SU796816A1

SU796816A1 - Thyristorized dc voltage stabilizer

Info

Publication number: SU796816A1
Application number: SU782563131A
Authority: SU
Inventors: Игорь Леонидович Забашта
Original assignee: Организация П/Я Х-5263
Priority date: 1978-01-04
Filing date: 1978-01-04
Publication date: 1981-01-15

Description

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к импульсным стабилизаторам напряжения, выполненным по схеме с отрицательной обратной связью, и может быть использовано в качестве источника питания радиоаппаратуры.The invention relates to radio engineering, in particular to switching voltage stabilizers, made according to the scheme with negative feedback, and can be used as a power source for radio equipment.

Известны тиристорные стабилизаторы постоянного напряжения [1].Known thyristor DC voltage stabilizers [1].

Наиболее близким из известных технических решений является тиристорный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий двухполупериодный выпрямитель, входом переменного тока подключенный к входным клеммам, ре- 15 гулирующий тиристор, подключенный анодом к положительному выводу выпрямителя, а катодом — ко входу сглаживающего фильтра с емкостным входом, выход которого через датчик тока подключен к выходным клеммам, генератор импульсов, выход которого через разделительный конденсатор подключен к регулирующему тиристору, регулируемый источник постоянного на-25 пряжения, включающий конденсатор и первый транзистор, переход коллектор-эмиттер которого подключен параллельно конденсатору, а переход базаэмиттер — через диод, первый резне- 30 эистора соединена с движком.переменного резистора резисторного делителя напряжения.The closest known technical solution is a thyristor DC voltage stabilizer containing a half-wave rectifier, an AC input connected to the input terminals, a regulating thyristor connected by an anode to the positive terminal of the rectifier, and a cathode to the input of a smoothing filter with a capacitive input, the output of which through a current sensor connected to the output terminals, a pulse generator, the output of which through a separation capacitor is connected to a regulating thyristor, adjustable Source permanent conjugation at-25 comprising a capacitor and a first transistor the collector-emitter of which is connected parallel to the capacitor, and the transition bazaemitter - via diode 30 first rezne- eistora dvizhkom.peremennogo resistor connected to a voltage divider resistor.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема стабилизатора.The drawing shows a circuit diagram of a stabilizer.

Бестрансформаторный тиристорный стабилизатор напряжения содержит двухполупериодный выпрямитель 1, регулирующий тиристор 2 с последовательно включенным диодом 3, сглаживающий фильтр 4, генератор 5 импульсов управления, регулируемый источник постоянного напряжения на последовательно включенных резисторе б и стабилитроне 7, транзисторах 8 и 9, конденсаторе 10, подключенном параллель- 15 но стабилитрону 7, и резисторе 11. Стабилитрон 7 подключен анодом к отрицательному полюсу выпрямительного моста, транзистор 9 подключен коллектором к катоду, а эмиттером — к ано- 20 ду стабилитрона. База транзистора 9 подключена к катоду диода 12, анод которого через ограничительный резне тор 13 подключен к движку переменного резистора 14. Параллельно резистору 25 14 включен резистор 15,а оба они включены одним концом к отрицательному полюсу выхода нагрузки. Транзистор 8 эмиттером через резистор 16 соединен с отрицательным полюсом выпрямительного моста, коллектором соединен ^лсо входом генератора 5 импульсов, а через резистор 11 — с одним из выводов конденсатора 10. База транзистора 8 соединена с движком переменного резистора 17, один конец которо- го соединен через резистор 18 с поло- , жительным полюсом выхода устройства, а другим через прямовключенный эмиттерный переход транзистора 19 — с отрицательным полюсом устройства, ка- 40 тод тиристора 2 через разделительный конденсатор 20 соединен с выходом генератора 5 импульсов.The transformerless thyristor voltage regulator contains a half-wave rectifier 1, regulating a thyristor 2 with a diode 3 connected in series, a smoothing filter 4, a control pulse generator 5, an adjustable constant voltage source on a resistor 6 and a zener diode connected in series, 7 transistors 8 and 9, a capacitor 10 connected in parallel - 15 but the zener diode 7, and the resistor 11. The zener diode 7 is connected by an anode to the negative pole of the rectifier bridge, the transistor 9 is connected by a collector to the cathode, and Mitter - to anomalous zener 20 do. The base of the transistor 9 is connected to the cathode of the diode 12, the anode of which is connected through the restriction cavity 13 to the variable resistor 14. The resistor 15 is connected in parallel with the resistor 25 14, and both of them are connected at one end to the negative pole of the load output. The transistor 8 through the resistor 16, the emitter connected to the negative pole of the rectifier bridge, the collector is connected to the input ^l of the generator 5 pulses, and via resistor 11 - to one of the terminals of the capacitor 10. The base of transistor 8 is connected to the slider of the variable resistor 17 having one end connected to the second kotoro- through a resistor 18 with a positive, output pole of the device, and another through a directly connected emitter junction of the transistor 19 - with a negative pole of the device, as a thyristor 2 40 through an isolation capacitor 20 is connected to the output 5 pulse generator.

