Преобразователь переменного напряжения в постоянное

)А 4,г)"1 ,Д7 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К АВТОР 1"У"1 У СВИДЕТЕЛЬСТВ 2 ГОСУДИРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(21) 4855014 (07 (22) 30,05.90 (46).23.0792, Бюл. Р 27 (72) Н.А.Сингаевский и Н,А.Суртаев (56) букреев С.С, и др. Источники вторичного электропитания. - М,; Радио и связь, 1983.Антюхин В,М, и др, Улучшение энергетических показателей в сетях переменного тока с управляемыми выпрямителями. - Минск: Известия высших учебных заведений, разд. "Энергетика", 1981.Авторское свидетельство СССР К. 1543516, кл. Н 02 М 7/155, 1988. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ (57) Использование; при создании нерегулируемых преобразователей - выпрямителей для источников вторичного электропитания. Сущность изобретения: сетевой выпрямитель содержит трехфазный мостовой выпрямитель, собранный на диодах 1 - 6, выходные выводы которого подключены к основной нагрузке 7, а входы - к фазным входным выводам, Между каждым фазным11 входным выводом и нулевым выводом включены два трехфазных однотактных выпрямителя 8 и 9, выполненных на разнополярных транзисторах 10-12 и 13- 15, Выходы выпрямителей 8 и 9 подключены соответственно к дополнительным нагрузкам 16 и 17, Базовые цепи транзисторов 10-15 подключены к соответствующим фазным входным выводам. через управляющие цепи, состоящие из последовательно соединенных базового сопротивления 18 - 23 и соответствующего фотодиода одной из управляющих оптопар 24 - 29. Излучающие диоды указанных оптопар соединены парами согласно-последовательно и одним выводом подключены к выходу соответствующего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ логического устройства, а вторым - к корпусу логического устройства, содержащего компараторы, на выходе которых установлены излучающие диоды, фотодиоды которых включены в базовые цепи транзисторов 10-15, связывающих дополнительные нагрузки 16 и 17 с соответствующими фазными входными выводами. 4Изобретение относится к области силовой преобразовательной техники и можетбыть использовано при создании нерегулируемых преобразователей переменного напрякения в постоянное для источников 5вторичного электропитания,Известен трехфазный сетевой нерегулируемый выпрямитель, собранный по схеме Ларионова, входы которого подкл 1 оченык фазам сети, а вьходы - к нагрузке, Подобнье выпрямители оказывают существенное влияние на питающую сеть за счетнизкого значения коэффициента мощностии большого коэффициента нелинейных искажений, 15Отмеченных недостатков практическилишен сетевой выпрямитель, содержащийтрехфазныл мостовой тиристорньй выпрямитель, вход переменного тока которогоподклочен к фазным входным выводам, выход постоянного тока образует первые выходныее вь воды, два одн отактн ыхвыпрямителя на разнополярнцх транзисторах, входы которых подключены к каждомуфазному входному выводу, а выходы - через 25втор:й и третий выходные вцводь 1 - к нулевому входному выводу, причем база какдого транзистора подключена ксоответствуюгцему фазному входному выводу через управляощую цепь, состоящую из 30последовательно соединенных базового резистора и двух параллельных цепочек, состоящих из двух сОРдиненнцхпоследовательно и согласно фотодиодов основных оптопар, излучающие диоды которых последовательно-параллельносоединены с вторичными обмотками трансформаторов тока, одни концы первичныхобмоток которых соединены с двумя другими фазами сети, а вторые - с соответствующими входами трехфазного мостоьоготиристорного выпрямителя,Однако устройство управлейия дополнительными выпрямителями в таком преобразователе имеет сравнительно большую 45массу и габариты из-за наличия в его составе трансформаторов тока,Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей преобразователя,Поставленная цель достигается тем, что 50трехфазный мостовой выпрямитель выполнен на неуправляемых вентилях, излучающие диоды шести дополнительных оптопарсоединены в три группь по два диода, вклкченные встречно-параллельно, Каждая изгрупп излучающих диодов одним выводом 55подключена к нулевому входному вьщоду, адругим - через токоограничивающий резистор - к соответствующему фазному входному выводу. Излучающие диады основных оптопар, совместно с фотодиодами дополнительных оптопар, тремя дополнительно введенными компараторами и тремя элеменпгами ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ образуют логический блок, в котором фотодиоды дополнительных оптопар соединены в три группы падва диода, включенные встречно- параллельно, При этом каждая из указанных групп фотодиодов одним выводом подключена к заземленному выводу логического блока, а другим - к соответствующим входам компараторав. Причем и-я группа фото- диодов соединена с первым входом и-го комиаратора и с вторым входом ич-га компаратора, выход и-го компаратора соедлнен с первым входом и-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и с вторым входом-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕГ ИЛИ, где ги =- и 4 2, К = и + 1, причем и, ги и 1 изменяются циклически от 1 до 3, Излучающие диоды основных аптопар соединены в три группы па два последовательно-согласно включенные диода, каждая из которых одним выводом подключена к заземленному выводу логического блока, а другим - к выходу одного из элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.