SU675411A1 - Стабилизированный источник посто нного напр жени - Google Patents

Description

(54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

го блока jtiH уиравлеци  пыполиен в н ле люча, который черсч иотюлпителыю введенный ондемсатор подклтчсп к аноду, а через допол- штелыю пвсдси ый диод - к управл ющему лектроду TKpjiCTOpa, причем анод указалногоg

иода сосдчлсн с упрапл 1о;цим электродом тиистора 6ecKOiiTaiCTHO O ключа переменного тока.

На фнг. 1 дак-а структурна  схема стабнлизиpOBaiffloro источника посто нного напр жени ; на фиг. 2-4 - прни11ипиалы1ые электр№1еские ю схемы источн1 ка, варианты исполнени .

Стабил {зирсва1шый источник посто нного напр жени  содержит (см. фиг. 1) трансформатор 1, последовательно с первич гой обмоткой 2 которого включен бесконтактный ключ 3 на тиристоре 15 4. Управлега5е ключом 3 осуществл етс  блоком 5 дл  управлени , выходным элементом которо го  вл етс  ключ Г. В касёстле цепи обратной св зи может быть использована дополнительна  обмотка 7 трансформатора I или кака -либо из 20 вторичных o6i soTOi : 8, которые через выпр мители 9 подклю сны к конденсаторам Ш сглаживающих фильтров и нагрузкам 1 i. Выход блока 5 дл  управлени  соединен с анодом шрнстора 4 через конде1 сатор 12 и с управл ющим элект- 25 родом - через ллод 13. Переход анод-управл ющий электрод тиристора 4 шунтирован резистооом 14.

В эависимоспт от.системь построени  ключей зо переменного тока сушествутот различные аарианты вьтолнени  схем стабилизированных источников посто нного напр жени .

Тиристорный ключ 3 может быть выполнен 35 в виде двух тиристоров 4, соединенных встречно-параллельно (см. фиг, 2), встречно-последовательно и идунтирОБанных обратно включенными диодами 15 (см. фиг. 3), либо одного, включеш{ого на выходе выпр мительного моста, ко- 40 торый образован диода ш 16 (см. фиг. 4). Переход анод-управл ющий электрод каждого тиристора 4 п.гунтирован резистором 14, включенным последовате;гьно,с диодом 17 (см. фиг. 2), либо резистором 14 (см. фиг. 3, 4).45

Блок 5 да  управлени  в самом простом варианте выполнен 8 виде тиристора 6, переход анод-управллюиии электрод которого шунтирован стабилитроном 18 (см. фиг. 2). В другом 50 варианте управлегще тиристором 6 осуществл етс  пороговым элементом на двубазопом диоде 19 (см. фиг. 3). Блок 5 дл  ут равле1ш  может иметь транзистор 6 (см. фиг. 4), работающий в ключевомрежиме. ВктЕючение транзистора-б 55 и этом слуше осуществл етс  Д1Н1ИСтором 20. Напр жение обратной св зи, по которому осуществл етс  контроль выходаого нагф жени , может сниматьс  не только-с одной из обмоток

трансформатора (см. фиг. 2 и 3), но и с выхода стабилизированного источника, например с регулирунниего ipaii-jHcixjpa 21 лоиолнтслыюго стабилизатора 22. Нсли напр жение обратной св зи переменное, то оно выпр мл ек  выпрнмителе .м 23 (см. фиг.-2 н 3). Jbui ограничени  тока в цепи обратной св зи может быт;, включен ре зистор 24 (см. фиг. 3).

Если тиристорный ключ 3 выполнен в виде двух встречно-последовательно включенных тиристоров 4, шунтированных обратно включенными диодами 15, то дл  ограничени  тока разр да конденсаторов 12 включаетс  активное ил . комплексное сопротизле 1ие 25 (см. фиг. 3).

Стабилизированный источ.Ш1к посто нного напр жени  работает следуюищм образом.

