SU754397A1

SU754397A1 - Parametric dc voltage stabilizer

Info

Publication number: SU754397A1
Application number: SU782658667A
Authority: SU
Inventors: Mikhail Ya Shor
Original assignee: Mikhail Ya Shor
Priority date: 1978-08-30
Filing date: 1978-08-30
Publication date: 1980-08-07

Description

Изобретение относится к электротехнике, конкретно к тиристорным стабилизаторам постоянного напряжения и тока.The invention relates to electrical engineering, specifically to thyristor dc voltage and current stabilizers.

Известны параметрические стабилизаторы постоянного напряжения [1].Known parametric dc voltage regulators [1].

Наиболее близким из известных технических решений является параметрический стабилизатор постоянного напряжения, содержащий первый тиристор, включенный последовательно в выходную цепь и соединенный также с выходной цепью выпрямителя, входом соединенного с выводами для подключения питающей сети, первый конденсатор, подключенный к цепи управления первого тиристора через переключающий узел и блок ограничения [2].The closest known technical solution is a parametric dc voltage regulator containing a first thyristor connected in series to the output circuit and also connected to the output circuit of the rectifier, the input connected to the terminals for connecting the supply network, the first capacitor connected to the control circuit of the first thyristor through a switching node and block restrictions [2].

Недостатками указанного стабилизатора являются аварийный режим при коротком замыкании в нагрузке, сверхтоки и ухудшение коэффициента стабилизации при работе на емкостную нагрузку, невозможность получения выходного напряжения более 30—4О°/_о входного напряжения при активной нагрузке, и значительные пульсации выходного напряжения.The disadvantages of said stabilizer are the emergency mode when the short circuit in the load, overcurrent and deterioration ratio stabilization when operating on a capacitive load, the inability to obtain an output voltage more 30-4O ° / input voltage _of the active load, and significant ripple output voltage.

22

Целью изобретения является устранение аварийных режимов и снижение пульсаций.The aim of the invention is to eliminate emergency conditions and reduce pulsations.

Цель достигается тем, что в параметрическом стабилизаторе постоянного напряжения, содержащем первый тиристор, включенный последовательно в выходную цепь и соединенный также с выходной цепью выпрямителя, входом соединенного с выводами для подключения питающей сети, первый конденсатор, подключенный к цепи упЮ равления первого тиристора через переключающий узел выполнен в виде второго тиристора, включенного между первым конденсатором и управляющим электродом первого тиристора, дросселя, включенного последовательно с первым тиристором, второ¹⁵ го конденсатора, присоединенного к выводам для подключения нагрузки, диода, включенного параллельно цепи управления второго тиристора в обратном направлении, резистора, включенного между управляющимThe goal is achieved by the fact that in a parametric dc voltage regulator containing a first thyristor connected in series to the output circuit and also connected to the output circuit of the rectifier input connected to the terminals for connecting the supply mains, the first capacitor connected to the control circuit of the first thyristor made in the form of a second thyristor connected between the first capacitor and the control electrode of the first thyristor, a choke connected in series with the first thyristor , The second of the capacitor ¹⁵ connected to the terminals for connecting the load, a diode connected in parallel with the control circuit of the second thyristor in the reverse direction, a resistor connected between the control

20 электродом второго тиристора и силовым20 second thyristor electrode and power

электродом первого тиристора, причем выход блока ограничения соединен с первымthe electrode of the first thyristor, with the output of the limiting unit connected to the first

конденсатором. Кроме того, между вторымa capacitor. In addition, between the second

конденсатором и выводом для подключенияthe capacitor and the output for connection

754397754397

33

нагрузки включен дроссель, зашунтированный диодом.load included choke, diode shunted.

Принципиальная электрическая схема стабилизатора представлена на чертеже.The electrical circuit of the stabilizer is shown in the drawing.

