Преобразователь постоянного напряжения

) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГ ля Изобретение относится к электротехнике и, в частности, к бестрансформаторным импульсным преобразователям постоянного напряжения.Известен преобразователь, содержащий цепи, состоящие из конденсаторов, дросселей и тиристоров, управляющие переходы которых связаны с блоком распределения импульсов. Для самосинхронизации в устройстве использованы дополнительные пик-трансформаторы, питаемые от вспомога-тельных обмоток трансформатора преобразователя 113.Однако в этом устройстве тиристоры работают в режиме принудительной коммутации, в переходных режимах преобразователь имеет низкую устой" чивость, а неидентичность параметров пик-трансформаторов приводит к асимметрии выходного напряжения,Известен также преобразователь постоянного напряжения, содержащий две цепи иэ последовательно соединенных тиристоров, дросселя и конденса" тора каждая, а также блок управления состоящий из релейного элемента, связанного с распределителем.импульсов, к выходам которого подключены управляющие переходы тиристоров, причем тиристоры преобразователя работают в режиме естественной коммута" ции 2.Однако преобразователь обладает тем недостатком, что для обеспечения режима самосинхрониэации дроссель дол" жен снабжаться дополнительной обмоткой, а для получения на нагрузке постоянного напряжения ниже уровня входного напряжения необходим специальный.силовой понимающий трансформатор и выпрямитель. что усложняет коммутирукиций дроссель и увеличивает массу и габариты преобразователя.Наиболее близким по технической ущности и достигаемому эффекту явется устройство, содержащее первую цепь, состоящую из тиристора, дрос8926 55 селя и конденсатора, вторую цепь,состоящую так же из дросселя, тиристора и конденсатора, фильтровую цепьи блок управления. Устройство обеспечивает бестрансформаторное пониже 5ние напряжения первичного источника,а также регулирование и стабилизациюнапряжения на нагрузке 31.Однако оно обладает пониженнымкоэффициентом использования установленной мощности и сложной системойуправления.Так как период включения тиристоров при работе устройства как в переходном так и в установившемся режиме должен быть больше определеннойвеличины, выходная мощность устройства понижена.Другой его недостаток состоитв том, что оно имеет, низкую надежность в переходном режиме, так каксхемой устройства не предусмотренопредотвращение перезаряда конденсатора первой цепи с противоположнойполярностью напряжения при включениитиристора второй цепи, при этом на-.пряжение конденсатора первой цепикак с прямой, так и с обратной полярностью может достигать таких назна.чений, при которых устройство можетпотерять работоспособность,Цель изобретения - повышение надежности работы преобразователя врежиме самосинхронизации.Поставленная цель достигаетсятем, что в преобразователе, содержащем две цепи из последовательно соединенных тиристоров, дросселя и конденсатора каждая, одна из которыхподключена параллельно конденсатору40первой цепи, а также датчик токад блок управления тиристорами, датчик тока выполнен в виде диода ивключен между точкой соединения тиристора и дросселя, второй цепи и общим выводом, а блок управления оодержит распределитель импульсов, квыходам которого подключены управляющие переходы тиристоров, и релейный элемент, вход которого связан сдатчиком тока, а выход подсоединенк одному входу распределителя импульсов непосредственно, а к другому - через элемент задержки.На фиг. 1 приведена принципиальная схема преобразователя; нафиг, 2 - диаграмма импульсов,Преобразователь содержит последовательную цепь из дросселя 1, тирис 11тора 2 и конденсатора 3, подключеннуюк входным зажимам. Параллельно конденсатору 3 подключена вторая последовательная цепь из тиристора 4,дросселя 5 и конденсатора 6. Параллельно конденсатору 6 подключенанагрузка 7. Управляющие переходытиристора 2 и 4 связаны с блоком 8распределения импульсов, представляющим собой, например, двухканальныйформирова 5 ель. Параллельно обратному диоду 9 подключен вход релейногоэлемента 10, выполненного; например,в виде триггера Шмитта на транзисторах 11 и 12, Между выходом релейногоэлемента 10 и распределителем им"пульсов 8 введен элемент 13 задержки.Для пуска преобразователя используется устройство 14 пуска,Для пояснения работы преобразователя на фиг.2 приведены временныедиаграммы основных процессов, происходящих в схеме преобразователя в1переходном режиме,Принцип действия преобразователязаключается в следующем.В исходном состоянии транзистор11 закрыт, а транзистор 12 открыт.