Многоступенчатый регулятор выпрямленного напряжения

 

Изобретение относится к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Целью изобретения является повьшение КПД. Цель достигается уменьшением числа полупроводниковых вентилей, включенных последовательно с нагрузкой, при заданном числе тиристоров и количестве уровней выходного напряжения путем изменения связей, а также введением вспомогательных обмоток и диодных групп. Регулятор содержит трансформатор 1, вторичная обмотка которого состоит из основной секции 2 с диодным мостом на диодах 3, 4, 5 и 6, регулировочных секций 7 и 16 с обмотками 8, 9, 17 и 18 и тиристорами 10-15 и 19-24, дополнительных обмоток 25 и 26, образующих первый узел регулирования. Последующие узлы регулирования содержат по две регулировочные секции с дополнительными диодами 29 и 30, дополнительными обмотками 31 и 32. Все узлы регулирования включены последовательно с нагрузкой . 1 ил., 1 табл. 1C (Л 3S

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СО1ЛИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГ1УБЛИН (!9! (1! (б!! 4 G 05 F 1/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Я !

БЫЛ!"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4023512/24-07 (22} 25.02.86 (46) 30.07.87. Бюл. Р 28 (71) Институт электродинамики

АН УССР (72) К.А. Липковский и О.В. Лялько (53) 621.316.722.1(088.8) (56) Авторское свидетель TBD СССР

У 1121658, кл. G 05 F i/14, 1984.

Авторское свидетельство СССР

Ф 601678, кл. G 05 F 1/14, 1978. (54) МНОГОСТУПЕНЧАТ6!Й РЕГУЛЯТОР В61ПРЯМЛЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Иэобретение относится к источникам вторичного электропитания ра— диоэлектронной аппаратуры. Целью изобретения является повышение КГЩ.

Цель достигается уменьшением числа полупроводниковых вентилей, включенных последовательно с нагрузкой, при заданном числе тиристоров и количестве уровней выходного напряжения путем изменения связей, а также введением вспомогательных обмоток и диодных групп. Регулятор содержит трансформатор 1, вторичная обмотка которого состоит из основной секции

2 с диодным мостом на диодах 3, 4, 5 и 6, регулировочных секций 7 и 1б с обмотками 8, 9, 17 и 18 и тиристорами 10-15 и 19 — 24, дополнигельных обмоток 25 и 26, образующих первый узел регулирования. Последующие узлы регулирования содержат по две регулировочные секции с дополнительными диодами 29 и 30, дополнительными обмотками 31 и 32. Все узлы регулирова. ния включены последовательно с нагрузкой. 1 ил., 1 табл.

1327078

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования и стабилизации выпрямленного напряжения при питании электро- и радиотехнических нагрузок различного назначения.

Цель изобретения — повьипение КПД многоступенчатого регулятора выпрямленного напряжения.

На чертеже изображена принципиальная схема многоступенчатого регулятора выпрямленного напряжения.

Е0

Многоступенчатый регулятор выпрям 16 ленного напряжения содержит трансформатор 1, вторичная обмотка которого разделена на узлы регулирования, где первый узел регулирования содержит основную секцию 2 с диодным мостом

3-6, первую регулировочную секцию 7 с обмотками 8 и 9 и тиристорами 1015, вторую регулировочную секцию 16 с обмотками 17 и 18 и тиристорами 19-,,24, первую дополнительную обмотку 25, 26 крайние выводы которой соединяют один крайний вывод первой регулиро— вочной секции 7 и первый средний вывод диодной пары 3 и 4, вторую дополнительную обмотку 26, крайние выводы 30 которой соединяют другой крайний вывод второй регулировочной секции 16 и второй средний вывод диодной пары

5 и 6, общие анодные и катодные точки регулировочных секций 7 и 16 и диодного моста 3-6 соответственно объединены и образуют входной 27 и выходной 28 выводы узла регулирования, последующие узлы регулирования как и последний из них содержит каждый дополнительную диодную группу с диодами 29, 30, и-1 и и регулировочных секций, содержащих как и секции 7 и

16 по две обмотки и три пары тиристоров каждая, дополнительную обмотку 46

31, крайние выводы которой соединяют один крайний вывод регулировочной секции и-1 и средний вывод диодной групггы 29 и 30, дополнительную обмотку 32, крайние выводы которой соединяют другой крайний вьгвод регулировочной секции и и средний вывод диодной групггы 29 и 30, общие анодные и катодные точки регулировочных секций п-1, и и диодной группы 29 и 30 соответственно объединены и образуют входной 33 и выходной 34 выводы узла регулирования. Узлы регулирования соединены последовательно с нагрузкой 35.

Устройство работает следующим образом.

Переменное напряжение U „ подается на первичную обмотку трансформатора 1 и на вторичных обмотках секций

2, 7„ 16, п-1, и и дополнительньгх обмотках 25, 26, 31 и 32 наводятся напряжения соответствующих величин. Изменение напряжения на нагрузке 35 производится путем подачи сигналов управления на требуемые пары тиристоров, Величина выходного выпрямленного напряжения на нагрузке 35 определяется выражением

U -V + Е(-1), где U, — величина выпрямленного на-. пряжения основной секции 2;

Š— величина выпрямленного напряжения минимальной ступени регулирования; — порядковый номер уровня выходного выпрямленного напряжения, где i=1 2 3, ..., 2

2I1

Учитывая, что величина выпрямленного напряжения обмоток регулировочных секций и дополнительных обмоток выбирается в соответствии с законом г(1 — оE

I где j — порядковый номер регулировочной секции, 1=1,2,..., n, то для первого узла регулирования величина выпрямленного напряжения обмоток 8 и 9 первой регулировочной секции 7 и дополнительной обмотки 25 может быть принята, например, по Е каждая, а величина выпрямленного напряжения обмоток 17 и 18 второй регулировочной секции 16 и дополнительной обмотки

26, по 4Е каждая, соответственно для (г(-1)-й регулировочной секции и обмот2(и-2Е ки 31 по 2 Е, а для п регулиро2 С - 4) вочной секции и обмотки 32 по 2 Е.