На выходе выпрямителя 1 включены последовательно соединенные дроссель 2, первый тиристор 3 и выводы для подключения нагрузки 4. К цепи управления тиристора 3 подключен первый конденсатор 5 через второй тиристор 6. Параллельно нагрузке включен второй конденсатор 7. Параллельно цепи управления тиристора б включен диод 8 в обратном направлении, а между управляющим электродом тиристора б и силовым электродом тиристора 3 'включен резистор 9. К конденсатору 5 подключен выход блока 10 ограничения напряжения. Цепь управления тиристора 3 для повышения надежности зашунтирована резистором 11. Между нагрузкой 4 и конденсатором 7 включен дроссель 12, зашунтированный диодом 13. Элементы 3, 6, 8, 9 и 11 образуют узел переключения 14.At the output of the rectifier 1 are connected in series the choke 2, the first thyristor 3 and the terminals for connecting the load 4. The first capacitor 5 is connected to the thyristor control circuit 3 through the second thyristor 6. A second capacitor 7 is connected in parallel with the load. The diode 8 is connected in parallel to the thyristor control circuit the opposite direction, and a resistor 9 is connected between the control electrode of the thyristor b and the power electrode of the thyristor 3 '. The output of the voltage-limiting unit 10 is connected to the capacitor 5. The thyristor control circuit 3 is shunted by resistor 11 to improve reliability. Between load 4 and capacitor 7, choke 12 is connected, shunted by diode 13. Elements 3, 6, 8, 9, and 11 form switching unit 14.

В исходном состояние конденсаторы 5 и 7 разряжены, а тиристоры 3 и 6 заперты. С выхода выпрямителя 1 поступает пульсирующее напряжение, первый же импульс которого начинает заряжать конденсатор 5 через цепь: дроссель 2, резистор 9, диод 8 и цепь нагрузки. При этом тиристор 6 поддерживается запертым благодаря обратной полярности напряжения на его управляющем электроде, что обусловлено проводящим состоянием диода 8, Ток заряда конденсатора 5 уменьшается до нуля, когда входное напряжение уменьшается до величины, близкой к напряжению на тиристоре 3, равному напряжению на конденсаторе 5, поскольку напряжение на конденсаторе 7 близко к нулю. При дальнейшем уменьшении входного напряжения появляется ток в цепи управления тиристора 6 и он отпирается, разряжая конденсатор 5 через цепь управления тиристора 3 и отпирая последний. Таким образом, включение тиристора 3 происходит при заданном достаточно малом напряжении на нем, которое после включения тиристора прикладывается к дросселю 2 и конденсатору·?. Дроссель 2 служит для ограничения тока заряда конденсатора 7. К моменту уменьшения входного напряжения до нуля ток через тиристор 3 и дроссель 2 снижается до нуля и тиристор 3 выключается. С началом следующего импульса входного напряжения процесс повторяется, с той только разницей, что на конденсаторе 7 уже имеется некоторое напряжение, поэтому угол включения тиристора 3 несколько уменьшается.In the initial state, the capacitors 5 and 7 are discharged, and the thyristors 3 and 6 are locked. The output of the rectifier 1 receives a pulsating voltage, the first pulse of which starts charging the capacitor 5 through the circuit: choke 2, resistor 9, diode 8 and load circuit. In this case, the thyristor 6 is kept locked due to the reverse polarity of the voltage on its control electrode, which is caused by the conductive state of diode 8, the charge current of the capacitor 5 decreases to zero when the input voltage decreases to a value close to the voltage on the thyristor 3, equal to the voltage on the capacitor 5, since the voltage on the capacitor 7 is close to zero. With a further decrease in the input voltage, a current appears in the control circuit of the thyristor 6 and it is unlocked, discharging the capacitor 5 through the control circuit of the thyristor 3 and unlocking the latter. Thus, the turning on of the thyristor 3 occurs at a given sufficiently small voltage on it, which, after turning on the thyristor, is applied to the choke 2 and the capacitor · ?. The choke 2 serves to limit the charge current of the capacitor 7. By the time the input voltage decreases to zero, the current through the thyristor 3 and choke 2 decreases to zero and the thyristor 3 is turned off. With the beginning of the next input voltage pulse, the process repeats, with the only difference that some voltage is already present on the capacitor 7, therefore the turn-on angle of the thyristor 3 decreases slightly.