Стабилизатор функционирует следующим образом. 4$The stabilizer operates as follows. 4 $

При включении тиристорного стабилизатора в сеть конденсатор 10 разряжен, генератор 5 импульсов не работает и, следовательно, тиристор 2 закрыт. Однако, обычно если момент вклю-JQ чения совпал с максимальным значением напряжения в сети, то возможно включение тиристора емкостным током, вызываемым резким изменением напряже-_ ния на тиристоре (большое значение du/dt), что приводит к броску выходного напряжения. Благодаря тому, что фильтр подключен к управляющему электроду тиристора, емкостной ток протекает помимо его управляющего p-η перехода, что исключает возможность 60 включения тиристора этим током.When the thyristor stabilizer is connected to the network, the capacitor 10 is discharged, the pulse generator 5 does not work, and therefore, the thyristor 2 is closed. However, usually if the turn-on moment JQ coincides with the maximum value of the voltage in the network, then it is possible to turn on the thyristor by a capacitive current caused by a sharp change in voltage on the thyristor (a large value of du / dt), which leads to an inrush of the output voltage. Due to the fact that the filter is connected to the thyristor control electrode, a capacitive current flows in addition to its control p-η junction, which excludes the possibility of 60 turning on the thyristor by this current.

По мере заряда конденсатора 10 возрастает напряжение на коллекторе транзистора 8, которое приводит к появлению на 'выходе генератора 5 им- 65 пульсов управления, открывающих' регулирующий тиристор. Угол включения изменяется до тех пор, пока напряжение на нагрузке не увеличится до такой величины, что часть его, подаваемая на вход транзистора 8, неуменьшит напряжение на его коллекторе. Благодаря наличию резистора 11 и стабилитрона 7 изменение регулирующего напряжения на коллекторе транзистора 8 безйнерционно и не зависит от изменения входного напряжения в довольно больших пределах, что повышает коэффициент стабилизации устройства.As the capacitor 10 charges, the voltage at the collector of transistor 8 increases, which leads to the appearance of 65 control pulses at the 'output of the generator 5, which open the control thyristor. The angle of inclusion changes until the voltage at the load increases to such a value that part of it, supplied to the input of transistor 8, will not decrease the voltage at its collector. Due to the presence of a resistor 11 and a zener diode 7, a change in the regulating voltage on the collector of the transistor 8 is inertialess and does not depend on a change in the input voltage in a rather large range, which increases the stabilization coefficient of the device.

Постоянная времени заряда конденсатора 10 определяет скорость медленного включения нагрузки. Для повышения температурной стабильности устройства в цеПь обратной связи по на-, пряжению введены: в цепь эмиттера транзистора 8 резистор 16, а в цепь его базы прямовключенный эмиттерный переход транзистора 19.The charge time constant of the capacitor 10 determines the speed of the slow switching on of the load. To increase the temperature stability of the device, a voltage feedback circuit has been introduced: a resistor 16 in the emitter circuit of transistor 8, and a direct-connected emitter junction of transistor 19 in its base circuit.

Напряжение на резисторе 16, определяющее величину коллекторного тока, а следовательно, и напряжение на коллекторе транзистора 8, определяется напряжением на его базе и падением напряжения на его эмиттерном переходе.The voltage across the resistor 16, which determines the magnitude of the collector current, and therefore the voltage across the collector of the transistor 8, is determined by the voltage at its base and the voltage drop at its emitter junction.

При изменении температуры, благодаря наличию прямовключенного перехода транзистора 19, одинаково меняются падение- напряжения на эмиттерном переходе транзистора 8 и напряжение на его базе. В результате напряжение на резисторе 16, напряжение на коллекторе транзистора 8, угол отпирания регулирующего тиристора и, следовательно, величина выходного напряжения не зависят от температуры.When the temperature changes, due to the presence of a direct-connected junction of the transistor 19, the voltage drop at the emitter junction of the transistor 8 and the voltage at its base change equally. As a result, the voltage across the resistor 16, the voltage across the collector of the transistor 8, the unlock angle of the control thyristor, and therefore the output voltage, are independent of temperature.

При увеличении тока или коротком замыкании в цепи нагрузки напряжение на движке переменного резистора 14 становится выше прямого падения напряжения на диоде 12 и транзистор 9 открывается, разряжая конденсатор 10, прекращая тем самым работу генератора управления и, следовательно, запирая тиристор 2. Резисторы 21 и 13 служат для ограничения базового и коллекторного токов транзистора 9.With increasing current or short circuit in the load circuit, the voltage on the engine of the variable resistor 14 becomes higher than the direct voltage drop on the diode 12 and the transistor 9 opens, discharging the capacitor 10, thereby stopping the operation of the control generator and, therefore, locking the thyristor 2. Resistors 21 and 13 serve to limit the base and collector currents of the transistor 9.

Claims

1. Thyristors - Technical Reference. Trans. from English V.A. LabuNtsova. M., Energie, 1971, p. 322.

2. USSR Author's Certificate for Application No. 2477167/07,

cl. G 05 F 1/56, 1974.