Стабилизатор постоянного напряжения

Сфез Сфветскик Социалистических Республик(22) Заявлено 30.07.79 (21) 2803040/24-07с присоединением заявки йо(51)М, Кд,з С 05 Р 1/64 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО. НАПРЯЖЕНИЯ Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для построения регуляторов и стабилизаторов постоянного напряжения.Известно устройство для стабилизации напряжения источников постоянного тока преобразователем постоянного тока в переменный Г 1, где используется статический преобразователь, подключенный по цепям питания через регулятор к клеьяам источника постоянного тока. Вторичная обмотка выходного трансформатора этого преобразователя подключена на вход выпрямителя, который включен выходом согласно и последовательно в плюсовую цепь источника.Недостатком этого устройства является то, что режим стабилизации осуществляется лишь в том случае, когда напряжение источника не превышает требуемый уровень напряжения стабилизации.Наиболее близким к предложенному стабилизатору является стабилизатор постоянного напряжения Г 23, содержащий подключенный к источнику пита" ния преобразователь постоянного напряжения в переменное с выходным трансформатором, вторичная обмоткакоторого подключена к двухтактномувыпрямителю на тиристорах, включенному последовательно и согласно систочником питания, блок управления,выходы которого соединены с управляющими электродами тиристоров, а входс измерительным органом выходногонапряжения стабилизатора, и индуктивно-емкостной выходной фильтр. Недостатками такого устройстваявляется невозможность осуществления полной модуляции напряжения первичного источника при напряжениина нагрузке меньшем напряжения этогоисточника и слишком большая глубиначастичной модуляции напряжения первичного источника при напряжении 2 О на нагрузке, большем напряжения ътОго источника, что приводит к увеличению массы и габаритов С-фильтра.Кроме того, наличие дросселя,включенного последовательно с тиристорами, ухудшает условия отпирания последних.Целью изобретения является расширения функциональных возможностейстабилизатора и улучшение его массо габаритных показателей.Это достигается тем, что стабилизатор снабжен дополнительным тиристором, который подключен к выходу тиристорного выпрямителя так, что его катод соединен с положительным зажимом этого выпрямителя, а управляющий ,электрод соединен с выходом блока управления, дополнительным конденсатором и диодом, подключенными параллельно входу индуктивно-емкостного Фильтра. 1 ОНа фиг. 1 изображена схема предложенного.стабилизатора; на фиг,2 и 3 - диаграммы, поясняющие его ра.боту.Стабилизатор содержит преобразователь напряжения 1 с выходным транс Форматором 2, вторичная обмотка 3 которого подключена к двухтактному выпрямителю на тиристорах 4,5,включенному согласно и последовательно с источником б, блок управления 7 20 тиристорами, измерительный орган напряжения 8, индуктивно-емкостной фильтр на дросселе 9 и конденсаторе 10, включенный на выходе стабилизатораф к выходу тиристорного выпрями 25 теля подключен дополнительный тиристор 11, а параллельно входу индуктивно-емкостного фильтра подключены дополнительный конденсатор 12 и диод 13.Для пояснения принципа работы предлагаемого стабилизатора рассмотрим два режима: напряжение источника больше требуемого уровня стабилизации ООс и напряжение источника меньше уровня стабилизации Оп 4, ОсПусть Оп ) О . В этом случае исполнительнйй орган стабилизатора(тиристоры 4,5 и 11) должен осуществлять периодическое подключение 40 источника б к входу Фильтра, т.е. работать в режиме модулятора ширины импульсов. Такой режим обеспечивается блоком управления 7, при этом на тиристор 11 поступают импульсы управления О в течение каждого полупериода напряжения О преоб( разователя 1, как это показано на фиг.2 б и 2 а соответственно. Припоступлении импульса напряжения Ьвз на управлений электрод тиристора 11 последний открывается и направлениеисточника 6 прикладывается к входу Фильтра. Одновременно происходит заряд конденсатора 12, который способствует надежному открытию тиристора даже нри малой длительности,управляющеГо импульса О, Для закрытия тиристора 11 в конце каждого полупериода блок управления 7 Формирует .