Стабилизированный выпрямитель Советский патент 1984 года по МПК G05F1/56 H02M7/04 

-КЗ-И

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве вторичного источника электропитания.

Известны способы и устройства ограничения перенапряжений, возникаклцих при работе вентильных преобразователей и обусловленных как индуктивностью рассеяния обмоток трансформатора, так и временем рассасывания избыточных носителей в р-п переходе диодов при их запирании.

В указанных устройствах, содержащих силовой трансформатор и многофазный выпрямитель, ограничение перенапряжений на диодах выпрямителя достигается либо включением С-цепи параллельно нагрузке, либо подключением 2С-цепи посредством дополнительной вентильной группы между одним из выходных выводов силового выпрямителя и его входными выводами 11.

Недостатки данных устройств заключаются в том, что в них или не обеспечивается защита от перенапряжений нагрузки, работающей в режиме переключения, или не достигается защита от перенапряжений, идущих со стороны нагрузки.

Наиболее близким к предлагаемом является стабилизированный выпрямитель, содержащий последователно соединенные силовой трансформатор, первичные обмотки которого секционированы, силовой выпрямитель и сглаживающий фильтр, выход которого образует выходные выводы, регулирующие элементы последовательного типа, каждый из которых подключен к выводам постоянного тока мостового выпрямителя, соединенного входом с соответствующими отводами секционированных первичных обмоток, а также схему управления, входы которой соединены с выходным выводами, а выходы - с входами регулирующих элементов С21.

Энергетически оправданным является использование импульсного режма работы регулирующих элементов, в процессе которого происходит периодическое подключение (отключение) секций первичных обмоток транформатора. Припрерывании токов, птекающих через секции, возникают ЭДС самоиндукции, обусловленные индуктивностями рассеяния обмоток трансформатора. Величина ЭДС за короткое время достигает значений, во много раз превышающих напряжение сети. Наличие импульсов приводит к выходу из строя транзисторов, используемых в качестве оегулирующих элементов и, кроме того способствует возникновению высокочастотных помех, проникающих в нагрузку и в питающую сеть.

Цель изобретения - повышение надежности путем устранения высокочастотных помех.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизированный выпрямитель, содержащий последовательно соединенные силовой трансфопматор, первичные обмотки которого секционированы, силовой выпрямитель и сглаживающий Лильтр, выход которого образует выходные выводы, регулирующие элементы последовательного типа, каждый из которых подключен к выводам постоянног тока мостового выпрямителя, соединенного входом с соответствуюгшми отводами секционированных первичных обмоток, а также схему управления, входы которой соединены с выходньоми выводами, а выходы - с входами регулирующих элементов, ввдены цепочки последовательно соединенных резистора и конденсатора и дополнительные вентильные группы по числу мостовых выпрямителей, при этом точка соединения резистора и конденсатора каждой цепочки подключена к объединенным анодам соответствующей вентильной группы, катоды которой соединены с входом соответствующего мостового выпрями теля, свободный вывод конденсатора подключен к катодной группе вентилей указанного мостового выпрямителя и одному выводу регулирующего элемента, а свободный вывод резист.ра подключен к анодной группе того же выпрямителя и другому выводу регулирующего элемента.

На чертеже представлена принципиальная схема стабилизированног выпрямителя.

Устройство содержит последовательно соединенные силовой трансЛорматор 1, первичные обмотки которого секционированы, силовой выпрямитель 2 и сглаживающий 1Ъипътр регулирующие элементы 4 и 5, каждый из которых через мостовЕле выпрямители б и 7 соединен с соответствующими отводами секционированных первичных обмоток, а-также схему 8 управления, входы которой соединены с выходными-выводами стабилизированного выпрямителя, а выходы - с входами регулирующих элементов. 4 и 5. Цепочки 9 и 10 последовательно соединенных резистора и конденсатора общей точкой подключены к объединеннЕлм анодам соответствующих дополнительных вентильных групп 11 и 12. Катоды группы 11 соединены с входом мостового выпрямителя 6, катоды группы 12 - с входом выпрямителя 7. Свободный

