Тиристорный стабилизатор тока Советский патент 1993 года по МПК G05F1/46 H02M7/12 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к стабилизированным источникам питания, и может быть использовано, например, для питания устройств гальванотехники, где требуются источники, рассчитанные на большие токи нагрузки и низкие выходные напряжения.

Известен тиристорный стабилизатор тока, содержащий трехфазный мостовой управляемый выпрямитель, формирователь импульсов управления, схему управления.

Недостатком известного стабилизатора тока является его сложность из-за наличия многообмоточного магнитного усилителя, дифференциального усилителя постоянного тока, составного регулирующего транзистора и т.д.

Кроме того, в известном стабилизаторе тока на вход дифференциального усилителя

постоянного тока подается с датчика тока низкое постоянное напряжение (десятки MB), что приводит к низкому коэффициенту стабилизации тока нагрузки,

Известны также серийно выпускаемые выпрямительные агрегаты типа ВАК, ТВ и ТЕ ИЖРФ. 435413.007ТУ.

К недостаткам их можно также отнести сложность схем из-за наличия генераторов пилообразного напряжения, операционных усилителей, компараторов, импульсных трансформаторов и т.д., и низкий коэффициент стабилизации средневыпрямленного тока.

Наиболее, близким к предлагаемому является стабилизированный источник постоянного тока, содержащий трехфазный силовой трансформатор, измерительный повышающий трехфазный трансформатор.

XI

о со ы ы

атчик тока нагрузки на резисторах, вклюенных в нулевую фазу вторичных обмоток илового трансформатора, вспомогательые выпрямительные мосты, делитель наряжения, транзисторный регулирующий зел, выпрямительный мост.

Недостатком известного устройства явяется его сложность. Транзисторы регулирующегоузла, включенные последовательно с индуктивностью первичных обмоток силового трансформатора, тре- буют специальных мер защиты при включении и выключении источника. Кроме того, недостатком известного устройства является его низкий КПД (большая рассеивающаяся мощность на транзисторах регулирующего узла) и низкий коэффициент стабилизации тока нагрузки, для повышения которого требуются специальные меры (см. а.с. .№ 8445152, М.кл. G 05 F 1/64).

Целью изобретения является упрощение и повышение коэффициента стабилизации с.редневыпрямленного тока.

Поставленная цель достигается тем, что в тиристорный стабилизатор ока, содержащий трехфазный силовой трансформатор, датчик тока нагрузки, состоящий из трех резисторов, включенных в нулевую фазу вторичных обмоток силового трансформатора, измерительного повышающего трехфазноготрансформатора, вспомогательного выпрямителя, и делителя напряжения, выпрямитель на п силовых транзисторах, выход которого подсоединен к выводам для подключения нагрузки, введен линейный стабилизатор напряжения, состоящий из дополнительного выпрямителя, входного конденсатора, последовательного регулирующего транзистора, микроэлементного стабилизатора напряжения с первым и вторым корректирующими конденсаторами, вывод обратной связи которого через второй корректирующий конденсатор подключен к выводу коррекции, и п параллельно включенных и подсоединённых к выходу линейного стабилизатора напряжения цепочек, каждая из которых состоит из последовательно соединенных переменного резистора и светодиода опт- рона, фототранзистор которого последовательно с разделительным диодов включен в

- цепь анод-управляющий электрод соответствующего силового, тиристора выпрямителя.

На чертеже изображена электрическая схема тиристорного стабилизатора тока. Тиристорный стабилизатор тока содер-жит трехфазный трансформатор 1, датчик тока нагрузки, состоящий из резисторов 2- 4, включенных в нулевую фазу вторичных

обмоток силового трансформатора 1, измерительного повышающего трехфазного трансформатора 5, вспомогательного выпрямителя 6, делителя напряжения 7, выпрямитель на первом 8, втором 9, третьем 10, четвертом 11, пятом 12 и шестом 13 силовых транзисторах, нагрузку 14, линейный стабилизатор напряжения, состоящий из дополнительного выпрямителя 15, входного конденсатора 16, регулирующего транзистора 17, микроэлектронного стабилизатора напряжения 18 с первым корректирующим конденсатором 20, включенным между выводом обратной связи 21

5 и выводом коррекции 22 микроэлектронного стабилизатора напряжения 18, подключенные к выходу линейного стабилизатора напряжения параллельно первую, вторую, третью, четвертую, пятую и шестую после0 довательные цепочки, содержащие под- строечныерезисторы 23-28, ограничительные резисторы 29-34, а также светодиоды оптронов 35-40, фототранзисторы которых через разделительные диоды

5 41-46 включены в цепь анод-управляющий электрод соответствующих силовых тиристоров 8-13.

Тиристорный стабилизатор тока работает следующим образом.

