ТИРИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Советский патент 1973 года по МПК G05F1/56 H02M3/135 

1

Изобретение относится к устройствам преобразовательной техники.

Известны тиристорные стабилизаторы, содержащие тиристорный исполнительный орган, выполненный на базе Моргана. Стабилизация напряжения иа нагрузке в таких схемах осуществляется цепью обратной связи, которая следит за уровнем включения тиристора, регулируя частоту повторения импульсов, включаюЩИх тиристор. Тиристор выключается дросселем насыщения. Для нормальной работы схемы в ней предусмотрено несколько выключателей для пуска или выключения.

Схема стабилизированного источника постоянного тока с использованием прерывателя Моргана или существующих его разновидностей имеет следующие недостатки:

а)контроль схемы управления одного уровня (включения), что может быть источником огибки регулирования среднего значения при значительных вариациях входного напряжения;

б)значительная погрещность регулирования но среднему значению;

в)ограниченный диапазон изменения входного напряжения;

г)схема стабилизированного источника питания на базе схемы Моргана не может быть использована при наличии коммутационных помех в цепи нагоузки и литания (кратковременные провалы нанряжения питания до нуля, возникновения дуги на входе схемы и нагрузке) . Любая коммутация приводит к невыключению тиристора и срыву.

В предлагаемом преобразователе выходного напряжения с целью повыщения точности стабилизации при больщих вариациях входного напряжения и нагрузки и обеспечения устойчивой работы при наличии коммутационных помех выход гиристорного исполнительного органа через силовой дроссель и обратный диод соединен с нагрузкой, .которая с одной стороны соединена с делителем выходного -напряжения на резисторах, выходы которого через импульсный сравнивающий элемент включения по нижнему уровню и импульсный сравнивающий элемент выключения по верхнему уровню соединены с включающим и выключающим входами тиристорного исполнительного органа, а с другой стороны через формирователь среднего значения выходного напряжения и резисторы делителя среднего значения выходного напряжения и .измерительный элемент соединена со входом усилителя с непосредственными связями на транзисторах, выход которого соединен с корректирующим входом задатчика корректируемого среднего уровня выходного напряжения на резисторах, другой вход которого соединен с источником опорного напряжения, а выход - со

входами импульсного сравнивающего элемента включения по нижнему уровню и им-пульсного сравнивающего элемента выключения по верхнему уровню.

Данная схема преобразователя предполагает использование тиристорных исполнительных органов с параллельной коммутацией и независимым зарядом коммутирующего конденсатора. Такие схемы обладают более высокой устойчивостью при н-аличии коммутационных гвомех .и не содержат дросселя насыщения.

На фиг. 1 представлена блок-схема описываемого тиристорного преобразователя с импульсно-неорерывным управлением для стабилизации постоянного напряжения; на фиг. 2 представлены временн-ые диаграммы напряжений и характерных узлов схемы.

Преобразователь содержит тиристорный исполнительный орган 1, выход которого через силовой дроссель 2 и обратный диод 3 соединен со входом нагрузки 4. Вход нагрузки, с одной стороны соединен с делителем выходного напряжения 5, 6, 7, выходы которого соединены соответственно с импульсным сравнивающим элементом включения по нижнему уровню 8 и импульсным сравнивающим элементом выключения по верхнему уровню 9. С другой стороны через формирователь среднего значения выходного напряжения 10 резисторы делителя среднего значения выходного напряжения 11, 12 и измерительный элемент рассогласования среднего значения /5 соединен со входом усилителя с непосредственными связями на транзисторах 14, 15 и резисторах 16, 17, выход которого соединен с корректирующим входом задатч:ика среднего уровня выходного напряжения на резисторах 18, 19. Другой вход задатчика среднего уровня выходного напряжения соединен с источником опорного напряжения 20, а выход соединен со входами импульсного сравнивающего элемента включения по нижнему уровню 8 и импульсного сравнивающего элемента выключения по верхнему уровню 9. Выходы импульсных сравнивающих элементов 8 к 9 соединены с включающим и отключающим входами тиристорного исполнительного органа /.

