Преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1982 года по МПК H02M7/12 

1

Устройство относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника питания радиотехнических и электротехнических устройств.

Известно устройство, содержащее п параллельно соединенных конденсаторно-вентильных цепочек, связанных через неуправляемые вентили между собой и через управляемый ключ с выходными выводами, параллельно которым подключен конденсатор фильтра, причем одна из обкладок указанного конденсатора, соединенная с упомянутым ключом через диод, включенный в обратном направлении, подключена к общей точке соединения вентиля и конденсатора последней из п параллельных цепочек 1.

Известно также устройство, содержащее п параллельно включенных между собой и соединенных через полупроводниковый ключ, управляемый от блока управления, с выходными выводами цепочек, связанных с входными выводами преобразователя, причем каждая из цепочек состоит из последовательно соединенных конденсаторов и двух неуправляемых вентилей и соединена с последующей через неуправляемый вентиль, дополнительно снабженное выпрямителем

и полупроводниковым ключом, которые включены последовательно между входными выводами преобразователя и упомянутыми цепочками, а полупроводниковый ключ соединен с выходом указанного блока управления 2.

Недостатками этих устройств являются сложность и наличие гальванической связи между источником переменного напряжения и нагрузкой, а также необходимость использования автономного источника питания

10 блока управления для гальванической развязки нагрузки и источника переменного напряжения по цепям управления.

Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее выпрямитель, 15 управляемые ключи и несколько цепочек для деления напряжения, состоящих из конденсатора и двух неуправляемых вентилей, один из которых подключен анодом к выводу конденсатора, а катодом к выходной щине, другой вентиль подключен катодом к друго20му выводу конденсатора, а анодом к другой выходной щине, причем смежные цепочки соединены между собой неуправляемыми вентилями и указанные цепочки объединены в группы, которые соединены друг с другом

и с цепью нагрузки-через управляемые ключи, одна из групп связана через управляемые ключи, стоящие в каждой входной и. выходной шинах этой группы, а остальные - через управляемые ключи, стоящие в одной из шин, причем число цепочек в группах определяется кратностью деления 3.

Недостатками известного устройства являются его сложность и наличие гальванической связи цепи нагрузки с источником переменного напряжения во время передачи заряда от цепочки деления напряжения к нагрузке через открытые ключи, а также по цепям управления управляемых ключей при питании схем управления от источника входного сигнала.

Цель изобретения - упрощение и ослабление гальванической связи между источником переменного напряжения и нагрузкой.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий цепочку деления напряжения, состоящую из двух неуправляемых вентилей, между анодом и катодом которых включен конденсатор, два управляемых ключа, каждый из которых подключен к одному из выходных выводов, второй конденсатор, включенный па| аллельно выходным выводам, и два входных вывода, введены дополнительный неуправляемый вентиль, стабилитрон, три резистора и два управляющих оптронных ключа, при этом дополнительный неуправляемый вентиль катодом соединен с первым входным выводом, а анодом через один из резисторов подключен к аноду стабилитрона, соединенного через другой резистор с катодами излучающих диодов управляющих оптронных ключей, аноды которых совместно с катодом стабилитрона подключены к второму входному выводу, соединенному с катодом неуправляемого вентиля, анод другого неуправляемого вентиля подключен к первому входному выводу, а его катод через третий резистор соединен с объединенными анодами светоприемных диодов управляющих оптронных ключей, катоды которых соединены с входами управления управляемых ключей, подключенных к выводам конденсатора цепочки деления напряжения.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь содержит входные выводы 1 и 2, неуправляемые вентили 3 и 4, конденсаторы 5 и 6, нагрузку 7, управляемые ключи 8 и 9, резистор 10, управляющие оптронные ключи 11 и 12 стабилитрон 13, резисторы 14 и 15 и дополнительный неуправляемый вентиль 16.

Применение дополнительного неуправляемого вентиля, соединенного своим катодом с анодом одного из неуправляемых вентилей, и управляющих оптронных ключей позволяет производить передачу заряда от цепочки деления напряжения к нагрузке в течение отрицательного полупериода входного напряжения, при котором закрыты неуправляемые вентили, что обеспечивает гальваническую развязку цепи нагрузки и источника входного напряжения. Параллельное соединение конденсаторов через управляемые ключи позволяет упростить устройство.

Устройство работает следующим образом.

При подаче положительной полуволны переменного напряжения на входные выводы 1 и 2 через открытые неуправляемые вентили 3 и 4, конденсатор 5 цепочки деления напряжения заряжается до максимального значения входного напряжения. Во время заряда конденсатора 5 цепочки делег ния напряжения нагрузка 7, совместно с вторым конденсатором 6, отключена от источника входного напряжения, так как управляемые вентили 8 и 9 закрыты, а ток в цепи

0 излучающих диодов управляющих оптронных ключей 11 и 12 не протекает и отсутствует управляющий потенциал на входах управления управляемых ключей 8 и 9.

При изменении знака входного напряжения дополнительный неуправляемый вентиль 16 открывается, начинает протекать ток в излучающих диодах оптронных управляющих ключей 11 и 12, эти ключи открываются и через токоограничивающий резистор 10 управляющий потенциал подается на входы

0 управления управляемых ключей 8 и 9. Заряд конденсатора 5 цепочки деления напряжения перераспределяется между ним и вторым конденсатором 6. Конденсаторы 5 и 6 образуют цепочку деления напряжения с коэффициентом деления

UBX(Cs+CeV

где UH - напряжение на нагрузке;

С5 - емкость конденсатора 5 цепочки

деления напряжения;

Сл - емкость второго конденсатора 6. Так как неуправляемые вентили 3 и 4 закрыты в течение всей отрицательной полуволны входного напряжения, цепь нагрузки отключена от источника входного напряжения.

При увеличении по абсолютной величине входного напряжения, на стабилитроне 13 за счет резистора 15, играющего роль балластного сопротивления, поддерживается

постоянное напряжение и через резистор 14 и излучающие диоды управляющих оптронных ключей И и 12 протекает постоянный ток, не превышающий максимально допустимого и поддерживающий эти ключи в открытом состояний, обеспечивая подзаряд

второго конденсатора 6 т конденсатора 5 цепочки деления напряжения по мере разряда второго конденсатора 6. При подаче положительной полуволны входного напря