Преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1990 года по МПК H02M7/12 

fpuai

Изобретение относится к электро-с технике н может быть использовано Е: качестве вторичного источника питания для нагрузок, требующих постоянного стабилизированного напряжения.

Цель, изобретения - рас аирение области применегшя,

На фиг. 1 представлена принципи- рльная схема преобразователя на фиг. 2 - кривые напряжения опорного источника по отношению к входному напряжению,

Преобразователь содержит симистор :15 силовые выводы которого включены между одккм из входных выводов и объединенными разноименными выводами диодов 2 и 3„ свободные выводы кото- рых образуют разнополярные выходные . вьгооды (+) и (-) и подключены к пер- вым выводам конденсаторов 4 и 5 фильтра, вторые выводы которых объединены образуя общий выходной выво;: (0) являющийся также и входным, Между вхо- дом переменного и выходом постоянного тока, этого вывода (0) включен дроссель 6, соединенньй также с .одним выводом двуханодн ого стабилитрона 7, другим выводом под слюченного к точке соединения резисторов 8 и 9с Свобод- ный вывод резистора 8 подключен к вто рому входному вьшоду. -

Устройство работает следующим.образом.

При подключении к входным выводам связа кым с источником переменного напряжения, по цепи: резистор 8 - двуханодный стабилитрон 7 дроссель 6 начинает протекать ток При пололси- тельном полупериоде (сме фиг, 2) и ,отсчете напряжения от начального- нулевого уровня напряжение на двуханод- ном стабилитроне 7 повторяет синусоидальную форму PJXoднoгo переменного напряжения до значения напряжения пробоя стабилитрона 7, после чего стабилитрон входит в режим стабилизации напряжения, которое используется как опорное Пд;, (фиг. 2). Линия- . уровня напряженрш на стабилитроне параллельна оси времени, хотя входное н апряжение положительного полупериод

возрастает до максимума

и

Н)

а затем

начинает -убывать При уменьшении, входного напряжения положит зльпого полупериода с максимального значения ; и до значения равного напряжеш1Ю стабилизации стабилитрона + Uon ток через стаб1ет.итрон уменьшается до зна

,

0

5

чения, при котором стабилитрон 7 выключается и после, этого до нулевого значения напряжения положительного полупериода форма напряжения на ста- бкхштроне повторяет форму входного напряжения. Таким образом на стабилитроне формируется опорное напряжение Е виде усеченного положительного полу- периода. Так как применен двуханодньй - стабилитрон, характеристика которого для отрицательных напряжений зеркальна характеристике для положительных напряжений, его работа аналогична описанной с той разницей, что все величины напряжений взяты со знаком, ми-, нус, а именно; - U« - величина мини- мального мгнове-нного напряжения на .отрицательном полупериоде, а - Uon отрицательное напряжение источника опорного напряжения. Поэтому в целом форма напряжения на двуханоднрм стабилитроне имеет вид усеченных пол-упе- риодов, высота которых по отношению к нулевому -уровню есть, величина напря- жения источника опорного напряжения.. Из теории работы симисторов известно, что наибольшей чувствител-ьностью эти приборы обладают в режиме управления

на положительном -пол периоде при по-ложительном напряжении входного сиг- . нгша, а на отрицательном, полупериоде- при отрицательном напряжении входного сиг-нала. Это позволяет применить указанный маломощный источник опорного напряжения для управления симистором. Кроме того, соблюдается условие для закрывания симистора, -заключающееся

в том, что симистор может быть закрыт снятием напряжений с его входа и выхода или отключением управляющего входа. Это достигается при переходе . положительного полупериода входного напряжения в отрицательный полупериод и наоборот, через нулевое значение напряжения, при этом на управляющем входе симистора также нулевое значение так как в этот отрезок времени форма управляющего опорного напряжения повторяет форму входного напряжения. Поэтому симистор, 1 открывается в каждом полупериоде входного напряжения и через диоды 2 и 3 заряжает конденсаторы 4 и 5 и закрывается в конце каждого полупериода, причем положительный полупериод проходит че- . рез диод 2 и заряжает конденсатор 5, а отрицательньш полупериод проходит через диод 3 и заряжает конденсатор

,4. Нагрузка может включаться между об щим выводом (0) и выводом (+), между выводом (0) и выводом (-), а также между вьт.одами (+) и (-).

Рассмотрим случай работы устройства при подключении нагрузки к выводам (0) и (+) .

Тогда если напряжение U на конденсаторе 5, определяемое как выходное напряжение на -нагрузке, станет больше, чем .опорное напряжение Don . 11сточника стабилитрона 7, с вычетом падения напряжения U на управляющем входе симистора 1 и падения напряжения U на диоде 2, то к управляющему входу симистора 1 приложено обратное напряжение, запирающее переход по управляющему входу, что равносильно разрьгеу цепи в контуре:, ;источник опорного напряжения - ста-. .бил и трон 7 - управляющий вход симистора 1 - диод 2 - нагрузка. При. этом симистор 1 закрывается и напряжение на нагрузке уменьшается, стремясь к первоначальной величине, определяемой как

UH UOP

Если нагрузка подключена к вывода (6) и (-), то работа управляемого вьшрямителя происходит--аналогично указанному -продессу, но .на отрицательных полупериодах и при отрица- тельном значении напряжения. . .

Когда нагрузка включена между выводами (+) и (-), то выходные напряжения складываются на нагрузке, уд- ваиваясь и превьппая напряжение, создаваемое источником опорного -напряжения i

Это позволяет увеличить диапазон возможной регулировки выходного на

10

пряжения на нагрузке при значениях опорного напряжения ниже выходного. Применение двуханодного стабилитрона целесообразно при необходимости иметь на выходе устройства одинаковые по величине значения разнополяр- ного напряжения. Однако возможно применить два стабили грона, включенных встречно на различные напряжения ста- бш1иза1 ии, и получить таким образом разнополярные и различные по величине стабилизированные выходные напряжения.

15

Формула

изрбретени

Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий стабилизатор, два диода, объединенных одними разноименными вывoдa и, -а другими образующих разнополярные выходные выводы и подключенных к соответствую- щим первым выводам двух конденсаторов фильтра, вторые выводы которых объединены, образуя общий выходной вывод, являющийся также одним из двух входных для подключения к источнику пере- : менного напряжения, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью расщире.ния области применения, дополнительно введены симистор, дв а резистора и дроссель фильтра, включенный между входным выводом, общим с выходным, и одним выводом стабилизатора, вьшолнемного в виде двуханодного стабилитрона, другим выводом подключенного к точке соединения резисторов, свободный вывод одного из которых соединен с вторым выводом и одним силовым выводом симистора, свободный вывод другого резистора соединен с управляющим входом симистора, другой силовой вывод которого подключен к точке соединения диодов.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве вторичного источника питания для нагрузок, требующих постоянного стабилизированного напряжения. Цель изобретения - расширение области применения. Двуханодный стабилитрон 7 выполняет функцию источника опорного напряжения, а симистор 1 выполняет как регулирующую, так и измерительную функцию. К выходу преобразователя нагрузка может подключаться к выводам (+), (-) и (0). Разноименные выводы выпрямительных диодов 2, 3 образуют разнополярные выходные выводы (+), (-), а общий выходной вывод (0) образован точкой соединения фильтровых конденсаторов 4, 5, соединенных со входом через дроссель 6. 2 ил.