Стабилизированное выпрямительное устройство Советский патент 1976 года по МПК H02M7/12 

1

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах электропитания оборудования автоматики, вычислительной техники и средств связи.

Известны стабилизированные выпрямительные устройства, содержащие трансформатор, выпрямитель на тиристорах, сглаживающий LC-фильтр, компаратор выходного напряжения, подключенный к выходу устройства и фазосдвигающий блок 1. Однако известные выпрямительные устройства, работающие от сети переменного тока, имеют недопустимо высокую динамическую ошибку стабилизации из-за того, что устойчивость устройства достигается путем введения в компаратор корректирующих конденсаторов большой емкости. Кроме того, при проектировании выпрямительных устройств приходится уменьшать диапазон регулирования выходного напряжения для обеспечения минимального запаса устойчивости.

Для повышения динамической стабильности и устойчивости устройства, а также увеличения диапазона регулирования выходного напряжения в предлагаемом устройстве между его выходом и компаратором последовательно включены прерыватель переменного тока, выполненный в виде диодно-транзисторного ключа, коммутируемого от сети неременного тока, например, через импульсный трансформатор и двухполупериодный выпрямитель, накопительный конденсатор и эмиттерный повторитель напряжения на конденсаторе.

На чертеже дана структурно-приицип)1альная схема описываемого устройства.

Устройство содержит трансформатор 1, подключенный к сети переменного тока с напряжением Uc, выпрямитель 2 на тиристорах, подключенный входом к трансформатору 1, а выходом к индуктивно-емкостному фильтру 3. К выходу устройства последовательно включены через выходные клеммы 4 и 5 прерыватель 6 переменного тока, выполненный в виде диодно-транзисторного ключа, накопительный конденсатор 7, эмиттерный повторитель 8 напряжения на конденсаторе 7, а также компаратор 9. Компаратор подключен к фазосдвигающему блоку 10, а последний - к выпрямителю 2 на тиристорах. Управление прерывателем 6 переменного тока осуществляется синхроимпульсами, напрпмер, от импульсного трансформатора с двухполуперподным выпрямителем 11 через клеммы 12 и 13. Импульсный трансформатор через клеммы 14 и 15 подключен к сети переменного тока. Возможно применение других устройств для получения синхроимпульсов в момент перехода сетевого нанряження через пуль, напрнмер триггера Шмитта, управляемого от одной из обмоток трансформатора 1, а также различных вариантов диодно-транзисторных ключей переменного тока.

Стабилизированное выпрямительное устройство работает следующим образом.

Схема управления прерывателем 6 при переходе сетевого напряжения через нуль подает короткий имнульс {порядка 0,5-1 мс), который отпирает нрерыватель и через клеммы 4 и 5 соединяет выход выпрямительного устройства с накопительным конденсатором 7. При помощи уравнительного тока через прерыватель 6 происходит выравнивание напряжений на накопительном конденсаторе 7 и выходе выпрямительного устройства. Мгновенная величина выходного нанряжения в момент выборки, соответствующий переходу сетевого напряжения через нуль, «запоминается конденсатором 7 до конца полупериода. Напряжение с конденсатора 7 через эмиттерный повторитель 8 передается на вход компаратора 9. Эмиттерный повторитель 8 обеспечивает минимальное потребление тока с конденсатора 7 при разо.мкнутом нрерывателе 6, поэтому в установивщемся режиме выпрямительного устройства напряжение на выходах эмиттерного повторителя и компаратора 9 постоянно и практически не имеет пульсации. Компаратор 9 вырабатывает сигнал управления и нодает его на фазосдвигающий блок 10, с которого он в виде последовательности импульсов с регулируемой фазой поступает на тиристоры выпрямителя.

Сравнение напряжения на накопительном конденсаторе 7 с напряжением на выходе устройства происходит в каждый нолупериод переменного сетевого напряжения, что обеспечивает совпадение огибающих кривых эт.чх напряжений. Отсутствие пульсации напряжения

на входе компаратора 9 обеспечивает минимальное искажение сигнала па его выходе в течение полупериода и увеличивает запас устойчивости выпрямительного устройства при минимальной величине замедляющей корректирующей емкости в контуре обратной связи. Так.чм образом, з 1федлагаемо.м выпрямительно.м устройстве повышается запас устойчивости, уменьшаются время переходного процесса и величина динамической ошибки при коммутации тока нагрузки, а также увеличивается диапазон регулирования выходного напряжения.

Формула изобретения

Стабилизированное выпрямительное устройство, содержащее трансформатор, вынрямитель па тиристорах, сглаживающий LCфильтр, компаратор выходпого напряжения, подключенный к вы.ходу устройства, и фазосдвигающий блок, отличающееся тем, что, с целью повышения динамической стабильности и устойчивости устройства, а также увеличения диапазона регулирования выходного напряжения, между выходом устройства и компаратором последовательно включены прерыватель переменного тока, выполненный в виде днодно-транзисторного ключа, коммутируемого от сети переменного тока, папример, через импульсный трансформатор и двухполунериодный выпрямитель, накопительный конденсатор и эмиттерный повторитель напряжения па конденсаторе.

Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:

1. «Устойчивость тирнсторных стабилизаторов постоянного нанряжения, журнал «Электросвязь N° 9, 1974, стр. 59-65.