Для пуска преобразователя с пускового устройства 14 подается одиночныйимпульс на распределитель импульсов18 и элемент 3 задержки. Распределитель 8 формирует и подает на управляющий электрод тиристора 2 импульс,под воздействием которого тиристор2 включается в конденсатор 3 заряжа-:ется синусоидальным током до напряжения, близкого к удвоенному значению входного напряжения, Второйканал распределителя 8 импульсовформирует и подает на управляющийэлектрод тиристора 4 импульс, задержанный элементом 13 относительно импульса включения тиристора 2, приэтом время задержки равно суммевремени протекания тока через тиристор 2 и времени восстановления запирающих свойств тиристора 2 и прямом направлении.ИРемя протекания тока через тиристор 2 является постоянной величиной не зависящей от параметров цепинагрузки и определяемой значениямииндуктивности 1 и емкости 3. Под воздействием задержанного импульса тиристор 4 включается в конценсатор 3,разряжается на кондеиса гор 6 и нагрузку 7. Диод 9 препятствует перезарядке конденсатора 1 из сь.г веньдля ток, поддерживаемого энергией,накопленной в дросселе 5 в процессеразряда конденсатора 3, из-за чегоконденсатор 3 оказывается полностьюразряженным. Управление работой релейного элемента 10 производится импульсами напряжения, возникающимин диоде 9. В момент достижения токомв дросселе 5 нулевого значения диод9 запирается и на его катоде формируется положительный импульс напряжения. На фронте этого импульса транзистор 11 открывается, а транзистор12 закрывается и на его коллектореформируется положительный импульс,на фронте которого срабатывает распределение импульсов 8 и включаеттиристор 2, а также запускается элемент 13 задержки, Затем с задержкойвключается тиристор 4 и напряжениеконденсатора 3 прикладывается к диоду9, однако его напряжение не изменяетсостояние релейного элемента (триггер Имитта) 10 и транзистор 11 продолжает оставаться во включенномсостоянии, а транзистор 12 - в выключенном состоянии. При включениитиристора 4 диод 9 оказывается подключенным параллельно конденсатору,3, а конденсатор 3 стремится перезарядиться до напряжения с противоположной полярностью по цепи:. тиристор4 - дроссель 5 - конденсатор 6 -конденсатор 3, при этом напряжениена конденсаторе 3 и диоде 9 изменяется косинусоидально. При достижении напряжением на конденсаторе 3нулевого значения диод 9 открываетсяи препятствует дальнейшему перезаряду конденсатора 3, Таким образом,на диоде 9 формируется спад импульса напряжения, при котором транзистор 11 выключается, а транзистор 12включается вследствие чего релейныйэлемент 10 возвращается в исходноесостояние. К моменту включения тиристора 2 тиристор 4 успевает восстановить свои запирающие свойства, таккак с началом импульса тока черездиод 9 тиристор 4 обесточивается инаходится в таком состоянии в течение прохождения тока через диод 9,продолжительность которого обычнозначительно превышает время, необходимое для восстановления запирающихсвойств. Последующие циклы заряда и разряда конденсатора 3 и автоматическо."о включения тиристоров 2 и 4происходит аналогичным образом, приэтом напряжение на конденсаторе 6и нагрузке 9 достигает своего установившегося значения и сохраняетего до выключения преобразователя,Для обеспечения нормального пускапреобразователя пускрвое устройство10 14 блокируется релейным элементомО от воздействия первого импульса(на фиг.2 этот импульс заштрихован)на диоде 9, например, путем поддержания на время действия этого им 3 пульса такого тока базы транзистора12, который обеспечивает открытоесостояние этого транзистора,20 Формула изобретенияПреобразователь постоянного напряжения, содержащий две цепи из последовательно соединенных тиристора, 2% дросселя и конденсатора каждая, причем первая из указанных цепей соединена с входными выводами, а втораяподключена параллельно конденсаторупервой цепи, датчик тока и блок 30 управления тиристорами, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения надежности работы преобразователя в режиме самосинхронизации,датчик тока выполнен в виде диода и 5 включен между точкой, соединения тиристора и дросселя второй цепи и общим выводом в непроводящем по отношению к источнику питания направлении,а блок управления содержит распреде литель импульсов, к выходам которогоподключены управляющие переходытиристоров, и релейный элемент, входкоторого связан с датчиком тока, авыход подсоединен к одном входураспределителя импульсов непосредственно, а к другому - через элементзадержки.Источники информации,0принятые во внимание при экспертизе1. Патент Японии У 9520,кл. 56 С 6, Ь сер. 1970.2. Авторское свидетельство СССР565370, кл. Е 02 Р 13/8, 1973. Патент США ф 3808511,кл. 321/45, 974, 8926