SU817927A1

SU817927A1 - Multiphase ac voltage-to-stabilized dc voltage converter

Info

Publication number: SU817927A1
Application number: SU792720704A
Authority: SU
Inventors: Виктор Алексеевич Белов; Николай Павлович Сушников; Валерий Владимирович Деревягин; Борис Георгиевич Петров
Original assignee: Предприятие П/Я В-2969
Priority date: 1979-02-05
Filing date: 1979-02-05
Publication date: 1981-03-30

Description

'Изобретение относится к преобразовательной технике и может применяться в устройствах электропитания постоянного напряжения¹. $ • Известны источники электропитания, содержащие основной стабилизатор постоянного напряжения и буферный блок, предназначенный для компенсации, кратковременных провалов и выбросов вы— ходного напряжения, вызванных скачкообразным изменением нагрузки fl).'' The invention relates to a conversion technique and can be used in DC power supply devices ¹ . $ • Power sources are known that contain a main constant voltage regulator and a buffer unit designed to compensate for short-term dips and output voltage spikes caused by an abrupt change in load fl).

В источниках питания буферный блок додержит трансформаторы, с помощью которых осуществляется устранение провалов и выбросов выходного напряжения.In power supplies, the buffer unit contains transformers, with the help of which elimination of dips and surges of the output voltage is carried out.

Недостатком буферного блока яв-: ляется невозможность его использова- __ ния в мощных источниках электролитания ввиду малой величины предельнодопустимых токов через транзисторы.The disadvantage of the buffer unit is: the impossibility of its use in powerful power sources due to the small value of the maximum permissible currents through transistors.

Известны источники питания постоянного напряжения, в которых буфер- 25 ный блок выполнен в виде ряда тиристорно-емкостных ячеек, поочередно подключенных к нагрузке в момент возникновения провалов или выбросов на· пряжения на выходе устройства [2]. 30There are known DC power supplies in which the buffer unit 25 is made in the form of a series of thyristor-capacitive cells, alternately connected to the load at the time of occurrence of dips or voltage surges at the device output [2]. thirty

Недостатком указанных источников питания является сложная схема включения ячеек.The disadvantage of these power sources is the complex circuit of the inclusion of cells.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству, является источник питания постоянного напряжения, содержащий стабилизированный выпрямитель с LС-фильтром, подключенным к нагрузке и через резистор к буферному блоку, состоящему из ряда параллельно включенных ячеек. Последние представляют собой последовательное соединение тиристора и конденсатора, шунтированного резистором. Напряжение с конденсаторов ячеек подается на входа логических элементов И, выходы которых подключены к управляющим электродам тиристоров последующих ячеек. Сигнал с блокауправления, включающего в себя измерительный орган напряжения, подается через формирователь импульсов и развязывающие диоды на управляющий электрод тиристора первой ячейки и вторые входы логических,элементов И [3 ].The closest in technical essence to the proposed device is a constant voltage power supply containing a stabilized rectifier with an LC filter connected to the load and through a resistor to a buffer block consisting of a number of cells connected in parallel. The latter are a series connection of a thyristor and a capacitor shunted by a resistor. The voltage from the capacitors of the cells is fed to the input of the logical elements AND, the outputs of which are connected to the control electrodes of the thyristors of the subsequent cells. The signal from the control unit, which includes a measuring voltage element, is fed through a pulse shaper and decoupling diodes to the thyristor control electrode of the first cell and the second inputs of logical, AND elements [3].

Недостатком указанного устройства является наличие логических элементов .И, выполняющих роль распределителя управляющих импульсов, что усложняет и снижает его надежность.The disadvantage of this device is the presence of logical elements .and acting as a distributor of control pulses, which complicates and reduces its reliability.

Цель изобретения - упрощение устройства и повышение его надежности.The purpose of the invention is to simplify the device and increase its reliability.

