Стабилизированный выпрямитель

)5 Н Я ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Научно-производственное обьединвниеавтоматизации и систем управления железнодорожного транспорта(57) Сущность изобретения; устройство состоит из силового трансформатора 1, диодно-тиристорного моста. К крайним выводамобмотки трансформатора 1 подключены последовательно соединенные первая 9 и вторая 10 ВС-цепи блока управления 11,параллельно конденсаторам включены со) 1781797 А 1 ответственно первый 12 и второй 13 диоды. Аноды диодов 12 и 13 подсоединены к общей точке бС-цепей, которая через третий диод 14 подключена к отрицательному выводу источнйка пйтания, к которому подключен эмиттер ключевого транзистора 15, База ключевого транзистора 15 подключена к общей шине бС-цепей 9 и 10, а коллектор соединен со средней точкой третьей ЙС-цепи 16, резистор которой свободным выводом подключен к источнику стабилизированного напряжения через резистор 17, а к неинвертирующему входу компаратора 18 непосредственно; Свободный вывод конденсатора третьей бС-цепи 16 подключен к отрицательному выводу источника питания. Инвертирующий вход компаратора Б 18 соединен со средней точкой резистивного делителя 19; крайними выводами подсоединенного к отрицательному и положительйому выводам источника питания, Выход компаратора 18 соединен с первым входом элемеНта совпадения 20, вторым1781797 входом соединенного с выходом импульсно го генератора 21, а выходом через инвертор 22 и элемент согласования 23 с управляющим электродом управляющего тиристора 24. Управляющий тиристор 24 соединен с Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам преобразования переменного напряжения в постоянное стабилизированное напряжение.Известна схема однофазного управляющего устройства с фазосдвигающей ВС(В)-цепью, содержащая многообмоточный вспомогательный питающий трансфор матор ТЧ и трансформаторное управление Т/2 для гальванической развязки и согласования. Импульсы напряжения управлениятиристорами выпрямителя-стабилизатора подаются с выходов.Недостатком схемы однофазного управляющего устройства является отсутствие элементов обратной связи, а кроме того большое число технологически сложных в изготовлении трансформаторов.Наиболее близким к заявленному устройству является стабилизированный преобразователь, включающий силовой трайсформатор, диодно-тиристорный мост, имеющий в двух смежных плечах диодь 1,.а вдвухдругих - тиристоры, диагональю переменного тока подключенньх ко вторичной обмотке трансформатора; а диагональю постоянного тока через фильтр к нагрузке постоянного тока и блок управления, состоящий из блока питания соединенного с генератором и компаратором и управляющего тиристора и трансформатора.Однако к недостаткам данного устройства следует отнести достаточно большое число трансформаторов и вспомогательных обмоток в силовом трансформаторе.Целью изобретения является упрощение устройства за счет сокращения числа " моточных изделий;Поставленная цель достигается тем, чтоблок управления снабжен первой, второй,третьей и четвертой ВС-цепями, резистивным делителем напряжения, элементом совпадения, инвертором, элементом согласования первым и вторым диодами, резистором, первой и второй резистивнодиодными цепями, причем первая и вторая ВС-цепи подключены к крайним выводам вторичной обмотки силового трансформатора, параллельно конденсаторам ВС-цепи положительный выводом источника питания и через четвертую ВС-цепь 25, первую 26 и вторую 27 резистивно-диодные цепи с управляющими электродами тиристоров 4 и 5 диодно-тиристорного моста. 1 ил,включены, соответственно, первый и второйдиоды, анодами подсоединенными к общейточке БС-цепей, подключенной через третий диод к отрицательному выводу источни 5 ка питания, к которому подключен эмиттерключевого транзистора, при этом база ключевого транзистора подключена к общейшине первой и второй ВС-цепей, а коллектор соединен со средней точкой третьей ВС 10 цепи, резистор которой свободнымвыводом подключен к источнику стабилизированного напряжения через резистор, а кнеинвертирующему входу компаратора непосредственно, а свободный вывод конден 15 сатора третьей ВС-цепи подключен котрицательному выводу источника питания,при этом инвертирующий вход компараторасоединен со средней точкой резистивногоделителя, крайними выводами подсоеди 20 ненного к отрицательному и положительному выводам источника питания, а выходкомпаратора соединен с первым