В начале полупериода к одному из тириспоров

4прикладываетс  пр мое анодное напр жение. Ток включает тиристор 4, протека  через резистор 14--в управл ющий электрод тиристора 4. При этом первична  обмотка 2 трансформатора 1 оказываетс  подключенной к сетевому напр жению , которое трансформируетс  в обмотки 7 и 8. С обмотки 8 через выпр митель 9 это напр жение подзар жает сглаживающий конденсатор Ю, а с обмотки 7 - через выпр лдатель 23 поступает на вход блока 5 дл  управлени , одновременно зар жа  соответствующие конденсаторы 12. Диоды 13 при этом запираютс .

При достижении напр жением обратной св зи заданной велишны блок 5 дл  управлени  сраба1ыааст , закорачива  свои выходные зажимы ключом 6. Конденсатор 12 передает импульс на анод соответствующего тиристора 4 и включает его. Ток резистора 14 теперь течет через ключ 6 блока 5 дл  управлени , и тиристор 4 оспетс  выключенным . С этого момента времени и до окончани  полупсриода первична  обмотка 2 транс4х )рматора 1 подключена к сетевому напр жению через один из резисторов 14, и напр жение на этой обмотке значительно уменьпгаетс .

Если напр жение обратной св зи снимаетс  с дополнительной обмотки 7, а сопротивление ограничительного резистора 24 мало, 1ьчи он отсутствует совсем, то при объеданении входных и выходных выводов блок 5 дл  управлени  (см. фиг. 2 и 3) обмотка 7 после срабатыва ш  устройства управлени  5 закорачиваетс  послед}мм . Из-за этого напр же1ш  на обмотках Tpaiicформатора 1 после срабатьшани  блока дл  управлени  станов тс  очень малы№1 независимо от сопротивлени  резисторов 14.

По окончашш полупериода протекание тока через резистор 14, а соответственно и через блок

5дл  управлени , прекращаетс , и он вьЕключаетс . В следующие полупериоды щ(кл работы устройства повтор етс .