Поставленная цель достигается тем, что известный преобразователь многофазного переменного напряжения в стабилизированное постоянное, содержащий многофазный управляемый выпрямитель с LС-фильтром, блок управления выпрямителем, буферный блок из η параллельно соединенных тиристорноемкостных ячеек, подключенных через резистор к обкладкам конденсатора LCфильтра, образующих выходные выводы преобразователя, а также формирователь импульсов и измерительный орган напряжения, входящие в узел управления тиристорами буферного блока, снабжен многофазным диодным мостом с транзисторным ключом на его выходе, управляющий вход которого связан 20 через измерительный орган напряжения с выходными выводами преобразователя ,а.также импульсными трансформаторами, первичные обмотки которых одними своими концами подсоединены ко 25 входам многофазного диодного моста, а другими через формирователь импульсов- ко входным выходам управляемого многофазного выпрямителя, причем вторичные обмотки импульсных трансфо^^о маторов через диоды подключены к/ управляющим входам тиристоров буферного блока'.This goal is achieved by the fact that the known converter of multiphase alternating voltage to stabilized constant, containing a multiphase controlled rectifier with an LC filter, a rectifier control unit, a buffer block of η parallel-connected thyristor-capacitive cells connected through an resistor to the capacitor plates of the LC filter, forming the output terminals of the converter, as well as a pulse shaper and a measuring voltage element included in the thyristor control unit of the buffer unit, is equipped with with an omphase diode bridge with a transistor switch at its output, the control input of which is connected 20 through the voltage measuring element to the output terminals of the converter, as well as by pulse transformers, the primary windings of which are connected at one end to 25 inputs of a multiphase diode bridge, and the others through a pulse former to the input outputs of a controlled multiphase rectifier, and the secondary windings of pulsed transformer transformers through diodes are connected to the / control inputs of the thyristor buffer buffer and '.

На фиг. 1 и 2 представлены варианты принципиальной электрической схемы преобразователя, в которых буферный блок выполнен в виде б-ти ячеек; на фиг. 3 - пример выполнения формирователя импульсов.In FIG. 1 and 2 are variants of a circuit diagram of a converter in which a buffer unit is made in the form of b-cells; in FIG. 3 is an example of a pulse shaper.

Преобразователь состоит из стабилизированного многофазного управляемо- 40 го выпрямителя 1 со своим блоком управления, выходное напряжение которого через сглаживающий LC-фильтр 2 прикладывается к нагрузке 3. К нагрузке через резистор 4 подключен буферный ' 45 блок 5? Он состоит из ряда параллельно включенных ячеек· б. Последние представляют собой последовательное соединение тиристора 7 й конденсатора 8 с резистором 9. Импульсные 50 трансформаторы 10 подключены между формирователем импульсов 11 и входами диодного моста 12, параллельно выходу которого включен транзисторный ключ 13, управляющий вход которого -подклю- ,, чен к выходу'измерительного'органа ³³14 напряжения.The converter consists of a stabilized multiphase controlled 40th rectifier 1 with its own control unit, the output voltage of which is applied to the load 3 through the smoothing LC filter 2. Is the buffer '45 block 5 connected to the load through the resistor 4? It consists of a series of parallel connected cells · b. The latter are a serial connection of the thyristor of the 7th capacitor 8 with the resistor 9. Pulse 50 transformers 10 are connected between the pulse shaper 11 and the inputs of the diode bridge 12, in parallel with the output of which a transistor switch 13 is connected, the control input of which is connected to the measurement output 'organ ³³ 14 voltage.

Вторичные обмотки импульсных трансформаторов через диоды, подключены к управляющим переходам тиристоров.The secondary windings of pulse transformers through diodes are connected to the control transitions of the thyristors.

Перобразователь работает следующим 60 образом.The converter operates as follows 60.

При превышении выходным напряжением допустимой величины, например при скачкообразном изменении тока через нагрузку,что обуславливается нали 65 чием инерционного элемента-дросселя в составе сглаживающего фильтра, блок 14 открывает транзисторный ключ 13, и сформированный в момент перехода через нуль синусоиды импульсный сигнал поступает на один из тиристоров.If the output voltage exceeds a permissible value, for example, when the current changes through the load abruptly, which is caused by the presence of an inertial choke element as part of the smoothing filter, block 14 opens the transistor switch 13, and the pulse signal generated at the moment of passing through the zero goes to one of thyristors.

Блок 11 может иметь различное конструктивное исполнение. Одним из наиболее простых вариантов является введение в его состав пик-трансформаторов , в качестве которых могут, быть использованы дроссели насыщения, либо специально сконструированные Трансформаторы. Такой вариант исполнения блока 11 показан на фиг. 3.Block 11 may have a different design. One of the simplest options is to introduce peak transformers into its composition, which can be used as saturation chokes, or specially designed Transformers. Such an embodiment of block 11 is shown in FIG. 3.

