Стабилизатор переменного напряжения

 

СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий тиристорные управляемый и неуправляемый ключи, диод и стабилитрон, соединенные встречно-последовательно в цепи включения каящого тиристора неуправляемого ключа, трансформатор связи, подключенный первичной обмоткой параллельно управляемому ключу, регулирующий трансформатор, причем неуправляет шй ключ включен меящу первым входным выводом трансформатора связи и первым входным выводом регулирующего трансформатора, управляемьй ключ подключен между первым входным выводом трансформатора связи и отводом регулирующего трансформатора, выходные выводы регулирующего трасформатора соединены с выходными выводами, и узел управления, входом связанный с выходными выводами, a выходом подключенный к входам управления управляемого ключа, отличающийс я тем, что с целью повышения надежности в работе, КПД и расширения диапазона регулирования, в цепь включения каждого тиристора неуправляемого ключа введены два резистора, транзистор и дополнительный диод, причем коллекторы транзисторов соединены с анодами соответствующих тиристоров неуправляемого ключа, базы транзисторов через соответствующие дополнительные диоды соединены с первыми выводами соответствующих вторичных (Л обмоток трансформатора связи, вторые вьгаоды которых через вторые резисторы подключены к точке соединения первых выводов соответствующих диода и стабилитрона, куда также подсоединены первые выводы первых резисторов, вторые вывода которых соединены с эмиттерами соответствукщих транзисторов , при этом вторые выводы диодов ел подсоединены к соответствующим элеко тродам включения неуправляеьюго клю00 ча, a вторые выводы стабилитронов подключены к базам соответствующих транзисторов.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ И

duo С 05 F 1 20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3606782/24-07 (22) 20.06.83 (46) 23.09.84. Бюл. И 35 (72) С.М.Акимбетов, А,В.Захаров и Т.Н.Тыртышная (71) Башкирский ордена Трудового

Красного Знамени сельскохозяйственный институт (53) 621.316.722.1 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 754378,кл. G 05 F 1/10,1980.

2.Авторское свидетельство СССР У 315166,кл. G 05 F 1/10, 1969. (54) (57) СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕ1ЖННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий тиристорные управляемый и неуправляемый ключи, диод и стабнлитрон, соединенные встречно-последовательно в цепи включения каждого тиристора неуправляемого ключа, трансформатор связи, подключенный первичной обмоткой параллельно управляемому ключу, регулирующий трансформатор, причем неуправляе-. мый ключ включен между первым входным выводом трансформатора связи и первым входным выводом регулирующе/

ro трансформатора, управляемый ключ . подключен между первым входным выводом трансформатора связи и отводом регулирующего трансформатора, выходные выводы регулирующего трасформа,.Я0„„1115030 A тора соединены с выходными выводами, и узел управления, входом связанный с выходными выводами, а выходом подключенный к входам управления управляемого ключа, о т л и ч а ю щ и й— с я. тем, что с целью повышения надежности в работе, КПД и расширения диапазона регулирования, в цепь включения каждого тиристора неуправляемого ключа введены два резистора, транзистор и дополнительный диод, причем коллекторы транзисторов соединены с анодами соответствующих тиристоров неуправляемого ключа, базы транзисторов через соответствующие дополнительные диоды соединены с первыми выводами соответствующих вторичных обмоток трансформатора связи, вторые выводы которых через вторые резисторы подключены к точке соединения первых выводов соответствующих диода и стабилитрона, куда также подсоединены первые выводи первых резисторов, вторые выводы которых -соединены с эмиттерами.соответствующих транзисторов, при этом вторые выводы диодов подсоединены к соответствующим элек тродам включения неуправляемого клю-. ча, а вторые выводы стабилитронов подключены к базам соответствующих транзисторов, 1115030

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в устройствах питания радиоаппаратуры и систем телемеханики и автоматики.

Известен стабилизатор переменного 5 напряжения, содержащий тиристорные управляемый и неуправляемый ключи, трансформатор и схему управления L 1).