Таким образом на выходной обмотке 8 (а нх может быть несколько) напр жение имеет ( })орму двухпол р ых импульсов, близких по 4)рме к треугольным, с амплшулой, практичес ки не завис щей ат пигаюшего сстспого 1апр жеки . После выпр адюнн  Э1И импульсы зар жают сглаживающий коиденсаюр 10 ло неизмен ного напр жени . Тиристорный ключ 3 может быть выполнен в нескольких вариантах: в виде двух встречнопараллельно включенных тиристоров 4 (см. фиг, 2); в виде встречно-последовательно вклю ченных тиристоров 4 , шунтированных обратно включенными диодами 15 (см. фиг. 3); в виде одного тиристора 4, вк.чюченного на выходе .выпр мительного моста, образованного диодами 16 ( см. фиг. 4). В зависимости от этого могут быть различ сь еварианты построени  схемы уст ройства. В первом случае (см. фиг, 2) из-за того, что катоды тиристоров 4 наход тс  под разными потен1шалами, необходимо иметь два блока 5 дл  управлени , а резисторы 14 должны быть включены последовательно с диодами 17, которые не пропускают на управл ющий переход тиристора 4 отрицательное напр жение. Во втором случае (см. фиг. 3) катоды тиристоров 4 объединены. Поэтому управление ими осуществл етс  от одного блока 5 д   управпеш« , оба кон.ченсатора 10 и оба диода 16 подт кпючены к ошюму выходному зажиму блока 5 дл  управлени . В этой схеме обрашое запираюадее напр жение ограничиваетс  15, поэтому дл  ограничени  гока разр да конденсаторов 12 может быть включено активное шш реактивное (дроссель) сопротивление 25. В третьем случае (см. фиг. 4) ключ 3 содержит всего едки тирисюр 4 и необходлм только один блок 5 дл  управлени . В схемах, приведеннььч на фиг. 3 и 4, к г ристорам 4 не прикладываетс  обратного анодного напр жени , поэтому необходимость в диоjmx 17 отпадает. Блок 5 дл  управлени  также может быть вы полнен в различных вариантах. Наиболее простым  вл етс  выполнение его в виде тиристора 6, переход аиод-управл юитй электрод когорого шунтирован стабилитроном 18 (см. фиг. 2) Тиристор 6 может включатьс  и другими элемен тами, например двубазовым диодом 9 (см, фиг. 3). В качестве выходного эле. блока дл  управлени  могут быть использованы и друnie элементы, например транзисторы (транзистор 6 на фиг. 4). У11рапле(сие выхош1Ь М элементом осуществл етс  по оговым элементом, выnojnieHHbiM из нескольких элементов (см. фиг. 3 и 4) sum ОШЮ1О элемеита (см. фиг. 2), например стабилитрона 18. С о;№Наковым успехом могут быть исЕЮльзовань динисторы (см. /гимисюр 20 на фиг, 4), туннельные диоды, фиггеры Шмитта и пр. НаП|) женис обраиюй св зи также .может бьпь вз то с любого участка устройства: с дополнит ел ьнон обмотки 7, с основной обмотки 8, после выпp  n тe л  9, с регулирующего злеMCHTd 21 дofioлнитeлы oгo стабилизатора 22 (см. фиг. 4), Во всех случа х устройство работает следующим образом, Первична  обмотка 2 трансформатора i подключаетс  к сети на часть первой половины полупериода питающего напр жени , а затем после достижени  мгновенным значением :этого напр жени  заданного уровн  отключаетс . Импульсы напр жени , зар жающего соответствующий сгла швающий копденсат-ор 10, имеют пологий передге|й фронт. Благодар  ток зар да сглаживающего конденсатора 10, а следовательно, и потребл емый от сети ток, будут иметь меньшую амплитуду, чем при крутом переднем фронте вьшр мл емого напр жени , что наблюдаетс  . в известных устройствах, содержащих ключи, включаемые в необходимый момент време1Ш. Короткий задний фронт напр жени  приводит к резкому прекращению тока. Но последнее зат гиваетс  гас 1дим конденсатором 12., Уменьшение амплитуды потребл емого тока и зат п1ваш1е его фронтов уменьщает долю высокочастотных составл ющ}{х в токе и снижает высокочастотньш наводки на питающую сеть, 8 известных устройствах импульсы потребл е юго тока прхэтекают во врем  второй половины каждого полупериода, что создает индуктивную составл ющую тока. В предложенном устройстве импульсы тока Протекают во врем  первой полоьины каждого 1юлу11ериода. В результате ток содержит емкостную составл ющую, позвол ющую компенсировать индуктивную составл ющую тока других потребителей, рабогающих в этой же энергосистеме . Причем с увелзгтснием напр жени  сети e :кocтнa  составл юща  тока уоеличивзетс  (аиалогич}{о пидуктивной составл ющей тока потребителей с ферром.чгкитным сердечником), что позвол ет осуществл ть более полную компенсашно реактивного тока друтнх потребителей. По приведенным однофазным схемам могут изгоюплены и тгО.хфлзныс стаб и1изиросапиые источники посто нного напр жени . Дл  этого используетс  трехфазньпТ трансформатор, первичные обмотки которого подключаютс  к сети через тирнсториые ключи перемешгого тока, а управление ключами осуществл етс  от назва ных схем. Нагрузка подключаетс  через трехфззньш выпр м тёль. Работает устройство в таком пспол пении аналотчно приведеш ому н дос1-игаетс  такой ж-« положительный эффект.

Claims (2)

1.Лекоргийс К. Управл емые электрические вентили и их применение. М.,Энерги , 1971, с.. 236. .

2.Макаров В. Л. и др. Стабилизирован ые выпр мители с емкостным фильтром. Л.,Энерги -; 1975, с. 13.

г 1Гб

0Г

//

J Z3

4:Ю

%д

-0--- -i/e/

fl

Фаг.}

, ,v..«-,

- -

,...,,.

6754П,