0 При подключении его к сети переменного напряжения стабилизатор напряжения 18, выполненный, например, в виде микросхемы КР142ЕН, и регулирующий транзистор 17 открыты. На выходе линейного

5 стабилизатора появляется напряжение, при этом включаются оптроны 35-40, которые своими фототранзисторами включают силовые тиристоры 8-13. При этом через нагрузку 14 начинает протекать ток, в еличина

0 которого определяется положением движка вывода делителя напряжения 7 датчика тока нагрузки. Стабилизатор начинает нормально функционировать. При увеличении питающего напряжения или уменьшении

5 сопротивления нагрузки 14 увеличивается падение напряжения на резисторах 2-4, которое повышается трансформатором 5, выпрямляетсявспомогательнымвыпрямителем 6 и через делитель напряже0 ния 7 поступает на вывод обратной связи 21 микроэлектронного стабилизатора 18, который подзакрывает регулирующий транзистор 17, что приводит к уменьшению тока через светодиоды оптронов 35-40, подззк5 рытию их фототранзисторов и соответственно к подзакрытию (увеличению угла включения) силовых тиристоров 8-13. Под- закрытие силовых тиристоров выпрямителя приводит к уменьшению до номинального значения средневыпрямленного тока, протекающего через нагрузку 14 и соответственно через резисторы 2-4. Таким образом, номинальное значение средневыпрямлен- ноготока, протекающего через нагрузку 14, поддерживается с высокой точностью за счет большого коэффициента усиления цепи обратной связи микроэлектронного ста- билизатора напряжения 18 и регулирующего транзистора 17.

Подстроечные резисторы 23-28 служат для симметрирования углов включения силовых тиристоров 8-13.

Второй корректирующий конденсатор 19, влияющий на запуск стабилизатора тока, выбирается достаточной величины при регулировке стабилизатора.

Особо следует подчеркнуть, что работоспособность предложенного стабилизатора возможна только при отсутствии конденсаторов на выходе датчика тока и на выходе введенного линейного стабилизатора напряжения. Отсутствие конденсаторов позволяет каждой фазе входного напряжения

четко управлять своими силовыми тиристо- рами выпрямителя.

Достоинством предложенного стабилизатора тока по сравнению с известными является его простота и высокая ремонтопригодность в условиях производства,

Кроме того, важным достоинством предложенного стабилизатора тока по сравнению с известными тиристорными выпрямителями типа ВАК, ТВ, ТЕ является высокий коэффициент стабилизации сред- невыпрямленного тока, что позволяет, например, использовать его в электролизе при равномерном осаждении металлов, где толщина осажденного металла имеет допуск в несколько десятков микрон.

Достоинством предложенного стабилизатора тока, также является его практическая нечувствительность к импульсным помехам, что в условиях производства исключает сбои в работе силовых тиристоров выпрямителя.

Использование: в качестве стабилизированного источника электропитания. Сущность изобретения: устр-во содержит трехфазный силовой трансформатор, датчик тока нагрузки, выпрямитель на л тиристорах и линейный стабилизатор напряжения. Линейный стабилизатор выполнен на дополнительном выпрямителе, регулирующем транзисторе и микроэлектронном стабилизаторе напряжения. К выходу линейного стабилизатора подключено п параллельно включенных цепочек. Каждая цепочка состоит из последовательно соединенных переменного и ограничительного резисторов и светодиода оптрона. Фототранзистор оптрона каждой цепочки включен через развязывающий диод в цепь анод-управляющий электрод соответствующего тиристора выпрямителя. Схема устр- ва проста и имеет высокий коэффициент стабилизации средневыпрямленного напряжения. 1 ил. (Л С

Формула изобретения Тиристорный стабилизатор тока, содержащий трехфазный силовой трансформатор, датчик тока нагрузки, состоящий из трех резисторов, включённых в нулевую фазу вторичных обмоток силового трансформатора, измерительного повышающего трехфазного трансформатора, вспомогательного выпрямителя и делителя напряжения, выпрямитель на п силовых тиристорах, выход которого подсоединен к выводам для подключения нагрузки, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения коэффициента стабилизации средневып- рямленного тока, в него введены линейный стабилизатор напряжения, состоящий из дополнительного выпрямителя, входного

конденсатора, последовательного регулирующего транзистора, микроэлектронного стабилизатора напряжения с первым и вторым корректирующими конденсаторами, вывод обратной связи которого через второй корректирующий конденсатор подключен к выводу коррекции, и п параллельно включенных и подсоединенных к выходу линейного стабилизатора напряжения цепочек, каждая из которых состоит из

последовательно соединенных переменного резистора, ограничительного резистора и светодиода оптрона, фототранзистор которого последовательно с разделительным диодом включен а цепь анод-управляющий электрод соответствующего силового тири- стора выпрямителя.