Устройство для регулирования постоянного напряжения Советский патент 1975 года по МПК G05F1/56 B60L15/04 

1

Предлагаемое устройство относится к области электроснабжения и может быть использовано при питании неравномерной нагрузки от автономных источников постоянного тока ограниченной мощности.

По основному авт. св. № 306989 известно устройство для регулирования напряжения постоянного тока, содержащее включающий, выключающий и дополнительный тиристоры, блок управления и последовательный индуктивноемкостной контур.

Педостатками устройства является то, что в нем управляющий вход дополнительного тиристора неизбежно соединен с выходом канала включения блока управления. В результате сигналы управления поступают на входы всех тиристоров и при возникновении сбоя или помехи в канале управления это может привести к такому состоянию, когда окажутся одновременно открытыми выключающий и дополнительный тиристоры. Такое состояние схемы приводит к короткому замыканию источника. Кроме того, указанный аварийный режим возможен в случае малай нагрузки, когда интервал времени открытого состояния тиристора незначителен по сравнению с периодом следования включающих сигналов с блока управления и возможен приход сигпала на включение тиристора до момента окончания заряда конденсатора и закрытия тиристора.

Повышение надежности устройства для регулирования напряжения постоянного тока достигнуто тем, что устройство снабжено импульсным трансформатором и двумя диодами, причем первичная обмотка импульсного трансформатора через один из диодов соединена параллельно с дополнительным тиристором, его вторичная обмотка через второй из диодов подключена к управляющему входу выключающего тиристора, а управляющий вход дополнительного тиристора подключен к каналу выключения блока управления.

Принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства представлена на чертеже, Здесь к зажимам питания 1 и 2 подключены включающий 3, выключающий 4 и дополнительный 5 тиристоры. В цепь тиристора 5 включен последовательный индуктивно-емкостной контур, состоящий из дросселя 6 и

конденсатора 7. Управление тиристорами производится с помощью блока управления 8. Выход регулятора подключен к нагрузке через выходной фильтр, содержащий дроссель 9, конденсатор 10 и диод 11, и выходные зажимы

12 и 13. Устройство снабжено импульсным трансформатором 14 и диодами 15, 16. Первичная обмотка трансформатора 14 через диод 15 соединена с дополнительным тиристором 5, а его вторичная обмотка через диод 16 подключена к управляющему входу выкv ючaюИ1.его тиристора 4. Капал вКиТючепия блока управления 8 noAiiviio-ien к цепям управления тиристора 3, а его канал выключения - к управляющему переходу тиристора 5.

Регулпроваиие иапряжелия на иагрузке осуп1,ествляется изменением коэффициеита заполнения импульсов тока, возникаюн1,их при отпирании и запиранни тиристора 3. Длительноеть импульса, т. е. время открытого состояния тиристора 3, при постоянной частоте их следования задается блоком управления 8 в зависимости от величины напряжения на нагрузке путем подачи соответствуюпдих сигналов па управляющие цени тиристоров 3 и 5.

В исходном состояипп тиристора 3, 4 и 5 закрыты, а конденсатор 7 разряжен. Передний фронт имнульеа тока формируется при иода40 сигнала но капалу вкопючения е блока управления 8 па управляющий электрод тиристора 3, который открывается и подключает нагрузку к источнику постоянного тока через фильтр, содержащий дроссель 9, конденсатор 10 и диод 11. Задний фронт импульса формируется при подаче сигнала по каналу выключения с блока унравлеппя 8 на управляющий электрод дополнительного тиристора 5, который открывается, и конденсатор 7 последовательного индуктивно-емкостного контура заряжается практически до двойпого напряжения источника. По окоичании процесса заряда конденеатора тиристор 5 закрывается, расшуптирует первичную обмотку импульсного трансформатора 14, и конденсатор 7 через нагрузку, нервичпую обмотку импульеного трансформатора 14 и диод 15 начинает разряжаться. Прн этом во вторичной обмотке трансформатора 14 возннкает импульс напряжения, который нодаетея через диод 16 на управляющий электрод тиристора 4 и открывает его. Конденсатор 7 оказывается подключенным через открывшпйея тиристор 4 параллельпо тиристору 3, и так как положительно заряженная обкладка конденсатора 7 подключена .к катоду, а отрицательно заряженная обкладка-к аноду, тиристор 3 закрывается, а конденсатор 7 перезаряжаетея через нагрузку или цепи выходного фильтра, источник и открытый тиристор 4 до панряжения источника. После окончания процеееа перезаряда тиристор 4 закрывается и действие имнульеа тока ирекращается.

Схема возвращается в повое ие.ходпое состояпие, характеризующееся тем, что тиристоры 3, 4 и 5 закрыты, а конденсатор 7 последовательного п иду KTI-J НПО-емкостного KOirrypa заряжен до папряжения источника такилг образом, что плюс его прнложен к катоду тнриетора 4, а минус - к катоду тиристора 3.

Приход очередиого еигнала по каналу включения е блока унрав;1еппя 8 на управляющий электрод тнриетора 3 начинает новый цикл формирования импульса тока и процеесы в схеме нротекают аналогично рассмотренным. Отличие только в том, что еели при формировании первого импульса копденеатор 7 заряжаетея с нуля до двойного нанряжепия источника, то при формировании второго и всех последующих импульсов конденсатор 7 перезаряжаетея с напряжения источника одной нолярноети до двойпого напряжения другой иолярпостп.

Блок управления 8 выдает сигналы только но каналу включения иа унравляющне цепи тириетора 3 ц ио капалу выключения на управляющпе цепи тиристора 5. Поступление этих сигиалов означает формирование начала и конца импульса тока, поступающего через выходной фильтр в нагрузку. Тириетор 4 управляется сигналами с кмпульспого трансформатора 14, которые формируютея лищь после запирания тиристора 5. Поэтому одновременное открытое состояние тиристоров 4 и 5, приводящее в извеетных устройствах к короткому замыканию источника, в нредложенном устройстве исключеио как при возникновении сбоев н помех в блоке управления 8, так и ирн работе схемы в режимах, близких к ХОЛОСТОМУ ходу.

Предмет изобретения

Устройство для регулирования постоянного папряжения по авт. свид. А 306989, отличающееся тем, что, е целью повышения надежности оно снабжено импульсным трансформатором, первичная обмотка которого через диод в ирямом паправленип включена параллельно дополнительному тиристору, а вторнчпая - в цепь управления выключающего тириетора.

12