Тиристорный стабилизатор напряжения Советский патент 1975 года по МПК G05F1/44 

1

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для питания нагрузки постоянным стабилизированным напряжением.

Известны тиристорные стабилизаторы напряжения, содержащие соединенные последовательно сглаживающий LC-фильтр и тиристорный ключевой элемент, цепь включения которого содержит генератор импульсов стабильной частоты, а цепь выключения - коммутирующий тиристор, управляющий переход которого через пороговый элемент и интегрирующую RC-n&nb подключен ко входу LC-фильтра. Недостатком таких стабилизаторов является существенное изменение веса при малых пульсациях выходного и большой кратности изменения входного напряжений, а также сложность системы управления и защиты.

Для упрощения системы управления и повыщения к.п.д. в предлагаемом стабилизаторе в качестве тиристорного ключевого элемента применен трехфазный диодно-тиристорный выпрямитель с тремя тиристорами, катоды которых соединены между собой.

Дроссель LC-фильтра имеет дополнительную обмотку, соединенную через выпрямитель и параметрический узел стабилизации напряжения с цепью питания генератора импульсов стабильной частоты.

На фиг. 1 дана общая схема описываемого

стабилизатора; на фиг. 2 - его развернутая принципиальная схема.

Стабилизатор содержит управляемый выпрямитель 1, задающий генератор 2, обратный диод 3, схему 4 искусственной коммутации, фильтр 5 и нагрузку 6.

С приходом импульса от задающего генератора 2 включается один из тиристоров выпрямителя 1 и конденсатор 7 через дроссель

8 и диод 9 резонансно заряжается до напряжения , где Е - величина входного напряжения. Одновременно конденсатор 10 заряжается через резистор И. Когда напряжение на его обкладках становится равным напряжению включения динистора 12, динистор включается. Разряд конденсатора 10 через первичную обмотку импульсного трансформатора 13 приводит к включению тиристора 14, в результате чего коммутирующий конденсагор 7 присоединяется к вентилям выпрямителя и выключает проводящие ток приборы. Ток дросселя фильтра первоначально переводится в цепь коммутирующего конденсатора, а после его разряда - в цепь обратного диода 3. С

приходом следующего запускающего импульса процессы в схеме повторяются. Среднее значение выходного напряжения регулируется переменным резистором 11. Применяемый в предлагаемой схеме стабилизатора щиротно-импульсный метод регулирования позволяет уменьшить необходимое АЛЯ нолучения тех же нульсадии входного напряжения произведение Lф Сф, где Lф - индуктивность дросселя фильтра о, а Сф -емкость конденсатора фильтра, по сравнению с ООЫ4НЫМ управляемым вынрямителем в 2- о раз в зависимости от частоты генератора и кратности изменения входного напряженна. АЛЯ защиты выпрямителя от перегрузок по току задающий генератор выполнен на устройстве с Ь-ооразнои вольт-амнерной характерисгикои, а дроссель фильтра и имеет вторичную оомотку, к которой последовательно присоединены двухнолупериодныи вынрямитель и параметрический стаоилизатор на стаонлитроне, нричем выходное напряжепие стаиилизатора является питающим для задающе10 генератора. панряжение со вторичной обмотки дросселя фильтра о выирямляется диодами io и ю и стаОилизируется стаоилизатором, состоящим из резистора 1/ и стабилитрона i. ь задающий генератор входят резистор 1У, хронирующий конденсатор 2U и занираемьш тиристор 2i, управляющий электрод которого связан с анодом стабилитропом zZ, а катод через ограничивающие резисторы присоединен к управляющим электродам тиристоров выпрямителя, для надежного выключения тиристора задающего генератора иснользуют цепь выключения, содержащую динистор 26, диод 24 и конденсатор 20, который заряжается через резистор 2Ь напряжением, снимаемым через диод 2/ с одной из вторичных полуобмоток дросселя и стабилизировапным цепью 2Ь-29. Схема включения тиристоров выпрямителя работает следующим образом. папряжением стабилитрона 18 через резистор 1У заряжается конденсатор 20. Когда нанряжение конденсатора становится равным напряжению стабилизации стабилитрона 22, включается тиристор 21 и конденсатор 20 разряжается- через ограничивающие резисторы и управляющие переходы тиристоров выпрямителя, включая один из них. После включения тиристора напряжение на обмотках дросселя меняет знак и конденсатор 25 начинает заряжаться через резисторы 26 и 29 и диод 27. При . (UsKn- напряжение включения динистора, (7с - напряжение на конденсаторе) включается динистор 23 и ток разряда конденсатора 25 через шунтирующий диод 24 и управляющий переход тиристора 21 выключает тиристор задающего генератора. Начинается заряд хронирующего конденсатора 20. Нсли ток нагрузки превышает допустимую величину, напряжение на вторичной обмотке после нерехвата тока дросселя в цепь обратного диода становится меньше напряжения вкутючения порогового устройства генератора и запускающие импульсы на тиристоры выпрямителя не подаются. Нагрузка отключается от сети. Предлагаемый метод защиты обладает высоким быстродействием и надежно защищает полупроводниковые приборы выпрямителя от перегрузок по току и коротких замыканий в нагрузке. Нри коротких замыканиях за время включенного состояния тиристора выпрямителя ток в дросселе фильтра не успевает возрасти до опасной величины, а схема коммутации рассчитывается из условия выключения такого тока. Первоначальное включение источника осуществляется замыканием кнопки 30. Нри этом задающий генератор 2 питается сетевым напряжением, поступающим через диоды cii - 33 и резистор 34 к катоду стабилитрона 1ь. Предмет изобретения 1.Тиристорный стабилизатор напряжения, содержащий соединенные последовательно сглаживающий jLC-фильтр и тиристорный ключевой элемент, цепь включения которого содержит генератор импульсов стабильной частоты, а цепь выключепия - коммутирующий тиристор, управляющий переход которого через пороговый элемент и интегрирующую RCцепь подключен ко входу LC-фильтра, отличающийся тем, что, с целью упрощепия и повышения К.П.Д., в качестве тиристорного ключевого элемента применен трехфазный диодно-тиристорный выпрямитель с тремя тиристорами, катоды которых соединены между собой. 2.Стабилизатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, дроссель LC-фильтра имеет дополнительную обмотку, соединенную через выпрямитель и параметрический узел стабилизации напряжения питания генератора импульсов стабильной частоты.