На флг.1 представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого прссбразователя; на фиг.2 - принципиальная электрическая схема логического блока; на фиг,3 - диаграммы, поясняющие его работу; на фиг,4 - временные диаграммы, поясняющие работу преобразователя в целом,Преобразователь содержит трехфазный мостовой выпрямитель, выполненный на диодах 1 - б, вход переменного тока которого подключен к фазным входным выводам, а выход постоянного тока образует первые выходные выводь для подключения основной нагрузки 7, два аднотактных выпрямителя 8 и 9, выполненных на разнополярных тоанзисторах 10-.12 и 13-15, Входы однотактнцх выпрямителей подключены к соответствующему фазному входному выводуа выходы - через второй и третий выходные выводы для подключения дополнительных нагрузок 1 б и 17 - к нулевому входному вьщоду, База каждого транзистора подключена к соответствующему фазному входному вывдду через управляющую цепь, состоящую из последовательно соединенных базового резистора 18 - 23 и фотодиодов 24-29 основнь 1 х оптапар, каждому из которых соответствует один из двух включенных последовательно и согласно излучающих диодов, обьединенных в группы 30-32. Группы излучающих диодов 30-32 основных оптопар совместно с группами 33 - 35, состоящими из двух включенных встречно-параллельно фотодиадов доолниеьноптопар, излучающие диоды которых образуют группы 36-38, одним выводом подключенные к нулевому входному выводу, э другим - через один из токоограничивающих резисторов 3941 - к соответствующему фазному входному выводу, а также с тремя дополнительно введенными компараторами 42 - 44 и тремя элементами ИСКЛ ЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 45-47 образуют логический блок, в котором каждая из групп 33-35 фотодиодов одним выводом подключена к заземленному выводу логического блока, а другим - к соответствующим входам компаратора 42-44, При этом группа 33 фотодиодов подключается к первому входу компаратора 42 и к второму входу компаратора 44, группа 34 - к первому входу компарэтора 43 и к второму входу компаратора 42, а группа 35 к первому входу компарэтора 44 и к второму входу компаратора 43. Фотодиоды дополнительных оптопар работают в рекиме фотоЭДС, С помощью их осуществляется сравнение фазных напрякений питающей сети, Выход компаратора 42 соединен с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 45 и с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 46, выход компаратора 43 - с первым входом элемента 46 и с вторым входом элемента 47, а выход компаратора 44 - с первым входом элемента 47 и с вторым входом элемента 45, Группы 30-32 излучающих диодов основных оптопар одним выводом подключены к заземленному выводу логического блока, а другим - к выходуодного из элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Причем к выходу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 45 подключены излучающие диоды группы 30 основных оптопар, фото- диоды 24 и 25 которых установлены в цепях управления транзисторами 10 и 13, связанных с фазой А, к выходу элемента 46 подключены излучающие диоды группы 31, фотодиоды 26 и 27 которых установлены в цепях управления транзисторами 11 и 14, связанных с фазой В, а к выходу элемента 47 - излучающие диоды группы 32, фотодиоды 28 и 29 которых установлены в цепях управления транзисторами 12 и 15, связанных с фазой С,Сетевой выпрямитель работает следующим образом.На интервале от 0 до и/6 по условиям коммутации открыты вентили 5 и 4 силового диодного моста (фиг.1), По фазам В, С и нагрузке 7 протекает токд (фиг.4), Выходной сигнал компаратора 42 фиг,2), сравнивающего напряженис фазы А с напряжением фазы В, соответствует логической единице (фиг,3), так как на указанном интервале напряжение фазы А больше напряжения фазы С. Выходной сигнал компэратора 43, сравнивающего напряжение фазы В с напряжением фазы С, соответствуетлогическому нулю, так как напряжение фазы5 В меньше напряжения фэз С. Выходной сигнал компаратора 44, сравнивающего напряжение фазы С с напряжением фазы А,соответствует логической. единице, так какнапряжение фазы С больше напрякения фа 10 зы А, При указанном уровнесигналов компараторов, подключенных к входу блокалогических элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ, на выходе элемента 45 будет единичный сигнал, а на выходе элемента 46 и 47 -15 нулевые фиг,3,4). Следовательно, к базовым цепям транзисторов 10 и 13, где установлены фотодиоды 24 и 25 (фиг,1),излучающие диоды которых составляютгруппу 30 и подключены к выходу элемента20 45, будет прилокен положительный потенциал, На этом интервале открыт транзистор10 дополнительного выпрямителя 8. Транзистор 13 закрыт, так как к эмиттерно-коллекторной цепи этого транзистора25 приложено напряжение обратной полярно.