входомэлемента совпадения, вторым входом соединенным с выходом импульсного генера 25 тора, авыходом через инвертор и элементсогласования с управляющим электродомуправляющего тиристора, причем управляющий тиристор соединен с положительнымвыводом источника питания и через четвер 30 тую ВС-цепь, первую и вторую резистивнодиодные цепи с управляющимиэлектродами тиристоров диодно-тиристорного моста,Сопоставительный анализ с прототи 35 пом показывает, что заявляемое устройствоотличается наличием новых элементов и соединением этих элементов между собой, атакже другими элементами, согласно прилагаемой схемы, что позволяет значительно40 упростить устройство,Таким образом, можно сделать вывод,что заявляемое устройство соответствуеткритерию изобретения "новизна".При проведении патентных исследо 45 ваний не были обнаружены техническиерешения, обладающие признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа,благодаря которым можно обойтись безспециальных вспомогательных трансфоротличиями,Сущность предполагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором "приведена структурная схема устройства.Оно состоит из силового трансформато ра 1, диодно-тиристорного моста, имеющего в двух смежных плечахдиоды 2 и 3, а в вторичной обмотки силового трансформатора 1. К крайним выводам обмотки трансфор- .матора 1 подключены последовательно 25 30 35 40 45 50 55 маторов и дополнительных обмоток в силовом трансформаторе.На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявленное техническое решение обладает существенными двух других - тиристоры 4 и 5, которые диагональю переменного тока подклачены к вторичной обмотке трансформатора 1, диагональю постоянного тока через фильтр 6 к нагрузке. При этом катоды диодов 2 и 3 через резистор 7, а аноды тиристоров 4 и 5 через диод 8 соединены со средней точкой соединенные первая 9 и вторая 10 ВС-цепи блока управления 11. Параллельно конденсаторам первой 9 и второй 10 ВС-цепей подключены соответственно первый 12 и вторцй 13 диоды, анодами подсоединенными к общей точке первой 9 и второй 10 ВС-цепей, которая через третий диод 14 подключена к отрицательномувыводу "нагрузки источника питания (на чертеже не показано позицией), к которому подключен эмиттер ключевого транзистора 15, причем база последнего подключена к общей шине 9 и второй 10 ВС-цепей, а коллектор -соединен со средней точкой третьей 16 ВС-цепи, резистор которой своббдным выводом подключен к источнику стабилизированного напряжения Чст. через резистор 17, а к неинвертирующему входу компаратора 18 непосредственно. Свободный вывод конденсатора третьей 16 ВС-цепи подключен к отрицательному выводу источника питания, Инвертирующий вход компаратора 18 соединен со средней точкой резистивного делителя 19, крайние выводы которого подключены соответственно к отрицательному и положительному выводам источника питания. Выход 18 соединен с первым входом элемента совпадения 20, второй вход которого соединен с выходом импульсного генератора 21, Выход элемента совпадения 20 через инвертор 22 и элемент согласования 23, состоящий иэ резистора, конденсатора, трансформатора и диода, соединен с управляющим электродом управляющего тиристора 24, Управляющий тиристор 24 соединяет положительный вывод источника питания через четвертую 25 ВС-цепь и первую 26 и вторую 27 резистивно-диодные цепи, с управляющими электродами тиристоров 4 и 5 диодно-тиристорного моста,Работа устройства осуществляется следующим образом.5 От переменного напряжения вторичнойобмотки трансформатора 1 через диод 8 поочередно отпираются диоды 2 и 3. При одной полуволне напряжения через открытыйдиод 2, нагрузку второй 13 и третий 14 диоды, резистор второй 10 ВС-цепи проходитполуволнэ синусоидального тока, когдамгновенное напряжение на вторичной обмотке превышает встречное включенное постоянное"найряженйена йагрузке. В конце15 полупериода напряжения третий 14 диодзакрывается, а через первую 9 ВС-цепь ицепь база-эмиттер ключевого транзистора15 проходит импульс заряда конденсаторапервой 9 ВС-цепи от источника питания постоянного напряжения. Импульсом совпадающим с задним фронтом .полупериодапеременного напряжения отпирается ключевой транзистор 15,При встречной полуволне напряжениячерез открытый диод 3 проходит полуволнасинусоидального тока через нагрузку, первый 12 и третий 14 диоды и резистор первойВС-цепи. В конце полупериода, когда третий 14 диод закрывается через резисторвторой 10 ВС-цепи и цепь база-эмиттер ключевого транзистора 15, проходит отпирающий его импульс, Таким образом ключевойтранзистор 15 отпирается в конце каждогополупериода переменного напряжения.