному вьгооду и через два встречно включенных стабилитрона к управл ющему электроду этого же тиристора, подключенному через последовательно соединенные конденсатор и ограничивающий резистор к входной цепи переменного тока, противоположной той, в которую включены указанные диод и тиристор. i W Фиг.З . 2

   rn -й-:W H J Фиг.