Стабилизатор постоянного тока

 

О П И С А Н И Е и 437055

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски1т

Социалистическщ

Республик (01) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 07.06,72 (21) 1794438/24-7 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 25.0?.74. Бюллетень № 27

Дата опубликования описания 24.12.74 (51) M. Кл. G 05f 1/46

Гасуда рстеенный комитет

Совета Министроа СССР по делам изооретений и открытий (53) УДК 621.316.722.1 (088.8) (72) Автор изобретения (71) Заявитель

Б, 3. Курчик енинградскии электротехническии институт связи им. проф. М. А. Бонч-Бруевича (54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к устройствам стабилизации постоянного тока и может быть использовано в качестве источника питания систем заряда накопительных конденсаторов, аппаратуры связи и устройств автоматики.

Известные стабилизаторы постоянного тока, состоящие из полупроводникового инвертора напряжения, задающего генератора, выпрямигеля с П-образным фильтром, согласующего силового трансформатора и линейного дросселя в цепи переменного тока инвертора, имеют сложную схему управления, требуют установки нелинейных корректирующих звеньев в связи с нелинейной зависимостью между током нагрузки и частотой инвертора, инерционны, склонны к автоколебаниям.

Цель изобретения — упростить схему, повысить надежность и быстродействие устройства.

Для этого параллельно линейному дросселю включена цепочка из односердечникового однообмоточного дросселя насыщения, выполненного из материала с прямоугольной петлей гистерезиса, и двух импульсных трансформаторов, выходные обмотки которых по униполярной схеме подключены к входу задающего генератора.

На фиг. 1 представлена структурная схем.а устройства; на фиг. 2 — принципиальная электрическая схема устройства; на фиг. 3 — временные диаграммы, поясняющие работу схемы, Стабилизатор тока состоит из тиристорного инвертора напряжения 1, выпрямителя с П5 образным фильтром и согласующим трансформатором 2 линейного дросселя 3, включенного последовательно с первичной обмоткой трансформатора, задающего генератора 4, синхронизатора 5.

Инвертор выполнен по полумостовой схеме

Мак-Муррея. Сигналы управления прямоугольной формы поступают на инвертор от задающего генератора 4, представляющего со15 бой генератор Ройера, способный работать как в режиме самовозбуждения, так и в режиме внешней синхронизации. Между ситналами управления, поступающими на инвертор, существует временной сдвиг, создаваемый дрос20 селями насыщения с прямоугольной петлей гистерезиса 6, 7 (фиг. 2), установленными в цепях управления основными тиристорами.

Задающий генератор может быть синхронизирован от внешнего синхронизатора, частота

25 выходных импульсов которого выше собственной частоты колебаний генератора. Сигналы от синхронизатора 5 подаются на базу-эмиттер транзисторов 8, 9 задающего генератора 4 параллельно сигналам, поступающим с базо30 вых обмоток генератора 4.

437055

5О

Синхронизатор 5, подключенный параллельно линейному дросселю 3, состоит из односердечникового дросселя насыщения 10, выполненного на материале с прямоугольной петлей гистерезиса; двух импульсных трансформаторов 11 и 12, первичные обмотки которых включены последовательно с обмоткой дросселя насыщения; диодов 13 и 14, шунтирующих первичные обмотки трансформаторов 11 и 12 в одном направлении; диодов 15 и 16, предназначенных для получения униполярных импульсов напряжения на входе задающего генератора 4.

Ток намагничивания импульсных трансформаторов 11 и 12 больше тока намагничивания дросселя насыщения 10, так что до насыщения дросселя 10 напряжения на импульсных трансформаторах пренебрежимо мало.

Устройство работает следующим образом.

В момент включения задающего генератора 4 он начинает работать в режиме самовозбуждения и включает один из силовых тиристоров инвертора, например 17. Ток через линейный дроссель 3 возрастает и к дросселю насыщения 10 прикладывается напряжение, насыщающее его в положительном направлении. Через некоторый промежуток времени дроссель 10 насыщается и на импульсном трансформаторе 12 появляется напряжение, поступающее на вход задающего генератора 4 и изменяющее полярность выходного напряжения задающего генератора. При этом тиристор

17 запирается, а неуправляемый вентиль 18 открывается, полярность тока нагрузки остается неизменной, но величина его уменьшается, а полярность напряжения на дросселе насыщения 10 изменяется на противоположную.

Дроссель насыщения 10 перемагничивается в отрицательном направлении. Когда ток нагрузки снижается до нуля, неуправляемый вентиль 18:закрывается, а тиристор 19 открывается и полярность тока нагрузки изменяется на противоположную. Дроссель насыщения

10 продолжает перемагничиваться в отрицательном направлении до насыщения. При этом появляется напряжение на импульсном трансформаторе 11, полярность выходного напряжения задающего генератора 4 изменяется на противоположную, основной тиристор 19 закрывается, неуправляемый вентиль 20 открывается и т. д. Запирание основных тиристоров осуществляется включением вспомогательных тиристоров 21, 22.

Изменение сопротивления натрузки или входного напряжения приводит к изменению мгновенных значений напряжения на дроссель

15 го г5 зо

35 насыщения 10 и длительности интервала его перемагничивания, т. е. частоты инвертирования напряжения. При уменьшении сопротивления нагрузки или повышения входного напряжения частота выходного напряжения инвертора повышается, что приводит к увеличению падения напряжения на линейном дросселе и уменьшению падения напряжения на нагрузке.

В результате ток нагрузки остается неизменным. При повышении сопротивления нагрузки или понижении входного напряжения постоянство тока нагрузки поддерживается путем снижения частоты выходного напряжения инвертора.

На фиг. 3 приведены временные диаграммы напряжений на выходе инвертора 1 — U,. первичной обмотке трансформатора выпрямителя

2 — U>, на линейном дросселе 3 — U3, а также диаграммы тока, протекающего через линейный дроссель 3 — i3 и тока нагрузки, приведенного к первичной обмотке трансформатора выпрямителя 2 — i„„.

В момент t> происходит скачок выходного напряжения инвертора 1 — U>, а в момент—

t2 скачок напряжения на нагрузке и соответст-. венно на первичной обмотке трансформатора выпрямителя 2 — U>. При этом вольтсекундный интеграл напряжения на дроссель насыщения

10 остается постоянным, что обеспечивает постоянство амплитудного и среднего значения тока, протекающего через линейный дроссель

3, а следовательно и тока нагрузки.

Изменение питающего инвертор напряжения или напряжения на нагрузке вызывает изменение частоты инвертирования с запаздыванием не более (0,5 — 1,0) периода выходного напряжения инвертора.

Предмет изобретения

Стабилизатор постоянного тока, состоящий из полупроводникового инвертора напряжения, задающего генератора, выпрямителя с Побразным фильтром, согласующего силового трансформатора и линейного дросселя в цепи переменного тока инвертора, отличающийсяя тем, что, с целью упрощения стабилизатора, повышения его надежности и быстродействия, параллельно линейному дросселю включена цепочка из односердечникового однообмоточного дросселя насыщения, выполненного из материала с прямоугольной петлей гистерезиса и двух импульсных трансформаторов, выходные обмотки которых по униполярной схеме подключены к входу задающего генератора.

437055 Риз. 3

Составитель Л. Стрелкин

Техред А. Дроздова Корректор О. Тюрина

Редактор О. Кунина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3449/3 Тираж Ме 117 Тираж 760 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5