При отпирании транзистора 15 цепьюколлектор-эмиттер.- разряжается конденсатор третьей 16 ВС-цепи. Питание этой цепи,осуществляетсяот"йсточника стабилизированного напряжения Ч Ст., так что на неинвертирующий вход компаратора 18 срезистивного делителя 19 подается нормированное пилообразное напряжение.На инвертирующий вход компаратора18 со средней точки резистивного делителя19 подается напряжение обратной связи,снимаемоес нагрузки. На выходе компаратора 18 формируется положительныйимпульс, когда мгновенное значение пилообразного напряжения становится большенапряжения обратной связи. При уменьшении напряжения на нагрузке длительностьимпульса увеличивается, приближаясь к на.чалу полуволны синусоидального напряжения,С выхода компаратора 18 импульсыподаются на первый вход элемента совпадения 20, на второй выход которого поступают высокочастотные положительныеимпульсы с выхода генератора 21. Генератор 21 служит для формирования на выходе1781797 элемента совпадения 20 серии импульсов, которой обеспечивается управляемость тиристорами 4 и 5 стабилизированного преобразователя, если передний фронт импульса с выхода компаратора 18 выходит за область управления,С выхода элемента совпадения 20 импульсы инвертируются иввертором 22 и через элемент согласования 23 подаются на управляющий электрод тиристора 24, Тири- стор 24 открывается и от вторичной обмотки трансформатора 1 через один из диодов 2 или 3, в зависимости от.полярности полуперйоданапряжения, проходит импульс заряда четвертой 25 ВС-цепи конденсатора через первую 26 и вторую 27 резистивно-диодные цепи на управляющий электрод соответствующего тиристора 4 или 5. Таким образом, использование предполагаемого " устройства позволит повысить надежностьработы стабилизированного преобразователя за счет исключения моточных изделий, которые вызывают частые отказы в работе.Ф ормул а и зоб рете н и я Стабилизированный выпрямитель.,включающий силовой трансформатор, диодно-тйристорный мост, имеющий в двух смежных плечах диоды, а в двух других - тиристоры, диагональю переменного тока подключенный к вторичной обмотке трансформатора; а диагональю постоянного тока через фильтр к нагрузке и блок управления, включающий импульсный генератор, управ- ляющий тиристор, компаратор, источник питанйя, источник стабилизированного напряжения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения устройства за счет сокращения числа моточных изделий, блок управления снабжен первой, второй, третьей и четвертой ВС-цепями, резистивным делителем напряжения, элементом совпадения,инвертором, элементом согласования, первым и вторым диодами, резистором, первой и второй резистивно-диодными цепями, причем первая и вторая ВС-цепи подключены к крайним выводам вторичной обмотки силового трансформатора, параллельно конденсаторам ВС-цепей включены соответственно первый и второй диоды, анодами, подсоединенными к общей точке 10 ВС-цепей, подключенной через третий диод к отрицательному выводу источника питания, к которому подключен эмиттер ключевого транзистора, при этом база ключевого транзистора подключена к общей точке пер 15 вой и второй ВС-цепей, а коллектор соединен со средней точкой третьей ВС-цепи, резистор которой подключен свободным выводом к источнику стабилизированного напряжения, через резистор, а к неинвертирующему входу компаратора непосредственно, а свободный вывод конденсатора 20 третьей ВС-цепи подключен к отрицательному выводу источника питания, при этом инвертирующий вход компаратора соединен со средней точкой резистивного делителя, крайними выводами подсоединенного к отрицательному и положительному выво 25 дам источника питания, а выход компарато 30 ра соединен с первым входом элемента совпадения, вторым входом соединенным с выходом импульсного генератора, а выходом через инвертор и элемент согласования с управляющим электродом управляющего 35 тиристора, причем управляющий тиристор соединен с положительным выводом источника питания и через четвертую ВС-цепь, первую и вторую резистивно-диодные цепи с управляющими электродами тиристоров 40 диодно-тиристорного моста. Составитель М.МолдавскийТехред М.Моргентал Корректор И.Шулла Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 4280, . Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5