Стабилизированный источник постоянного напряжения Советский патент 1980 года по МПК H02M7/12 

I

Изобретение относится к электроснаб- женшо и может быть использовано при -разработке, устройств для питания нагрузки постоянным током.

Известны стабилизированные источники постоянного напряжения lj , {2 и з.

В одном из таких устройств стабилизация выходного выпрямительного напряжения осуществляется за счет изменения угла включения тиристоров силового выпрямительного моста. Для защиты потребителей от чрезмерного увеличения выходного напряжения источника (перенапряжения) в устройстве предусмотрен ,5 специальный релаксационный генератор, выполненный на транзисторе, R.C -цепи, динисторе и воздействующий на схему управления силовыми тиристорами выпрямителя l|.20

Однако схема защиты отличается сложностью и поэтому обладает недостаточно высокой эксплуатационной надежностью.

Наиболее близкий по технической сущности к предлагаемому стабилизированный источник постоянного напряжения содержит подключенный параллельно выходным выводам измерительный орган, например мостового типа, мостовой силовой выпрямитель из трех диодов с общим анодом и трех тиристоров с общим катодом, управляющие электроды которых через резисторы соединены с выходом формирователя импульсов, выполненного на переключающем элементе, например тиристоре со стабилитроном в управляющей цепи и RC-фильтре, подключенном через развязывающие диоды и параметрический стабилизатор параллельно силовым электродам тиристоров выпрямителя. В данном устройстве защита потребителей от перенапряжений осуществляется путем отключения источника в результате прекращения подачи управляющих импульсов на тиристоры силового выпрямителя ц2|. Схема устройства проста, однако надежность защиты от перенапряжений не- достаточна в связи с необхойимостью осуществлять настройку стабилизации напряжения и защиты от паренапряже НИИ с помощью одних и тех же элементов схемы. Цель изобретения - повышение эксп луатационной надежности стабилизированного источника постоянного напряжения. Цель достигается тем, что в стабилизированный источник введен дополнительный переключающий элемент, причем управляющие.цепи этого элемента включены последовательно со стабилитроном одного из плеч мостового измерительного органа, его силовые электроды последовательно со стабилитроном управляющей цепи тиристора формирователя импульсов, а управляющий .переход указанного тиристора соединен с выходом измерительного органа. На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема стабилизирован ного источника постоянного TOKaJ на фиг. 2а, б - кривые изменений потенциалов точек а и б и выходного напряже ния ИО в зависимости от напряжения и источника (участок mn выбран рабочим). Источник содержит мостовой силовой выпрямитель из трех диодов 1 - 3 и трех тиристоров 4-6, параметрический стабилизатор на резисторе 7 и стабилитроне 8, делитель выходного напряжения ,на резисторах 9, 1О, формирователь управляющих импульсов, выполненный на зарядном резисторе 11, конденсаторе 12 и основном переключающем элементе например тиристоре 13, со стабилитроном 14 и cилoвьnv и размыкающими кон. тактами 15 дополнительного переключаю щего элемента 16 в его управляющей цепи, и мостовой измерительный орган, в плечи которого включены стабилитроны 17, 18 и резисторы 19, 20, причем последовательно со стабилитроном 17 включена обмотка управления дополнител ного переключающего элемента. Измерительный орган (ИО) через резистор 21 подключен к управляющему переходу тиристора 13. Управляющие электроды тиристоров 4-6 через ограничительные резисторы подключены к выходу формирователя импульсов. Устройство работает следующим образом. При подаче переменного трехфазного напряжения ко входу устройства парамет рический стабилизатор подключается на это напряжение через выпрямитель на диодах 22 - 24 и 1 - 3. Выходное напряжение стабилизатора через зарядный резистор 11 прикладывается к конденсатору 12, Напряжение конденсатора подается к силовым электродйм осйовно- го переключающего элемента - тиристора 13 и к стабилитрону 14 в его цепи управления. При нарастании напряжения на конденсаторе 12 стабилитрон 14 про- бивается и на управляющий электрод тиристора 13 подается сигнал управления. Тиристор 13 включается и в управляющие цепи силовых тиристоров 4-6 подается сигнал. Один из тиристоров срабатывает и источник подключается к сопротивлению нагрузки. Одновременно щунтируется вход параметрического стабилизатора. После появления на выхоДе источника напряжения пробивается стабилит- рон 17 в плече измерительного органа и управляющая цепь дополнительно