Устройство для фазоимпульсного управления тиристором (его варианты) Советский патент 1993 года по МПК H02M1/08 

фи&1

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться для стабилизации выходного напряжения регуляторов при колебаниях напряжения питающей сети.

Цель изобретения - повышение стабильности фазы выходного импульса устройства путем обеспечения заряда конденсатора постоянным управляемым током, практически не зависящим от изменения напряжения питающей сети, и быстродействующая компенсация этих измерений с сохранением простоты устройства.

Схемы.вариантов устройства показаны на фиг. 1-5.

Устройство для фазоимпульсного управления тиристором по первому варианту (фиг. 1} содержит последовательную цепочку

из резистора 1, стабилитрона 2 и резистора 3, подключенную к выводам 4 и5 .источника питающего пульсирующего напряжения, причем напряжение на выводе 4 имеет положительную полярность, а также переменный резистор 6, биполярный транзистор 7 p-n-p-типа, конденсатор 8 и пороговый элемент 9 (например, динистор), импульс с выходного вывода 10 которого используется для отпирания управляемого тиристора. К общему выводу резистора 1 и катода стабилитрона 2 подсоединен первый вывод переменного резистора 6, второй вывод последнего соединен с эмиттером транзистора 7, база этого транзистора подключена к общей точке, соединения анода стабилитрона 2 и второго резистора 3, оставшийся .вывод резистора 3 соединен с выводом сети 5 и первым выводом конденсатора 8, а вто- рой вывод конденсатора 8 соединен с коллектором транзистора 7 и входным выводом порогового элемента 9.

Устройство работает следующим образом. Часть пульсирующего питающего напряжения,подаваемого на последовательную цепочку из резистора 1, стабилитрона 2 и резистора 3, создает на стабилитроне 2 импульс напряжения практически прямоугольной формы, что определяет постоянную величину тока эмиттера транзистора 7 асе время, пока на стабилитроне 2 есть напряжение. Транзистор включен по схеме с общей базой и поэтому его коллекторный ток не зависит от напряжения на резисторе 3 и близок к току эмиттера. Ввиду этого зйряд конденсатора 8 происходит практически постоянным, измеряемым величиной сопротивления резистора- 6, то ком, и напряжение на конденсаторе 8 - ли- нейног пилообразное. Такой заряд конденсатора 8 происходит до достижения

напряжением на нем порогового напряже- ния элемента 9. после чего конденсатор разряжается через элемент 9 и импульс на его выходном выводе 10 используется дляотпирания тиристора.

Стабильность фазы импульсного управления тиристором повышена за счет постоянной крутизны кривой напряжения на конденсаторе 8, не зависящей от величины

0 напряжения на конденсаторе 8 и колебаний напряжения на выводах питающей сети 4 и 5.

На фиг. 2...4 представлены схемы первого варианта устройства, в которых в качест5 ве порогового элемента использован однопереходный транзистор (ОПТ) 11 с резистором 12, соединенным первым выводом со второй базой ОПТ. Схемы различаются точкой подсоединения свобод 0 ного вывода резистора 12 к схеме устройства. Во всех случаях при изменении напряжения сети изменяется напряжение на второй базе ОПТ 11, пороговое напряжение.ОПТ и фаза импульса на выходе 10 ОПТ

5 также изменяется, причем таким образом, что напряжение на нагрузке будет изменяться в меньшей степени, чем напряжение сети, т.е. схемы имеют обратную связь (о.с.) по напряжению.

0 Свободный вывод резистора 12 подключен к схеме фиг,2 к катоду стабилитрона 2, в

;. схеме фиг. 3 - к аноду стабилитрона 2 и в схеме фиг. 4 - к эмиттеру транзистора 7, Степень влияния о.с. по напряжению нзи5 меньшая в схеме фиг. 2, т.к. на вторую базу ОПТ 11 подается через резистор 12 сумма двух напряжений: постоянного - на стабилитроне 2 и пропорционального мгновенному значению напряжения питающей сети 0 на резисторе 3. Наибольшая степень влияния о.с. - в схеме фиг. 3, т.к. напряжение на второй базе ОПТ пропорционально только мгновенному значению напряжения питающей сети. Изменить степень влияния о.с.

5 прежде всего можно, соответственно выбирая пороговое напряжение стабилитрона 2 (в схеме фиг,2) или сопротивление резистора 12 (в схеме фиг.3). Промежуточное положение между схемами фиг. 2 и 3 по влиянию

0 на фазу выходного импульса устройства занимает схема фиг. 4, в которой напряжение на эмиттере транзистора 7 примерно пропорционально мгновенному значению напряжения сети, но часть тока,

5 ограниченного резистором б, отводится к второй базе ОПТ 11, и эта часть тем больше, чем выше питающее напряжение и меньше сопротивление резистора 12,

На фиг. 5 представлена схема второго варианта устройства, в котором, в отличие

от схем фиг. 2...4, переменный резистор 13 выполнен с тремя выводами, причем неподвижные его контакты подсоединены соответственно к катоду стабилитрона 2 и эмиттеру транзистора 7, а подвижный контакт - к общему выводу первого резистора 1 и третьего резистора 12. В этом случае степень влияния о.с. изменяется от положения подвижного контакта резистора 13. При положении его вблизи неподвижного контакта, соединенного с катодом стабилитрона 2 (малый ток заряда конденсатора 8), влияние о.с. минимально, а при положении подвижного контакта резистора 13 вблизи неподвижного контакта, соединенного с эмиттером транзистора 7 (большой ток заряда конденсатора 8), влияние о.с. максимально.