Недостатками устройства являются невысокая надежность вследствие наличия тока в цепи управления тиристоров неуправляемых ключей в течение длительного времени, а также ухудшенные массогабаритные показатели, Наиболее близким по технической сущности к изобретению является стабилизатор переменного напряжения, содержащий тиристорные управляемый и неуправляемый ключи, диод и стабилитрон, соединенные встречно-последовательно в цепи включения каждого тиристора неуправляемого ключа, трансформатор связи подключенный первичной обмоткой параллельно управляемому ключу, регулирующий автотрансформатор и схему управления.

Тиристоры неуправляемого ключа в таком устройстве отпираются в начале каждого полупериода напряжения питаю-З0 щей сети, Управляющее напряжение в начале полупериода начинает вОзрастать с нуля по синусоидальному закону, и тиристоры отпираются не B самом начале полупериода, а при превышении 35 напряжением с вторичной обмотки трансформатора связи напряжения пробоя стабилитрона. В устройстве снижается или исключается протекание тока по управляющему электроду, но при этом 40 образуется значительный начальный угол отпирания тиристоров неуправляемого ключа Г21

Недостатками известного устройства являются относительно низкие надеж- 45 ность, КПД устройства и небольшой диапазон регулирования. Разброс параметров тиристоров при больших углах отпирания приводит к подмагничиванию регулирующего трансформатора, т,е. к 50 снижению коэффициента полезного действия устройства. К снижению надежности и повышению общего веса устройства приводит наличие трансформатора связи, напряжение с вторичной обмотки 55 которого поступает непосредственно на управляющий электрод тиристора неуправляемого ключа.

При коммутациях напряжения сети,при его максимальном значении, в режиме открытого состояния тиристора неуправляемого ключа могут создаться условия протекания ничем не ограниченного тока в цепи управления этих тиристоров, что существенно снижает надежность схемы. С другой стороны, большой за.пас по напряжению приводит к увеличению начального угла отпирания тирис.торов,что приводит к снижению КПД устройства и сужению диапазона регулирования.

Целью изобретения является повышение надежности, КПД и расширение диапазона регулирования устройства.

Указанная цель достигается тем, что в стабилизатор переменного напряжения, содержащий тиристорные управляе» мый и неуправляемый ключи, диод и стабилитрон соединенные встречно-пос1 ледовательно в цепи включения каждого тиристора неуправляемого ключа, трансформатор связи, подключенный первичной обмоткой параллельно управляемому ключу, регулирующий трансформатор, причем неуправляемый ключ включен между первым входным выводом трасформатора связи и первым входным выводом регулирующего трансформатора,управляемый ключ подключен между первым входным выводом трансформатора связи и отводом регулирующего трансформатора, выходные выводы регулирующего трансформатора соединены с выходными выводами, и узел управления, входом связанный с выходными выводами, а выходом подключенный к входам управления управляемого ключа, в цепь включения каждого тиристора неуправляемого ключа введены два резистора, транзистор и дополнительный диод,причем коллекторы транзисторов соединены с анодами соответствующих тиристоров неуправляемого ключа, базы транзисторов через соответствующие дополнительные диоды соединены с первыми выводами соответствующих вторичных обмоток трасформатора связи, вторые выводы которых через вторые резисторы подключены к точке соединения первых выводов соответствующих диода и стабилитрона, куда также подсоединены первые выводы первых резисторов, вторые выводы которых соединены с эммитерами соответствующих транзисторов, при этом вторые выводы диодов подсоединены к соответствующим элек11150

3 тродам включения неуправляемого клю-".-. ча, а вторые выводы стабилитронов подключены к базам соответствующих транзисторов.

На чертеже приведена принципиальная 5 схема стабилизатора.