сти, По фазе А и нагрузке 16 протекает токц 1 (фиг.4),В момент времени, соответствующийи/б, напряжение фазы А становится рэв 30 ным, а затем больше напряжения фазы С.При этом открывается диод 1 и закрываетсядиод 5 силового диодного моста, Такнагрузки 7 протекает по фазам А и С. На выходах компараторов 42 и 43 сохраняются35 прежние уровни сигналов, э на выходе компаратора 44 устанавливается значение, соответствующее логическому нулю, чтовызывает установку элемента 45 в нулевоесостояние, а элемента 47 - в единичное,40 Следовательно, прекращает излучение светодиоды группы 30 и начинают излучать светодиоды группы 32, Соогветственнозакрывается транзистор 10 и открываетсятранзистор 12. По фазе С и нагрузке 1645 протекает токб 1(фиг,4),В момент времени, соответствующийи/3, синусоида напряжения фазы С переходит через 0 в область отрицательных значений, При этом изменится полярностьприложенного к транзисторам 12 и 15 на 50 пряжения, Закрывается транзистор 12 дополнительного выпрямителя 8 иоткрывается транзистор 15 дополнительного выпрямителя 9, По фазе С и нагрузке 17протекает ток Ы 2 (фиг,4),55 Формирование последующих участковтока ц 1 дополнительного выпрямителя 8 итока д 2 дополнительного выпрямителя 9 посредством транзисторов 11, 13 и 14 происходит аналогично.В результате ток 1 (фиг.4), потребляемый преобразователем из сети, равный сумме токов 1 д, 1 й и 12, будет иметь практически синусоидал ьную форму.Таким образом, функциональные воэ можности предлагаемого устройства и известного идентичны, в то время как его массогабаритные показатели лучше, чем массогабаритные показатели известного устройства управления. 10Формула изобретенияПреобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трехфазный мостовой выпрямитель, вход переменного тока которого подключен к 15 фазным входным выводам, выход постоянного тока образует первые выходные выводы, два однотактных выпрямителя на разнополярных транзисторах, входы которых подключены к каждому фазному вход ному выводу, а выходы через второй и третий выходные выводы - к нулевому входному выводу, причем база каждого транзистора подключена к соответствующему фазому выводу через управляющую цепь, 25 состоящую из последовательно соединенных базового резистора и фотодиода одной из шести основных оптопар, а также шесть дополнительных оптопар, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения массогаба ритных показателей, трехфазный мостовой выпрямитель выполнен на неуправляемых вентилях, излучающие диоды шести дополнительных оптопар соединены в три встреч но-параллельно включенные по два диода группы, каждая из которых одним выводом подключена к нулевому входному выводу, а другим - через токоограничивающий резистор - к соответствующему фазному входному выводу, излучающие диоды основных оптойар, совместно с фотодиодами дополнительных оптопар, тремя дополнительно введенными компараторами и тремя элементами ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ образуют логический блок, в котором фотодиоды дополнительных оптопар соединены в три встречно-параллельно включенные по два диода группы. каждая иэ которых одним выводом подключена к заземленному выводу логического блока, а другим к соответствующим входам компаратора, при этом и-я группа фотодиодов соединена с первым входом п-го компаратора и с вторым входом и-го компаратора, выход и-го компаратора соединен с первым входом и-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и с вторым входом Е-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, где пз = и + 2, 1 = и + 1 б причем и, щ и 1 изменяются циклически от 1 до 3, а излучающие диоды основных оптопар соединены в три последовательно-согласно включенные по два диода группы, каждая из которых одним выводом подключена к заземленному выводу логического блока, а другим к выходу одного из элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,41750003 Э.у сс Составитель Н,Суртаевехред У.Моргентал Корректор О.Ципле дактор Е,Па оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 каз 2602 Тираж ВНИИПИ Государственного к 113035, МПодписноеитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССРва, Ж, Раушская наб., 4/5