Регулятор-стабилизатор переменного напряжения

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4 (51) ГОСЗЩАРСТВЕНЙЫЙ НОМИТЕТ . СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И О,ТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ н *о тото нам т cондотвъотнт (21) 3655748/24-07 (22) 24. 10.83 (46) 15.02.85. Бюл. У 6 (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

11 495653, кл. G 05 F 1/20, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

В 260730, кл. G 05 F 1/20, 1968. (54)(57) РЕГУЛЯТОР-СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕЖНИОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий уп-. равляющий трансформатор с первичной и тремя вторичными обмотками, автотрансформатор, выполненный с отпайкамн, первый ключ, включенный между первым выводом автотрансформатора и одним выводом первой вторичной обмотки управляющего трансформатора, другой вывод которой через первый выпрямитель подключен к первому управ.ляющему выводу первого ключа, второй управляющий вывод которого через второй выпрямитель соединен с одним выводом второй. вторичной обмотки управляющего трансформатора, другой вывод которой соединен с первым выводом автотрансформатора, второй ключ, выполненный на тиристоре и

„„ви„„114о1ОВ A включенный между первой отпайкой автотрансформатора, соединенной с одним выводом первичной обмотки управляющего трансформатора, и другим выводом первичной обмотки, соединенным с первым входным выводом, управляемый транзистор, база которого подключена к выходу широтно-импульсного модулятора, входом связанного с автотрансформатором, а входом синхронизации — с выходом узла синхронизации, вход которого подключен к третьей вторичной обмотке, управляющего трансформатора, и резистор, причем первый выходной вывод подключен к второй отпайке автотрансформатора, а второй входной и второй выходной выводы соединены с вторым выводом автотрансформатора, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей и повышения надежности работы, управляющий вывод тиристора второго ключа подключен через резистор к эмиттеру управляемого транзистора, коллектор которого соединен с анодом тиристора, к базе управляемого транзистора подключен катодом стабилитрон, анод которого соединен с шиной питания широтно-импульсного модуля тора, к которой также подключен катод тиристора второго ключа.

1140106

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в уст ройствах питания радиоаппаратуры и различных системах автоматики н телемеханики, устанавливаемых на промыш- 5 ленных и сельскохозяйственных предприятиях.

Известен регулятор-стабилизатор переменного напряжения, содержащий регулирующий элемент, выполненный в виде трансформатора, к отпайкам которого подключены группы управляемых и неуправляемых ключей, управляющий

l трансформатор и орган управления с дополнительным источником питания 1).15

Недостатком устройства являются относительно низкие массогабаритные показатели вследствие, наличия дополнительного источника питания. Управляющее напряжение подается на управляемые группы тиристоров с момента подачи импульса до конца полупериода питающего напряжения. При этом от схемы управления потребляется довольно значительная мощность, идущая на обеспечение надежного отпирания тиристоров при различных температурах окружающей среды и работе стабилизатора на активно-индуктивную нагрузку (23. 30

Вследствие увеличения мощности, рассеивающаяся на управляющих электродах тиристоров и наличия тока управления в цепи управления после включения тиристора обусловливает увеличе- gg ние габаритов системы управления и ухудшение надежности работы устройства.

Использование дополнительного источника питания управляющих цепей тиристоров также ухудшает массогабаритные показатели устройства в целом.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности регуляторстабилизатор переменного напряжения, 45 содержащий управляющий трансформатор, автотрансформатор, неуправляемый ключ и управляемый транзистором с широтно-импульсным модулятором и устройством синхронизации ключ (2).

Напряжение синхронизации в таком стабилизаторе берется с вторичной обмотки управляющего трансформатора.

Энергия, используемая для питания транзистора, управляющего тиристорным у ключом, потребляется от специального источника, роль которого в данном устройстве играет выпрямитель, сос-. тоящий иэ двух диодов и конденсатора.

В силовых схемах для управления тиристорами требуются довольно значительные токи.

Недостатками такого устройства являются относительно низкие массогабаритные показатели и надежность работы вследствие наличия дополни, тельного источника питания и воэможности возникновения в управляющей цепи тиристора импульса тока, превышающего максимально допустимое значение. Управление тиристорным ключом осуществляется с помощью коротких управляющих импульсов, которые могут иметь большую величину, опасную для управляющих электродов тиристоров, особенно, в момент переходных процессов регулятора-стабилизатора, работающего на активно-индуктивную нагрузку, так как при отпирании управляющего транзистора электрический конденсатор фильтра дополнительного источника, разряжаясь через малое сопротивление открытого транзистора на управляющий электрод тиристора, может вызвать большой импульс тока. Уменьшение величины тока управления снижает надежность работы регулятора-стабилизатора, так как для гарантированного отпирания тиристора при разбросе температурных параметров требуется определенная всличина тока управления.

Длительность управляющего импульса при этом определяется самим тиристором и характером его нагрузки.