Энергия сглаживающего дросселя аккумулируется конденсатором 8, препятствуя тем самым дальнейшему повышению величины выходного напряжения. Одновременно с зарядом конденсатора LС-фильтра блок 14 запирает транзисторный ключ 13, препятствуя дальнейшему прохождению импульсов на остальные тиристоры. В случае необходимости блок 14 вторично открывает транзистор ный ключ 13, осуществляя запуск тиристора одной из следующих ячеек, и энергия сглаживающего дросселя накапливается в следующем конденсаторе. В дальнейшем этот процесс продолжается до полного заряда конденсаторов всех ячеек, либо до окончания отработки получающихся выбросов.The energy of the smoothing inductor is accumulated by the capacitor 8, thereby preventing a further increase in the value of the output voltage. Simultaneously with the charge of the LC filter capacitor, block 14 locks the transistor switch 13, preventing the further passage of pulses to the remaining thyristors. If necessary, unit 14 opens the transistor switch 13 a second time, triggering the thyristor of one of the following cells, and the energy of the smoothing inductor is accumulated in the next capacitor. In the future, this process continues until the capacitors of all cells are fully charged, or until the development of the resulting emissions is completed.

По окончанию заряда конденсаторов ток через тиристоры прекращается, они запираются и после медленного разряда конденсаторов через резисторы 9 схема возвращается в исходное состояние.At the end of the charge of the capacitors, the current through the thyristors ceases, they are locked and after a slow discharge of the capacitors through the resistors 9, the circuit returns to its original state.

Аналогично описанному устройству может быть создан буферный блок, служащий для отработки провалов выходного напряжения, вызванных инерционностью LС-фильтра. Электрическая схема источника питания в этом случае приведена на фиг. 2.Similarly to the described device, a buffer unit can be created that serves to work out dips in the output voltage caused by the inertia of the LC filter. The electrical circuit of the power source in this case is shown in FIG. 2.

В связи с тем, что блок 11 может иметь и такие конструктивные исполнения, при которых потребуется непосредственная связь транзистора 13 с внутренней схемой,на фиг. 2 изображен и такой вариант исполнения устройства.Due to the fact that the block 11 can also have such designs that require direct connection of the transistor 13 with the internal circuit, in FIG. 2 shows such an embodiment of the device.

Описанный преобразователь позволяет упростить блок управления тиристорами ячеек буферного блока, а следовательно, и повысить надежность его работы.The described Converter allows you to simplify the control unit of the thyristors of the cells of the buffer unit, and therefore, to increase the reliability of its operation.