сигнал Оэ или Оэ (фиг.2 в), преду сматривающий момент изменения поляр" ности напряжения О на величину времени, достаточную для заряда кон-, денсатора 12 до уровня напряжения Од + 05 Овгз. Это время опережения подачи импульса 0 (О ) сравнительно невелико, так как й 3 стоянная времени заряда конденсатора 12 мала (заряд происходит практически мгновенно). Процесс закрытия тиристора 11 начинается с момента открытия тиристора 4 или 5, так как к тиристору 11 будет приложено запирающее напряжение полуобмотки 3, как это показано на фиг,2 г. Пусть закрытие тиристора 11 произошло при открытии тиристора 4. Для обеспечения нормальной работы исполнительного органа стабилизатора в режиме модулятора ширины импульсов тиристор 4 должен быть закрыт в конце полупериода.Его закрытие произойдет вследствие того что к нему будет приложено напряжение в запирающем направлении, равное алгебраической сумме напряжений источника б, верхней части полуобмотки 3 (фиг.1) и конденсатора 12, Эпюры напряжений на конденсаторе 12 и тиристорах 4 и 5 представлены соответственно на Фиг.2 д,е,ж. Аналогичные процессы происходят в следующем полупериоде и т.д. Стабилизация напряжения на выходе фильтра обеспечивается наличием обратной связи (измерительный орган напряжения 8 - блок управления 7), Блок управления преобразует отклонение выходного напряжения от заданного значения во временной сдвиг импульсов управления тиристором 11.Рассмотрим режим работы исполнительного органа стабилизатора для случая, когда О с О . В данном режиме схема стабилйзатора осуществляет управляемый режим вольтодобавки, что обеспечивается суммированием напряжения источника б с напряжением О вторичной обмотки 3 выходного трансформатора 2; В отличие от ранее рассмотренного режима работы тиристоров 4,5 и 11 при ОО с блока управления 7 на тиристор 11 подается непрерывный сигнал, а на тиристоры 4 и 5 в виде импульсов поочередно на тот тиристор, который при открытии обеспечивает суммирование напряжений источника б и вторичной полу- обмотки 3. В этом случае для стабилиеации выходного напряжения блок управления 7 обеспечивает временной сдвиг импульсов управления тиристррами 4 и 5 и коммутация последних происходит при изменении полярности напряжения вторичной обмотки 3 естественным путем. Эпюры напряжений представлены на Фиг,3. Иэ рассмотрения графикаприведенного на фиг.3, следует, что при О с 0 происходит частичная моидуляцйя напряжения на входе индуктивно-емкостного фильтра.Вследствие этого к входу фильтра стабилизатора периодически будет15 формула изобретения Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий подключенный к источнику питания преобразователь постоянного напряжения в переменное с вы- Щ ходным трансформатором, вторичная обмотка которого подключена к двухтактному выпрямителю на тиристорах, включенному последовательно и согласприкладываться напряжение, величина которого скачкообразно изменяется от величины напряжения Оп источника до значения Ои + 0,5 Оюэу что показано на Фиг. Зж. Поэтому для сведения пульсаций на выходе стабилизатора до заданного значения по 5 требуется фильтр с меньшими значениями индуктивности и емкости.Таким образом, в данном стабилизаторе повышается надежность коммутации . тиристоров исполнительного органа и улучшаются массогабаритные показатели фильтра. но с источником питания, блок управления, выходы которого соединены суправляющими электродами тиристоров,а вход - с измерительным органом выходного напряжения стабилизатора, ииидуктивно-емкостной выходной фильтр,о т л и ч а ю ц и й с я тем, что,с целью расширения Функциональныхвоэможностей стабилизатора и улучшения его массогабаритных показателей,стабилизатор снабжен дополнительнымтиристором, который подключен к выходу тиристорнбго выпрямителя так,что его катод соединен с положительным зажимом этого выпрямителя, ауправляющий электрод соединен с вы"ходом блока управления, дополнительным конденсатором и диодом, подключенными параллельно входу индуктивно-емкостного фильтра.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 322768, кл. С 05 Г 1/12, 1967,2, Авторское свидетельство СССР9 181688, кл. 6 05 Г 1/56,1964.845151 фВЯЮ 7 Рад Р Составитель В. ЦишевскийТехред З,фанта КорректорГ. Назарова едактор Т. Загребель е аказ 4167/4 филиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 О Уир У 4 ю о Тираж 940 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и от 113035, Москва, Ж, Раущская