В общем, при заданном диапазоне регулирования фазы выходного импульса устройства, применение одной из простых схем фиг.1...5 позволяет получить стабильность выходного пульсирующего напряжения на нагрузке порядка нескольких процентов и выше при стандартных изменениях величины напряжения питающей сети переменного тока.

Форм у л а изобретения

1. Устройство для фазоимпульсного управления тиристором, питающееся пульсирующим напряжением, содержащее стабилитрон, первый резистор, первый вывод которого подключен к первому выводу для подключения источника питающего напряжения, а второй вывод первого резистора соединен с первым выводом переменного резистора, конденсатор, первый вывод которого подключен к второму выбоду для подключения источника питающего напряжения, а второй вывод конденсатора соединен с входом порогового элемента, выход которого использован в качестве выхода устройства, и второй резистор, отличаю щ е е с я тем, что введен биполярный транзистор р-п-р-типа, причем . катод стабилитрона соединен с общей точ-- кой первого и переменного резисторов, анод стабилитрона соединен с базой биполярного транзистора и первым выводом второго резистора, второй вывод которого соединен с первым выводом конденсатора, эмиттер биполярного транзистора подсоединен к второму выводу переменного резистора, -а коллектор биполярного транзистора соединен с общей точкой конденсатора и порогового элемента.

2. Устройство по п.1. йт л и ч а ю щее- с я тем. что пороговый элемент выполнен

в виде однопереходного транзистора и резистора, причем коллектор биполярного транзистора подключен к эмиттеру однопереходного транзистора, использованному в

5 качестве входа порогового элемента, первая база однопереходного транзистора ис пользована в качестве. выхода порогового элемента, вторая база однопереходного транзистора через резистор подключена к

0 катоду стабилитрона.

3. Устройство ЛО П.1. о т л и ч а ю щ е е- с я тем. что пороговый элемент выполнен в виде однопёреходного транзистора и резистора, причем коллектор биполярного

5 транзистора подключен к эмиттеру однопереходного транзистора, использованному в качестве входа порогового элемента, первая база однопереходного транзистора использована в качестве выхода порогового

0 элемента, вторая база однопереходного транзистора через резистор подключена к аноду стабилитрона.

4. Устройство по п.1,отлича ющеё- ся тем, что пороговый элемент выполнен в

5 виде однопереходного транзистора и резистора, причем коллектор биполярного транзистора подключен к эмиттеру однопереходного транзистора, использованному в качестве входа порогового эле0 мента, первая базгГоднопереходного транзистора использована в качестве выхода порогового элемента, а вторая база одно- переходного транзистора через резистор подключена к эмиттеру биполярного тран5 зистора..

5. Устройство для фазоимпульсного управления тиристором, питающееся пульсирующим напряжением, содержащее стабилитрон, первый резистор, первый вы- 0 вод которого подключен к первому выводу для подключения источника питающего напряжения, переменный резистор, второй резистор, конденсатор, первый вывод которого подключен- к второму выводу для под- 5 ключенш источника питающего напряжения, а второй вывод конденсатора соединен с эмиттером однопереходного транзистора, первая база использована в качестве выхода устройства, вторая база ко- 0 торого через третий резистор подключена к второму выводу первого резистора, отличающееся тем, что введен .биполярный транзистор p-n-p-типа, причем коллектор биполярного транзистора соединен с эмит- 5 тером однопереходного транзистора, первый вывод второго резистора подключен к первому выводу конденсатора, а второй вывод подключен к базе биполярного транзистора и аноду стабилитрона, катод которого через переменный резистор подключен к

эмиттеру биполярного транзистора, а по- подключен к общей точке первого и третье- движный контакт переменного резистора го резисторов.

Цель изобретения - повышение стабильности фазы выходного импульса. Поставленная цель достигается тем, что введен биполярный транзистор, ток эмиттера которого определяется напряжением стабилизации стабилитрона 2 и величиной сопротивления управляющего переменного резистора 6. Конденсатор 8 релаксационного генератора заряжается постоянным коллекторным током транзистора 7 до достижения напряжением на нем порогового напряжения элемента 9, импульс с выходного вывода которого используется для отпирания тиристора. Стабильность работы повышается за счет постоянной крутизны кривой напряжения на конденсаторе 8, не зависящей нет от величины напряжения на нем, ни от колебаний напряжения на выводах питающей сети. 2 с.и 3 з.п.ф-лы, 5 ил. ё 00 го о о со 00 fe

10

Фиг

ФигЗ