После некоторого числа импульсов входного напряжения конденсатор 7 заряжается до величины напряжения стабилизации. При этом блок 10 ограничения напряжения начинает ограничивать напряжение заряда кон4After a certain number of input voltage pulses, the capacitor 7 is charged to the value of the stabilization voltage. When this block 10 voltage limits begins to limit the charging voltage of con4

денсатора 5, увеличивая таким образом угол включения тиристора и поддерживая выходное напряжение постоянным. В простейшем случае в качестве блока 10 используют стабилитрон, включенный между выводом конденсатора 5 и общей шиной непосредственно или через усилитель (транзистор). При высоких требованиях к точности стабилизации выходного напряжения блок 10 содержит схему сравнения напряжения, связанную с выходом стабилизатора, и усилитель обратной связи, соединенный с конденсатором 5. На чертеже прерывистыми линиями показаны возможные связи блока 10 с шинами стабилизатора.sensor 5, thus increasing the angle of the thyristor and keeping the output voltage constant. In the simplest case, as a unit 10, a zener diode is used, connected between the output of the capacitor 5 and the common bus directly or through an amplifier (transistor). With high demands on the accuracy of stabilization of the output voltage, block 10 contains a voltage comparison circuit associated with the output of the stabilizer and a feedback amplifier connected to the capacitor 5. The drawing shows the possible connections of the block 10 with the stabilizer buses in broken lines.

При коротком замыкании в нагрузке конденсатор 7 разряжается, а угол включения тиристора 3 увеличивается до максимального значения, как и в пусковом режиме, что вместе с наличием дросселя 2 ограничивает ток короткого замыкания, устраняя аварийный режим.During a short circuit in the load, the capacitor 7 is discharged, and the turn-on angle of the thyristor 3 increases to a maximum value, as in the starting mode, which, together with the presence of the choke 2, limits the short-circuit current, eliminating the emergency mode.

Цепь, состоящая из дросселя 12 и диода 13, служит для расширения возможностей стабилизатора и обеспечивает режим стабилизации выходного тока при малых сопротивлениях нагрузки, вплоть до короткого замыкания. Дроссель 12 снижает переменную составляющую выходного тока в режиме стабилизации тока, а диод 13 обеспечивает быстрый переход из одного режима в другой и шунтирует дроссель 12 в режиме стабилизации напряжения. В последнем режиме пульсации выходного напряжения уменьшены по сравнению с известным стабилизатором благодаря конденсатору 7.The circuit, consisting of choke 12 and diode 13, serves to expand the capabilities of the stabilizer and provides a mode of stabilization of the output current at low load resistances, up to a short circuit. The choke 12 reduces the variable component of the output current in the mode of current stabilization, and the diode 13 provides a quick transition from one mode to another and shunts the choke 12 in the mode of voltage stabilization. In the latter mode, the output voltage ripples are reduced compared to the known stabilizer due to capacitor 7.

Максимальное выходное напряжение стабилизатора незначительно отличается от амплитуды входного напряжения, что позволяет повысить коэффициент использования силовых элементов по сравнению с известным, а ограничение тока короткого замыкания повысит надежность.The maximum output voltage of the stabilizer is slightly different from the amplitude of the input voltage, which allows to increase the utilization rate of the power elements in comparison with the known, and limiting the short-circuit current will increase reliability.

Claims

Claim

1. A parametric dc voltage regulator containing a first thyristor connected in series to an output circuit and also connected to the output circuit of a rectifier, the input connected to the leads for connecting the supply network, the first capacitor connected to the control circuit of the first thyristor through a switching node 'and a limiting unit, characterized in that, in order to eliminate emergency conditions and reduce pulsations, the switching node is designed as a second thyristor, connected between the first capacitor and control the first electrode of the thyristor, a choke connected in series with the first thyristor, the second capacitor, connected754397

five

Go to the terminals for connecting the load of the diode connected in parallel to the control circuit of the second thyristor in the opposite direction, a resistor connected between the control electrode of the second thyristor and the power electrode of the first thyristor, and the output of the limiting unit is connected to the first capacitor.

2. Stabilizer on π. 1, characterized in that between the output of the second condensate

ra and output for connecting load

The choke is shunted by a diode.