Преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1993 года по МПК H02M7/12 

3, 4, два однотактных выпрямителя 5, 6 на разнополярных транзисторах 7, 8 и блоки управления 9, 10 однотактными выпрямителями 5, 6. Каждый из блоков управления 9, 10 включает три резистора 11,12, 13 (14, 15, 16) и фотодиод оптопары 3 (4), работающий в режиме фото-ЭДС. Каждый из однотактных выпрямителей 5, 6 входом соединен с первым входным выводом, а выходом через нагрузочное сопротивление 17 (18)-со вто- рым входным выводом. База транзистора 7 (8) каждого из однотактных выпрямителей 5, 6 соединена с выходом соответствующего блока управления 9, 10. В отличие от прототипа излучающие диоды оптопар 3,4 соеди- нены последовательно и согласно, образуя цепочку, включенную параллельно выходу мостового выпрямителя, таким образом, что анод цепочки излучающих диодов оптопар 3 и 4 соединены с выходным выводом вы- прямителя 1, образованным катодами тири- сторов. через токоогранмчивэющий резистор 19, а катод цепочки излучающих диодов - непосредственно с выходным выводом выпрямителя, образованным анода- ми тиристоров. Кроме того, каждый из блоков управления 9, 10 дополнительно снабжен операционным усилителем 20 (21), охваченным резисторной цепью отрицательной обратной связи посредством рези- сторов 11 (14). Параллельно входу операционного усилителя 20 (21) включен фотодиод соответствующей оптопары 3 (4). Выход операционного усилителя 20 (21) через делитель напряжения, образованный резисторами 12, 13 (15, 16), соединен с выводами базо-эмиттерного перехода транзистора 7 (8) соответствующего однотактного выпрямителя 5 (6). Причем, блоки управления 9.10 и базо-эмиттерные переходы тран- зисторов 7, 8 включены относительно друг друга в направлении, обеспечивающем формирование сигналов управления транзисторами противоположной полярности.

Устройство работает следующим обра- зом. На интервале от момента пересечения напряжением Uc оси cot при переходе синусоиды Uc в область положительных значений до момента коммутации тиристоров силовые вентили выпрямителя 1 заперты. Напряжение на выходных выводах выпрямителя 1, а, следовательно, ток Id нагрузки 2 и ток ly излучающих диодов, а также фото- ЭДС фотодиодов оптопар 3 и 4 равны нулю. Выходные сигналы операционных усилите- лей 18 и 19 будут соответствовать логической единице, то есть к базо-эмиттерным переходам транзисторов 7 и 8 будет приложен положительный потенциал. На этом интервале открыт транзистор 7, к

эмиттерно-коллекторной цепи которого приложено напряжение прямой полярности. По дополнительной цепи нагрузки 17 протекает ток Id 1. Ток Ic, потребляемый преобразователем из сети, равен току Id1.

На интервале от момента коммутации тиристоров до момента пересечения напряжения Uc оси ш при переходе синусоиды Uc в область отрицательных значений открыты тиристоры соответствующего плеча выпрямителя 1. По цепи нагрузки 2 протекает ток id (фиг. 2). По цепи светодиодов оптопар 3 и 4 протекает ток iy. Генерируется фото-ЭДС в фотодиодах указанных оптопар. На входах операционных усилителей 20 и 21 присутствует ненулевой сигнал от фотодиодов оптопар 3 и 4. Выходные сигналы операционных усилителей и, следовательно, блоков управления 9 и 10 равны нулю. Сигналы управления транзисторами 7 и 8 дополнительных выпрямителей 5 и 6 также имеют нулевое значение. Токи Id1 и Id2 дополнительных цепей нагрузок 17 и 18 равны нулю. Ток Ic, потребляемый преобразователем из сети, равен току Id.

На интервале от момента пересечения напряжением Uc оси a) t при переходе синусоиды Uc в область отрицательных значений до момента коммутации тиристоров силовые вентили выпрямителя 1 заперты. Напряжение на выходных выводах выпрямителя 1. а, следовательно, ток Id нагрузки 2 и ток ly излучающих диодов, а также фото-ЭДС фотодиодов оптопар 3 и 4 равны нулю. Выходные сигналы операционных усилителей 20 и 21 будут соответствовать логической единице, то есть к базо-эмиттерным переходам транзисторов 7 и 8 будет приложен положительный потенциал. На этом интервале открыт транзистор 8, к эмиттерно-коллекторной цепи которого приложено напряжение прямой полярности. По дополнительной цепи нагрузки 18 протекает ток Id2. Ток 1с, потребляемый преобразователем из сети, равен току Id2.

На интервале от момента коммутации тиристоров до момента пересечения напряжением Uc оси о) t при переходе синусоиды Uc в область положительных значений открыты тиристоры соответствующего плеча выпрямителя 1. По цепи нагрузки 2 протекает ток Id (фиг. 2). По цепи светодиодов оптопар 3 и 4 протекает ток 1у. Генерируется фото-ЭДС в фотодиодах указанных оптопар. На входах операционных усилителей 20 и 21 присутствует ненулевой сигнал от фотодиодов оптопар 3 и 4. Выходные сигналы опе- Јационных усилителей 20, 21 и,

следовательно, блоков управления 9 и 10 равны нулю. Сигналы управления транзисторами 7 и. 8 дополнительных выпрямителей 5 и 6 также имеют нулевое значение. Токи Id1 и Id2 дополнительных цепей нагру- зок 17 и 18 равны нулю. Ток fc. потребляем мый преобразователем из сети, равен трку Id.... ... ...;.;:,.,.. :::/

Далее описанные процессы повторяются. За счет высокого коэффициента усиле- ния операционных усилителей и применения приведенной схемы их включения обеспечивается высокая чувствительность блоков управления транзисторами. В результате коэффициент мощности предлагаемого уст- ройства будет выше, чем у прототипа.

Формула изобретения Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий мостовой выпрямитель на управляемых вентилях, , вход переменного тока которого соединен с входными выводами для подключения к питающей сети, а выход постоянного тока - с выходными выводами для подключения на- грузки, две оптопэры, два однотактных выпрямителя на раэнополярных транзисторах и блоки управления однотактными выпрямителями, каждый из которых включает три резистора и фотодиод оптопары,- причем каждый из однотактных выпрямителей входом соединен с первым входом выводом, а

выходом через нагрузочное сопротивление - с вторым входным выводом, а база транзистора каждого из однотактных выпрямителей соединена с выходом сортветствуюи ёго блока упрайленуст, о т л и чающий с я тем, , с целью улучшения коэффициента мощностиза счет повышения чувствительности блоков управления, излучающие диоды оп- топар соединены последовательно, образуя цепочку, включенную через дополнительно введенный токоограничивающий резистор параллельно выходу мостового выпрямителя, а каждый из блоков управления транзистором соответствующего однотактного выпрямителя дополнительно снабжен операционным усилителем, охваченным рези- сторной цепью отрицательной обратной связи из последовательно соединенных указанных трех резисторов, параллельно входу которого включен фотодиод соответствующей оптопары, причем, выход операционного усилителя каждого блока управления через резисторный делитель, образованный двумя из указанных резисторов, соединен с выводами база-эмиттерного перехода транзистора соответствующего однотактного выпрямителя, а блоки управления и база- эмиттерные переходы транзисторов включены относительно друг друга в направлении, обеспечивающем формирование сигналов управления транзисторами противоположной полярности.

Фиг. Г