Стабилизатор содержит неуправляемый ключ 1, состоящий из двух включенных встречно-параллельно тиристоров 2 и 3, и управляемый ключ 4, сос- 1р тоящий из двух, включенных встречнопараллельно тиристоров 5 и 6, диоды

7 и 8 и стабилитроны 9 и 10, соединенные катодами встречно-последова-. тельно в цепях включений тиристоров

2 и 3 неуправляемого ключа 1, трансформатор 11 связи, подключенный первичной обмоткой параллельно управляемому ключу 4, регулирующий трансформатор 12 и узел 13 управления. В цепь 2р включения каждого тиристора неуправля емого ключа введены последовательно соединенные соответственно транзисторы 14 и 15, резисторы 16 и 17 и диоды 18 и 19.

Базы транзисторов через диоды 7 и

8 соединены с одними концами выходных обмоток трансформатора 11 связи.

Другие концы выходных обмоток трансформатора 11 через резисторы 20,16 ЗР и 21,17 соответственно подключены к эммитерам тех же транзисторов.

Стабилизатор работает следующим образом.

Положительная полуволна напряжения З5 сети прикладывается к первичной обмотке трансформатора 11, к управляе, мому ключу 4 и к неуправляемому ключу 1. На вторичной обмотке трансформатора 11 появляется напряжение и по-4р дается на базы транзисторов 14 и 15.

Эти напряжением открывается транзистор 14, и в цепи управления. тиристора 2, к которому прикладывается прямое напряжение, возникает ток, тирис- 5 тор 2 открывается. Падение напряжения на управляющем переходе открытого тиристора 2 становится малым, а так как это падение напряжения прикладывается к транзистору 14, то он обесточи- SO вается. Ток после включения тиристора 2 протекает только в базовой цеди транзисторного стабилизатора тока и имеет малую величину. Для ограничения величины тока в базовые цепи транэис-у торов 14 и 15 включены стабилитроны

9 и 10. Таким образом, во время работы тиристоров 2 и 3 ток в управляю30 4 щем электроде не протекает. В цепи управления тиристора 3, к которому приложено обратное напряжение, ток протекать;не сможет, так как напряжение, приложенное к диоду 19,закрывает его.

Во время отрицательной полуволны питающего напряжения открывается ти- . ристор 3 ключа l. Он открывается,так как создается цепь протекания тока через открытый транзистор 15 в.управляющем электроде тиристора 3.

При включении очередной группы тиристоров 5 илй 6 управляемого ключа

4 напряжение, приложенное к тиристорам 2 или 3, не включает последних, так как управляющее напряжение с трансформатора 11 связи становится равным нулю.

Преимуществами предлагаемого устройства по сравнению с-известным яв- .ляются повышенная надежность работы схемы, более высокий КПД, а также расширение диапазона регулирования углов отпирания тиристоров управляемого ключа. Это объясняется наличием ... меньших углов (начальных) отпирания тиристоров неуправляемого ключа, а также исключением возможности прбтекания неограниченного тока в цепи управления тиристоров и неуправляемого ключа при различных коммутациях сетевого напряжения . В известном устройстве ток вторичной обмотки трансформатора поступает непосредственно на управляющий электрод тиристора, а в . " предлагаемом устройстве напряжение с вторичной обмотки трансформатора необходимо лишь для открытия транзистора. Ток в управляющий электрод поступает усиленный транзистором. Такое включение транзисторов, резисторов и стабилитронов, образующих стабилизаторы тока, позволяет подавать в управляющие электроды тиристоров ключа синусоидально меняющееся напряжение с максимальной крутизной, что существенно уменьшает начальный угол отпирания тиристоров ключа. В то же время ток в управляющем электроде тиристоров не превосходит номинальной для него величины. Невозможность протекания тока в управляющих электродах тиристоров при подаче на них обратного напряжения также повышает надежность схемы.

Повышение КПД схемы объясняется уменьшением подмагничивания регулирую1115030

ВНИИПИ Заказ 67б9/34 Ти аж 84! До сное

Фщиыаа ШБ

° Ю щего трансфюрматора;вследствие уменьшения начального угла отпирания тиристоров неуправляемого ключа, что приводит также к расширению диапазо на изменения углов отпирания тиристоров управляемого ключа.