Остальная верхняя часть управляющего импульса опасна для электрода тиристора и может вывести из строя последний.

Цель изобретения — улучшение массогабаритных показателей и повышение надежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в регуляторе-стабилизаторе переменного напряжения, содержащем управляющий трансформатор с первичной и тремя вторичными обмотками, авто-, трансформатор, выполненный с отпайками, первый ключ, включенный между первым выводом автотрансформатора и одним выводом первой вторичной обмотки управляющего трансформатора, другой вывод которой через первый выпрямитель подключен к первому управляющему выводу первого ключа, второй управляющий вывод которого

1140106 через второй выпрямитель соединен с одним выводом второй вторичной обмотки управляющего трансформатора, другой вывод которой соединен с первым выводом автотрансформатора, второй ключ, выполненный на тиристоре и включенный между первой отпайкой автотрансформатора, соединенной с одним выводом первичной обмотки управляющего трансформатора, и 10 другим выводом первичной обмотки, соединенным. с первым входным выводом, управляемый транзистор, база которого подключена к выходу широтно-импульсного модулятора, входом связан- !5 ного с автотрансформатором, а входом синхронизации — с выходом узла синхронизации, вход которого подключен

1к третьей вторичной обмотке управляющего трансформатора, и резистор, при-20 чем первый выходной вывод подключен к второй отпайке автотрансформатора, а второй входной и второй выходной выводы соединены с вторым выводом автотрансформатора, управляющий вывод тиристора второго ключа подключен через резистор к эмиттеру управляемого транзистора, коллектор которого соединен с анодом тиристора, к базе управляемого транзистора подключен З0 катодом стабилитрон, анод которого соединен с шиной питания широтно-импульсного модулятора, к которой также подключен катод тиристора второго ключа. 35

На чертеже представлена принципиальная схема регулятора-стабилизатора.

Стабилизатор содержит управляющий трансформатор 1, регулирующий ор-40 ган, выполненный в виде автотрансформатора 2 с двумя отводами 3 и 4 и присоединенными к этим отводам тиристорными ключами 5 и 6. Первый ключ

5 подсоединен к отводу 3 с минималь- 45 ным напряжением, а второй ключ 6 управляется управляемым транзистором 7 и широтно-импульсным модулятором (ШИМ), который состоит из триггера Шмидта 8 и генератора 9 пилообразного напря- 50 жения. Регулятор-стабилизатор снабжен также узлом синхронизации, которое содержит двухполупериодный выпрямитель 10 и стабилитрон-ограничитель 11. К базе управляемого транзис-55 тора 7 подсоединен катодом стабилитрон 12, обеспечивающий нормальную работу транзистора 7. Узел синхронизации подключен к .вторичной обмотке

13 управляющего трансформатора, второй ключ соединен с первичной обмоткой 14, а первый ключ через выпрямители 15 и 16 соединен соответственно со вторичными обмотками 17 и 18.

Регулятор-стабилизатор работает следующим образом.

Напряжение синхронизации для ШИИ берется с вторичной обмотки 13 управляющего трансформатора 1, первичная обмотка 14 которого включена параллельно тиристорному ключу 6.

В начале каждого полупериода питающего напряжения управляющее напряжение с трансформатора 1 подается на ключ 5 и открывает один из его тиристоров. На выходе устройства начинает формироваться полуволна выходного напряжения.

Ключ 5 проводит ток до тех пор, пока не вступает в работу ключ 6, продолжая формирование той же полуволны выходного напряжения. На ключ

6 в течение каждого полупериода напряжения сети подается напряжение с отвода 3 автотрансформатора 2. Соответственно это напряжение прикладывается к транзистору 7 каждый раз в одной и той же полярности.

При срабатывании триггера Шмидта

8 формируемый импульс поступает на стабилитрон 12 и пробивает его. Образовавшееся падение напряжения на стабилитроне 12 прикладывается к резистору 13 в цепи управления тиристорного ключа 6 и эмиттерному переходу транзистора 7 в прямом для него направлении. Транзистор 7-открывается и формирует импульс управления тиристором ключа 6. Амплитуда импульса ограничена падением напряжения на стабилитроне 12, а длительность определяется параметрами тиристора.

Таким образом, усеченный импульс с транзистора 7 поступает на управляющий электрод тиристора к;;юча 6 и открывает последний. Падение напряжения на тиристоре ключа 6, прикладываемое одновременно к транзистору 7, становится мальач, и импульс тока, формируемый транзистором 7, спадает до нуля.

Таким образом, на протяжении всего времени открытого состояния тиристора ключа 6 ток управления не превышает номинальной, безопасной для работы тиристора, величины.

1140106

Составитель С. Чернышова

Редактор Л. Пчелинская Техред <.Ìèãóíîâà Корректор А. Обручар

Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 263/37

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Так как управляющий транзистор

1 (питается непосредственно от сети, а не от специального источника питания, как s известном устройстве f23, уменьшаются габариты схемы управления, а следовательно и всего устройства.