Алгоритм работы устройства приведен на примере первого узла регулирования.

При реализации минимального выходного выпряг(ленного напряжения сигналы управления на тиристоры не подаются. В проводящем состоянии находятся диоды моста 3-6 и диодной группы

29 и 30. Выходное напряжение на нагрузке 35 равно

-1327078

U =U +Е

ВЫК цепочек из по25

При увеличении выходного напряжения на одну ступень регулирования подаются сигналы управления на тиристоры 14 и 15, диоды 5 и 6 диадного моста и диодной группы 29 и 30 на— ходятся в проводящем состоянии

Дальнейшее увеличение вьгходнаго напряжения происходит в соответствии с алгоритмом работы тиристоров первого узла регулирования, приведенного в таблице.

Диоды диодной группы 29 и 30 находятся в проводящем состоянии.

Первый узел регулирования осуществляет регулирование выходного выпрямленного напряжения с минимальной ступенью Е и позволяет реализовать количество уровней выходного напряжения

S=2 =16.

Алгоритм работы тиристоров последующих узлов регулирования аналогичен алгоритму, приведенному в таблице, и также позволяет реализовать

$=2 =16, с тай лишь разницей, что минимальная ступень регулирования в каждом узле определяется выражением

Е„=16 Е, . где К вЂ” порядковый номер узла регулирования, К=1,2,...,п/2.

Сочетание алгоритмов работы ти ристоров первого и последующих узлов регулирования позволяет осуществлять равномерное регулирование выходного напряжения са ступенью Е во всем диапазоне. Количество реализуемых уровней выходного напряжения при этом равно

Е 22ь ! а число последовательно включенных полупроводниковых приборов в цепи протекания тока нагрузки m=n.

Таким образом, использование предлагаемого многоступенчатого регулятора выпрямленного напряжения позволяет повысить КПЦ при заданном числе тиристаров и количестве реализуемых уровней выходного напряжения.

Это позволяет использовать его npu построении источников питания с регулированием или стабилизацией выходного выпрямленного напряжения, в которых требуется обеспечение высокого КПД.

Ф о р и у л а и з о б р е т е н и я

Многоступенчатый регулятор выпрямленного напряжения, содержащий трансформатор, первичная обмотка катарага подключена к входным клеммам, а вторичная обмотка основной секции транс— фарматора подключена к диа ганали переменного тока диодного мос-а и и регулировочных секций, где и — целое четное число, включающих в себя по три цепочки из последовательно соединенных тирпсторов и вторичную обмотку трансформатора со средней точкой, причем крайние выводы упомянутых цепочек соединены между собой и подключены к выходным выводам регулировочных секций, а средние выводы упомянутых цепочек подключены к выводам вторичной обмотки трансформатора регулировочной секции, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения КПД, и-2

2 следовательно включенных диодов, трансформатор снабжен и-дополнительными вторичными обмотками, а регулировачные секции попарно объединены в узлы регулирования, включенные выходными выводами последовательно с выходными клеммами, причем первый узел регулирования включает в себя диодный мост, к каждому выводу переменного тока которого через дополнительную вторичную обмотку трансформатора подключен крайний вывод вторичной обмотки соответственно регулиравочнай секции, выходные выводы регулировочных секций первого узла регулирования объединены с выходами пастаяннага тока диаднага моста и подключены к выходным выводам упомя— нутога первого узла регулирования, дополнительные вторичные обмотки и вторичная обмотка основной секции подсоединены последовательно-согласно, каждый иэ остальных узлов регу— лирования содержит цепочку иэ последовательно включенных диодов, крайние выводы которой совместно с выводами двух соответствующих регулировочных секций подключены к выходным выводам данного узла регулирования, и две последовательно включенные дополнительные обмотки трансформатора, средняя точка которых соединена са средней точкой цепочки нэ последовательно включенных диодов, а крайние выво1327078 трансформатора регулировочных сек ций. ды упомянутых обмоток подсоединены к крайним выводам вторичных обмоток

0 щ Включены обмотки Включены тиристоры

U„

2,25

2,9, 25

2,8,9,25

2, 26

2,25,26

2,9,25,26

10,11,21,22

23, 24

14, 15,23, 24

12, 13, 23, 24

10, 11, 23,24

Составитель Ю. Опадчий

Редактор Е. Копча Техред А.Кравчук Корректор Л. Пилипенко

Заказ 3389/44 Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r Ужгород, ул. Проектная, 4

U +Е

U, +2Е

U, +ЗЕ

U +4Е

U, +5E

П +6Е

U, +7Е

U +8Е о

U, +9Е

U, +10Е

U +11Å

U +12Е

U, +13E

U, +14Е

U, +15E

2,8,9,25,26

2,17,26

2,17,25,26

2,9,17,25,26

2,8,9, 17,25,26

2, 17, 18,26

2, 17,18, 25,26

2,9, 17, 18,25,26

2,8,9, 17, 18,25,26

14, 15

1?, 13

IO, 11

19, 20

14,15, 19,20

12, 13, 19, 20

10, 11 19, 20

21, 22

14, 15, 21, 22

12, 13,21,22