Многоступенчатый регулятор выпрямленного напряжения Советский патент 1987 года по МПК G05F1/20 

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

Цель изобретения - повьшение КПД многоступенчатого регулятора выпрямленного напряжения.

На чертеже изображена принципиальная схема многоступенчатого регулятора выпрямленного напряжения.

Многоступенчатый регулятор выпрямленного 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 10- 15, вторую регулировочную секцию 16 с обмотками 17 и 18 и тиристорами 19(24, первую дополнительную обмотку 25 крайние выводы которой соединяют один крайний вывод первой регулировочной секции 7 и первый средний вывод диодной пары 3 и 4, вторую дополнительную обмотку 26, крайние вьшоды 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 ди- одного 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 до- полнительную диодную группу с диодами 29, 30, п-1 и п регулировочных секций, содержащих как и секции 7 и 16 по две обмотки и три пары тиристоров каждая, дополнительную обмотку 31, крайние выводы которой соединяют один крайний вывод регулировочной секции п-1 и средний вьтод диодной групггы 29 и 30, дополнительную обмотку 32, крайние выводы которой соеди- няют другой крайний вьшод регулировочной секции п и средний вьшод диодной группы 29 и 30, общие анодные и катодные точки регулировочных секций п-1, п и диодной группы 29 и 30 соот- ветственно объединены и образуют входной 33 и выходной 34 выводы узла регулирования. Узлы регулирования соединены последовательно с нагрузкой 35

Устройство работает следующим образом.

Переменное напряжение Ug, подается на первичную обмотку трансформатора 1 и на вторичных обмотках секций 2, 7, 16, п-1, пи дополнительных 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

ивь, + Е(1-1),

где UQ - величина выпрямленного наг- пряжения основной секции 2;

Е - величина выпрямленного напряжения минимальной ступени регулирования;

i - порядковьй номер уровня выходного выпрямленного напря л л ол2П

жения, где ,2,3, ..., i

Учитьшая, что величина выпрямленного напряжения обмоток регулировочных секций и дополнительных обмоток выбирается в соответствии с законом

.и.2 - .Е,

где j - порядковый номер регулировочной секции, j 1,2, ...,п, 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 (п-1),-й регулировочной секции и обмотки 31 по 2 , а для п регулировочной секции и обмотки 32 по 2 Е

Алгоритм работы устройства приведен на примере первого узла регулирования.

При реализации минимального выходного выпря шенного напряжения сигналы управления на тиристоры не подаются. В проводящем состоянии находятся диод1)1 моста 3-6 и диодной группы 29 и 30. Выходное напряжение на нагрузке 35 равно

и... Uo .

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

и и

8Ь|Х о

-ь Е.

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

Диоды диодной группы 29 и 30 находятся в проводящем состоянии.

Первьй узел регулирования осуществляет регулирование выходного выпрямленного напряжения с минимальной ступенью Е и позволяет реализовать количество уровней выходного напряжения 16.

Алгоритм работы тиристоров последующих узлов регулирования аналогичен алгоритму, приведенному в таблице, и также позволяет реализовать 16, с той лишь разницей, что минимальная ступень регулирования в каждом узле определяется выражением

.Е,

где К - порядковый номер узла регулирования, ,2,..,,п/2.

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

,

а число последовательно включенных полупроводниковых приборов в цепи протекания тока нагрузки .

Таким образом, использование предлагаемого многоступенчатого регулятора выпрямленного напряжения позволяет повысить КПД при заданном числе тиристоров и количестве реализуемых уровней выходного напряжения. Это позволяет использовать его при построении источников питания.с ре- гулированием или стабилизацией выходного выпрямленного напряжения, в которых требуется обеспечение высокого КПД.

Формула изобретения

Многоступенчатый регулятор выпрямленного напряжения, содержащий трансформатор, первичная обмотка которого подключена к входным клеммам, а вторичная обмотка основной секции трансформатора подключена к диагонали переменного тока диодного моста и п регулировочных секций, где п - целое чётное число, включающих в себя по три цепочки из последовательно соединенных тиристоров 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, отличающий- с я тем, что, с целью повышения КПД, п-2

в него введено

цепочек из поо xic;i v- о , гтч/rj

следовательно включенных диодов, трансформатор снабжен п-дополнитель- ными вторичными обмотками, а регулировочные секции попарно объединены

в узлы регулирования, включенные выходными выводами последовательно с выходными клеммами, причем первый узел регулирования вктпочает в себя дйодньш мост, к каждому выводу переменного тока которого через дополнительную вторичную обмотку трансформатора подключен крайний вывод вторичной обмотки соответственно регулировочной секции, выходные выводы

регулировочных секций первого узла регулирования объединены с выходами постоянного тока диодного моста и подключены к выходным вывода т упомянутого первого узла регулирования,

дополнительные вторичные обмотки и вторичная обмотка основной секции подсоединены последовательно-согласно, каждый из остальных узлон регулирования содержит цепочку из последовательно включенных диодон, 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 со средней точкой цепочки из последовательно включенных диодов, а крайние выводы упомянутых обмоток подсоединены к крайним выводам вторичных обмоток

трансформатора регулировочных сек ций.

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