Описанный ниже тринисторный ключ постоянного тока может быть применен в различных устройствах, в частности в импульсных стабилизаторах напряжения постоянного тока. Управляют ключом путем подачи коротких импульсов положительной полярности на управляющий электрод тринисторов VS1 и VS2 (см. схему).
В исходном состоянии тринисторы закрыты, конденсатор С1 заряжен до напряжения питания Uпит. через резистор R1. При поступлении включающего импульса тринистор VS2 открывается, напряжение питания поступает к нагрузке Rн и конденсатор С2 заряжается через резистор R1 до напряжения Uпит.
Выключающий импульс открывает тринистор VS1, и напряжение заряженного конденсатора С2 прикладывается к тринистору VS2 в обратной полярности. В результате он закрывается и отключает нагрузку от источника питания. Одновременно конденсатор С1 начинает разряжаться через катушку L1 и открытый тринистор VS1. Процесс в контуре L1С1 имеет колебательный характер, из-за чего заряд конденсатора С1 изменяет знак на противоположный, и в некоторый момент, определяемый собственной частотой контура, ток разрядки конденсатора начинает действовать в цепи тринистора VS1 встречно его анодному току. Как только ток через тринистор VS1 приближается к нулю, тринистор закрывается и конденсатор С1 перезаряжается через резистор R1. Ключ возвращается в исходное состояние.
Тринисторный ключ прост в управлении — он не требует разделительных цепей для связи управляющих электродов тринисторов с элементами импульсного стабилизатора напряжения или другого устройства, формирующего управляющие (включающие и выключающие) импульсы. Ключ имеет высокий (96...98 %) КПД, так как потери мощности в нем кратковременны и происходят только в моменты зарядки конденсаторов Cl, C2. Когда же трини-сторы VS1, VS2 закрыты, потребление энергии практически отсутствует.
Работа ключа не нарушается при изменении порядка чередования включающих и выключающих импульсов. Так, если первым откроется тринистор VS1, заряд конденсатора С1 обеспечивает его закрывание вследствие колебательного процесса в контуре L1C1 и ключ придет в исходное состояние. Время включенного и выключенного состояния тринистора VS2, который коммутирует нагрузку, зависит от частоты и скважности управляющих импульсов.
Работоспособность описываемого тринисторного ключа проверена в ши-ротно-импульсном стабилизаторе напряжения постоянного тока, питающем лампу накаливания мощностью 1000 Вт. Он обеспечивает стабильное среднее напряжение на лампе 110+3 В при изменении напряжения первичного источника питания от 110 до 160 В. Частота следования управляющих импульсов в стабилизаторе равна 64 Гц. Катушка L1 — без магнитопровода. Обмотка содержит 200 витков провода ПЭВ-1 0,75. Витки уложены в четыре слоя по 50 витков на каркасе квадратного сечения со стороной 25 мм. Изоляция между слоями — электрокартон толщиной 0,1 мм. Для уменьшения температуры резистора R1 он выбран с большим запасом по мощности (100 Вт). Номинальное напряжение конденсаторов С1, С2 нужно выбирать с учетом снижения допустимых норм при увеличении частоты коммутации ключа.
Б. ДИЧЕНСКИЙ, г. Изюм Харьковской обл.
Радио № 1, 1988 г.