Тиристорный исполнительный орган / действует как прерыватель постоянного тока, обеспечивающий получение на нагрузке импульсов, ширина которых может изменяться в зависимости от величины выходного напряжения. Дроссель 2 и обратный диод 3 обеспечивают плавное изменение Нацряжения на нагрузке как при включении рабочего тиристора, так я при его отключении. Стабилизация напряжения на нагрузке 4 осуществляется импульсной обратной связью, котароя, изменяя мо-менты включения и выключения тиристорного исполнительного органа /, поддерживает постоянным заданные уровни напряжения на нагрузке:

С/01 - напряжение нижнего уровня, при котором включается тиристорный исполнительный орган / и

i/02 - напряжение верхнего уровня, при котором он -выключается (фиг. 2). Ниж.ний уровень включения тиристорного исполнительного органа / f/oi и верхний уровень его выключения i/02 задаются делителем выходного напряжения 5, 6, 7. С выхода 5 напряжение t/вых. вкл. подается .на вход импульсного сравнивающего элемента .включения по нижнему уровню 8, а с выхода 6 напряжение t/вых. выкл.

подается на вход импульсного сравнивающего

элемента выключения по верХ)нему уровню 9.

На другие входы импульсных сравнивающих

элементов 8, 9 с выхода задатчика среднего

уровня напряжения на резисторах 18, 19 подается корректируемое нацряжение заданного уров.ня t/зу (фиг. 2). Выходные напряжения элементов 5, 6 делителя выходного напряжения в импульсных сравнивающих элементах 8, 9 сравниваются с корректируемым напряжением задатчика среднего уровня напряжения на резисторах 18, 19. В том случае, если напряжение на нагрузке ниже или равно уровню t/oi, импульсный срав.нивающий элемент S выдает импульсы, которые поступают на включающий вход тиристорного исполнительного органа 1. Если напряжение на нагрузке выще или равно 11о2, импульсный сравнительный элемент 9 выдает импульсы, которые поступают на выключающий вход тиристорного исполнительного органа. В промежутке t/oi-l m импульсы от элементов 8, 9 не поступают. Таким образом, схема управления следит за двумя уровнями напряжения на .нагрузке, стремясь поддержать их постоянными.

Несмотря на постоянство уровня f/oi и t/o2 включения и выключения среднее значение .напряжения на нагрузке может изменяться по двум основным причинам: во-первых, из-за увеличения напряжения нагрузки после выключения ра-бочего тиристора по уровню Uo4i обусловленного схемой тиристорного исполнительного органа; во-вторых, из-за изменения формы фронтов напряжения нагрузки 4 (фиг. 2, выход 4) при больщих вариациях питающего напряжения.

В связи с этим в преобразователь введена также непрерывная обратная связь по среднему значению напряжения на нагрузке 4. Напряжение, пропорциональное среднему значению напряжения на нагрузке, подается на измерйтелнный элемент рассогласования 13. В зависимости от величины рассогласования изменяется состояние транзисторов 14, 15 и, следовательно, изменяется величи.на напряжения задаваемого среднего уровня f/зу (фиг. 2, выход 5, |б), поддерживая с точностью статической ощйбки постоянной величину (фиг. 2, выход 4).

Нредмет изобретения

Тиристорный преобразователь с импульснонепрерывным управлением для стабилизации

постоянного напряжения, содержащий тири65 сторный исполнительный орган, силовой дроссель, обратный диод, нагрузку, делитель выходного напряжения иа резисторах, импульсный сравнивающий элемент включения но нижнему уролню, импульсный сравнивающий элемент выключения ио верхнему уровню, формирователь среднего значения выходного напряжения, резисторы делителя среднего значения выходного нанряжения, измерительный элемент рассогласования среднего значения 1напря кения, усилитель € непосредственными связями на транзисторах, задатчик корректируемого среднего уровня выходного напряжения «а резисторах, источник опорного напряжения, отличающийся тем, что, с целью обеспечения высокой точности стабилизации выходного напряжения при больших вариациях входного напряжения и нагрузки и устойчивой работы при наличии коммутационных помех, выход тиристорного исполнительного органа через силовой дроссель и обратный диод соединен с нагрузкой, которая с одной стороны соединена с делителем выходного напряжения на резисторах, выходы которого через имнульсньи сравнивающш элемент включения по нижнему уровню и импульсный сравнивающий элемент выключепия по верхнему уровню соединены с включающим и выключающим входами тиристорного исполнительного органа, а с другой стороны через формирователь среднего значения выходного напряжения, резисторы делителя

среднего значения выходного напряжения и измерительный элемент рассогласования среднего значения напряжения соединена со входом усилителя с непосредственными связями на транзисторах, выход которого соединен с

корректирующим входом задатчика корректируемого среднего уровня выходного напряжения на резисторах, другой вход которого соединен с источником опорного напряжения, а выход - со входами импульсного сравниваюо-его элемента включения по ниж;нему уровню н нмпульсного сравнивающего элемента .выключения по верхнему уровню.

С±

Уог

Urn

чг с ч

А «Q