переключающего элемента подключается под напряжение. Дополнительный переключающий элемент срабатывает, его контакты в цепи управления тиристора 13 размыкаются. Начиная с этого момента, управляющий сигнал на тиристор 13 подается только с выхода мостового измерительного органа. Известно, что чем больше ток управления тиристора, тем при меньщем анодном напряжении осуществляется открытие тиристора и наоборот. В -предлагаемой схеме величина анодного напряжения тиристора 13 определяется напряжением на конденсаторе 12. Величина тока управления тиристора прямо пропорциональна выходному напряжению измерительного органа. При номинальном напряжении на выходе источника через управляющий переход тиристора 13 протекает номинальный ток управления. При определенной величине напряжения на конденсаторе 12 этот ток достаточен для открытия тиристора 13 формирователя управляющих импульсов, что приводит к выдаче им сигнала в управляющие цепи тиристоров 4-6 силового выпрямителя и включение одно- го из них. Откроется тот тиристор, у которого в данный момент времени наибольшее анодное напряжение. Тиристоры- 4-6 срабатывают поочередно, спустя некоторое время после начала полупериода питающего напряжения. Время включения (угол отсечки) определяется временем заряда конденсатора 12 до величины напряжения срабатывания тиристора 13 при данном токе управления. При увеличении выходного напряжения источника по отношению к номиналь ной величине уменьшаются выходное на пряжение измерительного органа и ток управления тиристора 13 формирователя импульсов. Срабатыванте тиристора. 13 при уменьшенном токе управления будет происходить при большем анодном напря женин, прикладываемом к нему с конден сатора 12, до которого конденсатор будет заряжаться большее время. Это приводит к увеличению времени задержк включения силовых тиристоров и умень.июнию выходного напряжения источника. При отклонении выходного напряжения источника от номинального в сторону уменьшения устройство будет работать в противоположном направлении. В данном устройстве обеспечивается высокая надежность работы системы стабилизации напряжения, так как от величины выходного напряжения источни ка зависит не только ток управления «тиристора 13 схемы формирования управ ляющих импульсов, но и величина напряж ния, подводимого к силовым электродам этого тиристора от конденсатора 12, пропорциональная разности напряжения стабилитрона 8 и падения напряжения на резисторе 1О делителя выходного напряжения источника. Устройство обеспечивает надежную защиту потребителей от перенапряжений на выходе источника. Это достигается таким подбором параметров элементов измерительного органа, которое обеспечивает уменьшение до нуля управляющего сигнала, снимаемого с ИО и подаваемого на тиристор 13 при заданной величине перенапряжения (см. точку п выход ной характеристики ИО, фиг. 26). Прекращение подачи управляющего сигнала на тиристор 13 приведет к прекращению формирования управляющих импульсов в цепях силовых тиристоров и отключению источника. Таким образом, использование тиристора в качестве основного переключаю- щего элемента цепи формирователя управляющих импульсов и включение его в схему указанным образом позволяет обеспечить надежную работу схемы со стабилизацией выходного напряжения и защитой от перенапряжений сравнительно простыми средствами. Формула изобретения Стабилизированный источник постоянного напряжения, содержащий подключенный параллельно выходным выводам измерительный орган, например мостового типа, мостовой силовой выпрямитель из трех диодов с общим анодом и трех тиристоров с общим катодом, управляющие электроды которых через резисторы соединены с выходом формирователя импульсов, выполненного на переключающем элементе, например тиристоре со стабилитроном в управляющей цепи, иКС-фильтре, подключенном через развязывающие диоды и параметрический стабилизатор параллельно силовым электродам тиристоров выпрямителя, отличающий - с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, в него введен дополнительный переключающий элемент , причем управляющие цепи этого элемента включены последовательно со стабилитроном одного из плеч измерительного органа, его силовые электроды - последовательно со стабилитроном управляющей епи тиристора формирователя импульсов, управляющий переход указанного тиистора соединен с выходом измерителього органа. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 410372, кл. G O5F1/56, 1076. 2.Авторское свидетельство СССР 493772; кл. G 05 F 1/30, 1976. 3.Иванчук Б. Н. и др. Тиристорные магнитные стабилизаторь напряжения. ., Энергия,-1968, с. 94, рис. 53.