Claims

The invention relates to a conversion technique and can be applied in constant voltage power supplies. Power supplies are known that contain the primary voltage stabilizer and the buffer unit, designed to compensate for short-term dips and surges caused by a sudden change in the load l3 “. Buffer block in power sources (overwhelms transformers, with the help of which dips and surges of the output voltage are eliminated. A lack of a buffer unit is the impossibility of its use in high-power power supplies due to the small amount of limiting current through transistors. Power supplies are known in which the buffer block is made in the form of a row of thyristor-capacitive cells, alternately connected to the load at the time of the occurrence of dips or emissions on the yarn at the output of the device 2. The disadvantage of these power sources is a complex circuit for switching cells. The closest in technical essence to the proposed device is a DC power supply containing a stabilized rectifier with an L C filter / connected to the load and through resisforma a buffer unit consisting of a series of cells connected in parallel, the latter being a series connection of a thyristor and a capacitor shunted by a resistor. The voltage from the condensate cells of the cells is fed to. the inputs of logic gates And, the outputs of which are connected to the control electrodigyl thyristors of the subsequent cells. The signal from the control unit, which includes the voltage measuring unit, is fed through the pulse shaper and the coupling diodes to the control electrode of the first cell thyristor and the second inputs of the logic, And Z. elements. The disadvantage of this device is the presence of logic elements. And performing the role of the distributor of control pulses, which complicates and reduces its reliability. The purpose of the invention is to simplify the device and increase its reliability. The goal is achieved by the fact that a well-known multiphase AC voltage converter is stabilized constant, containing a multiphase controlled rectifier with an LC filter, a rectifier control unit, a buffer block of 1} parallel-connected thyristor-capacitive cells connected through a resistor to the LC capacitor plates filter, forming the output terminals of the converter, as well as the pulse generator and the voltage measuring unit included in the thyristor control unit of the buffer unit, multiphase diode bridge with transistor key at its output, a control input of which is coupled through a measuring element for example); eni with output transducer outputs, a. also pulse transformers, the primary windings of which are connected by their ends to the inputs of a multiphase diode bridge, and the other through a pulse shaper of the input inputs of the controlled multiphase rectifier, and the secondary windings of the pulse transformers are connected via diodes to the control inputs thyristors buffer block. FIG. Figures 1 and 2 show the variants of the circuit diagram of the converter, in which the buffer block is made in the form of b-cases in FIG. 3 shows an embodiment of a pulse former. The converter consists of a stabilized multiphase controlled rectifier 1 with its own control unit, the output voltage of which through a smoothing LC filter 2 is applied to the load 3. A resistor 4 is connected to the load of the buffer CG unit. It consists of a number of parallel-connected cells b . The latter are a series connection of a thyristor 7 and a capacitor 8 with a resistor 9. Pulse transformers 10 are connected between a pulse shaper 11 and the inputs of a diode bridge 12, the transistor switch 13 is connected in parallel to the output, the control input of which is connected to the voltage 14 . The secondary windings of pulse transformers through diodes are connected to thyristor control junctions. The transducer works as follows. When the output voltage exceeds the permissible value, for example, when the current changes abruptly through the load / that is caused by the Chiyu inertial throttle element in the smoothing filter, block 14 opens the transistor switch 13, and the pulse signal generated at the time of the cross-over sinusoidal wave goes to one from thyristors. Block 11 may have a different design. One of the simplest options is to introduce peak transformers into its composition, as which can be used saturation throttles, or specially designed Transformers. Such an embodiment of block 11 is shown in FIG. 3. The energy of the smoothing throttle is accumulated by the capacitor b, thereby preventing further increase in the output voltage. Simultaneously with the charge of the capacitor. The LC-filter unit 14 locks the transistor switch 13, preventing further passage of pulses to the other thyristors. If necessary, the unit 14 opens the transistor switch 13 a second time, starts the thyristor of one of the following cells, and the energy of the smoothing throttle is accumulated in the next capacitor. Subsequently, this process continues until the full charge of the capacitors of all the cells or until the completion of the testing of the resulting emissions. At the end of the charge of the capacitors, the current through the thyristors ceases, they are closed, and after a slow discharge of the capacitors through the resistors 9, the circuit returns to its original state. Similarly to the described device, a buffer block can be created, which serves to test the dips of the output voltage caused by the inertia of the LC filter. The power supply circuit in this case is shown in FIG. 2. In connection with the fact that the block 11 can also have such constructive uses for which the direct connection of the transistor 13 to the internal circuit is required, FIG. Figure 2 shows such an embodiment of the device. The described converter allows to simplify the thyristor control unit of the cells of the buffer unit and, consequently, increase the reliability of its operation. Claims of a Multiphase AC Voltage Converter to a Stable Constant Containing a Multiphase Controlled Rectifier with an LC Filter, a Rectifier Control Unit, a Buffer Block of parallel connected thyristor capacitance cells connected through a resistor to the capacitor plates of the LC filter forming the output terminals a converter, as well as a pulse shaping device and a voltage measuring unit included in the thyristor control unit of the buffer unit, characterized in that, in order to simplify and increase reliability / it is equipped with a multiphase diode bridge with a transistor switch at its output, the control input of which is connected through a voltage measuring device with the output terminals of the converter, as well as pulse transformers, the primary windings of which are connected to the multiphase diode inputs by their own the bridge, and others through the pulse shaper - to the input pins of the controlled multi-i phase rectifier, and the secondary windings of the pulse transformers through the diodes the auxiliary inputs of the thyristors of the buffer block. Information sources taken into account during the examination 1. Device of secondary sources of electrical powering CEA. Moscow House N.T. propaganda them. F.E. Dzerzhinsky- M., 1976, p. 177-179.

2. US patent Cl. 323-17, W 3656052, 11.04.72.

3. Author's certificate of the USSR, cl. G ABOUT F 1/56, 1977.

fi / t. one

F:. - I v - -. T1 i

i Ф i AS s

L IAJUsAJUXU

"

iput. g

(