Стабилизатор переменного напряжения Советский патент 1984 года по МПК G05F1/20 

Изобретение относится к электротех нике и может найти применение в устройств азе питания радиоаппаратуры и систем телемеханики и автоматики. Известен стабилизатор переменного напряжения, содержащий тиристорные управляемый и неуправляемый ключи, трансформатор и схему управления 11 . Недостатками устройства являются невысокая надежность вследствие нали чия тока в цепи управления тиристоров неуправляемых ключей в течение длительного времени, а также ухудшен ные массогабаритные показатели. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является стабилизатор переменного напряжения, со держащий тиристорные управляемый и неуправляемый ключи, диод и стабилит рон, соединенные встречно-последова тельно в цепи включения каждого тиристора неуправляемого ключа, трансформатор связи , подключенный первич ной обмоткой параллельно управляемому ключу, рагулирукяций автотрансформатор и схему управления. Тиристоры неуправляемого ключа в таком устройстве отпираются в начале каждого полупериода напряжения питаю

щей сети.Управляющее напряжение в начапе полупериода начинает возрастать с нуля по синусоидальному закону, и тиристоры отпираются не в самом начале полупериода, а при превьш1ении 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 С 21 .

Недостатками известного устройства являются относительно низкие надеж- 45 ность, КПД устройства и небольшой диапазон регулирования. Разброс параметров тиристоров при больших углах отпирания приводит к подмагничиваиию 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 иа управляющий электрод тиристора неуправляемого ключа.

равляемый 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 вьшодами, 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 иеуправляемого ключа, базы транзисторов через соответствующие дополнительные диоды соединены с первыми выводами соответстйукщих вторичных обмоток трасформатора связи, вторые вьшоды 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 вьшоды диодов подсоединены к соответствующим элекПри 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 зтих тиристоров, что существенно снижает надежность схемы. С другой стороны, большой запас 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-последовательно в цепи включения каждого тиристора неуправляемого ключа, трансформатор связи, подключенный первичной обмоткой параллельно управляемому, ключу, рёгулирукнций трансформатор, причем неуправляемый ключ включен между первым входным выводом трасформатора связи и первым входным выводом регулирующего трансформатора,уптродам включения неуправляемого ча, а вторые выводы стабилитронов , подключены к базам соответствующих транзисторов.

На чертеже приведена принципиальная схема стабилизатора.

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

7и 8 и стабилитроны 9 и Ю, соединенные катодами встречно-последовательно 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 включения каждого тиристора неуправляемого ключа введены последовательно соединенные соответственно транзисторы 14 и 15, резисторы 16 и 17 и диоды 18 и 19. Базы тpaнзиctopoв через диоды 7 и

8соединены с одними концами выходных обмоток трансформатора 11 связи. Другие концы выходных обмоток трансформатора 11 через резисторы 20,16 и 21,17 соответственно подключены к эммитерам тех же транзисторов.

Стабилизатор работает следующим образом.

Положительная полуволна напряжения сети прикладывается к первичной обмотке трансформатора 11, к управляемому ключу 4 и к неуправляемому ключу 1. На вторичной обмотке трансформатора 11 появляется напряжение и подается на базы транзисторов 14 и 15. Эти напряжением открывается транзистор 14, ив цепи управления, тиристора 2, к которому прикладывается прямое напряжение, возникает ток, тиристор 2 открывается. Падение напряжения на управляющем переходе открытого тиристора 2 становится малым, а так как это падение напряжения прикладывается к транзистору 14, то он обесточивается. Ток после включения тиристора 2 протекает только в базовой цепи транзисторного стабилизатора тока и имеет малую величину. Дпя ограничения величины тока в базовые цепи транзисторов 14 и 15 включены стабилитроны

9и 10. Таким образом, во время работы тиристоров 2 и 3 ток в управляюем электроде не протекает. В цепи правления тиристора 3, к которому риложено обратное напряжение, ток ротекать;.не сможет, так как напряение, приложенное к диоду 19,закывает его.

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

При включении очередной группы тиристоров 5 или 6 управляемого ключа 4 напряжение, приложенное к тиристорам 2 или 3, не включает последних, так как управляющее напряжение с .-..: трансформатора 11 связи становится равнь1М нулю.

Преимуществами предлагаемого устРойства по сравнению с известным являются повышенная надежность работы схемы, более высокий КПД, а также расщирение диапазона регулирования

углов отпирания тиристоров управляемого ключа. Это объясняется наличием : менБших углов (начальных) отпирания тиристоров неуправляемого ключа, а также исключением возможности прОтекания 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 . редлагаемом устройстве напряжение с вторичной обмотки трансформатора необходимо лишь для открытия транзистора. Ток в управлякиций электрод поступает усиленный транзистором. Такое включение транзисторов, резисторов 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 ив 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 регулируюS1115030

щего трансформатора:вследствие умень- приводит также к расширению диапазошения начального угла отпирания ти- J иа изменения углов отпирания тирисристоров неуправляемого ключа, что торов управляемого ключа.

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.