вывод конденсатора каждой из цепочек 9 и 10 соединен с катодной группой вентилей своего мостового выпрямителя: конденсатор цепочки 9 с катодной группой выпрямителя 6, конденсатор цепочки 10 - с катодной группой выпрямителя 7. Указан-, ный вывод конденсатора цепочки подключен также к одному выводу своего регулирующего элемента, другой вывод которого подключен к свободному выводу резистора цепочки и анодной группе мостового выпрямителя: вывод регулирующего элемента 4 к резистору цепочки 9 и анодной группе выпрямителя 6, вывод регулирующего элемента 5 - к резистору цепочки 10 и к анодной группе выпрямителя 7.

Устройство работает следующим образом.

При минимальном напряжении сети относительная длительность включенного состояния регулирующего элемента 4 минимальна, а регулирующего элемента 5 - максимальна. Нулевая точка первичных обмоток трансформатора 1 образуется посредством мостового выпрямителя 7 и замкнутого регулирующего элемента 5. Коэффициент трансформации трансформатора 1 минимален. При максимальном напряжении сети относительная дли тельность включенного состояния . регулирующего элемента Ф максимальна, регулирующего элемента 5 минимальма. Нулевая точка пеовичных обмоток трансформатора 1 в этом случае образуется посредством мостового выпрямителя 6 и замкнутого регулирующего элемента 4. Коэффициент трансформации трансформатора 1 максимален. Благодаря соответствующему изменению коэффициента трансформации напряжение на выход ых выводах стабилизированного выпрямителя будет оставаться неизменным при крайних значениях напряжения сети. При промежуточных значениях напряжения сети трансформатор 1 будет иметь плавающую нулевую точку, образуемую поочередным включением регулируюгпих элементов 4 и 5, работающих в противофазе. ПРичем относительная длительность включен0ного состояния каждого из регулирующих элементов 4 и 5 определяется схемой управления 8 цепи отрицательной связи и будет таковой, что среднее значение напряжения нагрузки на

5 выходе силового выпрямителя 2 и фильтра 3 будет стабильным. Им- пульсные всплески напряжения, обусловленные скачкообразным изменением тока через индуктивность рассеяния секций первичных обмоток в моменты т-оммутации .регулирующих элементов, например, пои запирании регулирующего элемента 4, прикладщваются к интегрирующей емкости конденсатора цепочки 9 через соответствую5щие вентили катодной группы мостового выпрямителя 6 и дополнительной вентильной группы 11. При включении регулирующего элемента 4 осуществляется разряд конденсатора на сопро0тивление резистора цепочки 9.

При соответствующем выборе параметров RC -цепочек 9 и 10 можно полностью устранить импульсное возрас5тание напряжения, тем самым предотвратить регулирующих элементов, например транзисторов, и не допустить возникновения высокочастотных импульсных помех, про0никающих как в нагрузку так и в сеть. За счет этого повьа.мается надежность стабилизированного выпрямителя.

СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ, содержащий последовательно соединенные силовой трансформатор, первичные обмотки которого секционированы, силовой выпрямитель и сглаживающий фильтр, выход которого образует выходные выводы, регулирующие элементы .последовательного типа, каждый из которых подключен к выводам постоянного тока мостового. выпрямителя, соединенного входом с соответствующими отводами секционированных первичных обмоток, а также схему управления, входы которой соединены с выходными выводами, а выходы - с входами регулирующих элементов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем устранения высокочастотных помех, введены цепочки последовательно соединенных резистора и конденсатора и дополнительные вентильные группы по числу мостовых выпрямителей, при этом точка соединения резистора и конденсатора каждой цепочки подключена к i объединенным анодам соответствующей вентильной группы, катоды которой соединены е входом соответствуклцего мостового выпрямителя, свободный вывод конденсатора подключен к катодной группе вентилей указанного мостового выпрямителя и одному выводу регулирующего элемента, а свободный вывод резистора подключен к анодной группе того же выпрямителя и другому выводу регулирующего элемента.