Стабилизатор переменного напряжения

Стабилизатор переменного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(i i1 528554

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 16.01.75 (21) 2096744/07 с присоединением заявки ¹ (51) М. Кл.з- G 05F 1/44

Совета Министров СССР ,ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621 316 722 1 (088,8) Опчблнковаяо 15.09.76. Бюллетень ¹ 34

Дата опубликования описания 06.10.76 (72) Автор изобретения

Б. С. Гробер,(71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

ТосУдаРственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к электротехнике и может быть и спользовано преимущественно для питания передающих устройств.

Известны стабилизаторы переменного напряжения, содержащие управляемый и неуправляемые ключи, трансформатор связи, регулирующий автотрансформатор и схему управления.

Наиболее близ|ким к предлагаемому является стабилизатор, содержащий регулирующий элемент, соединенный последовательно с выходными клеммами, который по управляющему входу соединен с органом управления, узел сравнения которого подключен параллельно выходным клеммам.

С целью уменьшения искажений формы питающего переменного напряжения в предлагаемый стабилизатор введены три трансформатора, балластный элемент, управляемый ключ и два двух полупериодных выпрямителя,,причем одна диагональ первого двухполупериодного выпрямителя подключена к входным клеммам, а вторая диагональ через первичную обмотку первого трансформатора — к управляемому,ключу, второй двухполупериодный вы прямитель, подключенный к регулирующему элементу, соединен с управляющим входом ключа, кроме того, вторичная обмотка первого трансформатора связана с последовательно соединенными вторичной обмоткой второго трансформатора и балластным элементом, первичная обмотка второго трансформатора соединена встречно-последовательно с вторичной обмоткой третьего трансформатора и входными клеммами, а первичная обмотка третьего трансформатора подкл|очена и выходным клеммам.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого стабилизатора; на фпг.

10 2 — эпюры напряжений на элементах устройства.

Стабилизатор переменного напряжения содержит источник переменного напряжения 1, регулирующий элемент 2, орган управления 3, 15 узел сравнения 4, нагрузку 5, два двухполупериодных выпрямителя 6, 7, трн трансформатора 8, 9, 10, управляемый ключ, например, на транзисторе 11 н балластный элемент 12.

Первый выпрямитель 6 подключен к источ20 нику переменного напряжения 1, второй выпрямитель 7 — к регулирующему элементу 2.

К выходу, первого выпрямителя 6 подключены первичная обмотка, первого трансформатора 8 и транзистор 11, соединенные последова25 тельно. Выход второго выпрямителя 7 подключен к управляющему входу транзистора 11. вторичная обмотка первого трансформатора 8 связана с вторичной обмоткой второго трансформатора 9 и балластным элементом 12. Пер30 яичная обмотка второго трансформатора 9 сое5285 4 динена с вторичной оомоткой третьего транс. форматора 10 и источником переменного напряжения 1, а первичная обмотка третьего трансформатора 10 подключена к нагрузке 5.

Стабилизатор работает следующим образом.

В начале положительного полупериода питающего напряжения регулирующий элемент

2 находится в непроводящем состоянии, и напряжение на нем изменяется в соотвеpcTBHH с входным напряжением, при этом напряжение на нагрузке соответствует эпюре на фиг. 2а, а на регулирующем элементе — на фиг. 2б. В интервале фазовых углов от 0 до а (где а — момент оппирания регулирующего элемента) источник переменного напряжения

1 нагружен на нагрузку (балластный элемент

12), которая связана с ним посредством трансформатора 8, управляемого ключа, например, транзистора 11 и выпрямителя 6. Коллекторная цепь транзистора 11 питается пульсирующим напряжением, снимаемым с выхода двухполупериодного выпрямителя 6, а базовая цепь — напряжением, снимаемым с выхода двухполупериодного выпрямителя 7, вход которого подключен параллельно регулирующему элементу 2. Пульсирующее напряжение на базе транзистора 11 повторяет форму напряжения на регулирующем элементе 2 (см. фиг. 2б) и, следовательно, гранзистор 11 находится в проводящем состоянии в интервале фазовых углов от О до а. При фазовом угле а сигнал, поступающий с органа управления 3, переводит регулирующий элемент 2 в проводящее состояние, на пряжение на нем уменьшается почти до О, транзистор 11 запирается и нагрузка отключается от источника переменного напряжения, который оказывается подключенным к нагрузке 5. Форма напряжения на ней показана на фиг. 2а. В интервале фазовых углов от oi до 2 л (отрицательный полупериод переменного на пряжения) работа устройства происходит аналогично.

Таким образом, в промежутке фазовых углов от 0 до а и от л до я+а источник переменного напряжения нагружен на балластный элемент 12, а в промежутке фазовых углов от а до л и от л+а до 2л — на нагрузку 5. Если величины этих нагрузок близки, то нагрузка источника переменного напряжения остается почти постоянной, а следовательно, и форма переменного напряжения также мало искажена. Форма напряжения источника 1 показана на фиг. 2в.

При изменении, питающего напряжения (например, увеличении действующего значения на величину Л U) и при условии сохранения действующего значения напряжения на нагрузке

5 приращение ЛУ передается в балластный элемент. Полагая падение напряжения на транзисторе 11 .постоянным, напряжение на первичной обмотке трансформатора 8 равно

U1= Uo+5" U где Uo — напряжение на первичной обмотке трансформатора 8 при номинальном значении переменного напряжения.

Напряжение на вторичной обмотке трансформатора 8 равно

U1 — — (Uo--1-Л U) и, где и — коэффициент трансформации трансформатора 8. Для кояпенсации приращения напря;кения и ЛЬ балластный элемент 12 подключен к последовательной цепи, состоящей из вторичных обмоток трансформаторов

10 8 и 9, при этом напряжение на вторичной обмотке трансформатора 9 должно, быть равно иЛК

Напряжение на первичной обмотке трансформатора 9 равно

15 (12 — Uoс+Л Uo ) где У„-- номинальное переменное напряжение, Uo — на пряжение на вторичной обмотке

20 трансформатора 10, поэтому для компенсации приращения напряжения п.ЛЬ на балластном элементе необходимо, чтобы коэффициент трансформации трансформатора 9 был равен и и (ос = (73.

25 Второе условие выполняется при выборе коэффициента трансформации трансформатора 10, равным с о

U

30 пде U< — напряжение на нагрузке 5.

Таким образом, действующее значение напряжения на балластном элементе 12 остается постоянным при изменении переменного на35 пряжения. Форма напряжения на балластном элементе показана на фиг. 2г. В интервале фазовых углов от 0 до а и от л до а+я напряжение на нем равно и (Uo- -ЛЬ ), а при фазовых углах от а до л и ог л+а до 2л— .10 напряжение равно n.AU и знак его противоположсн.

Формула изобретения

Стабилизатор переменного напряжения, со45 держащий регулирующий элемент, соединенный последовательно с выходными клеммами, который по управляющему входу соединен с органом управления, узел сравнения которого подключен параллельно выходным клеммам, 50 отличающийся тем, что, с целью уменьшения искажений формы питающего переменного напряжения, стабилизатор снабжен тремя трансформаторами, балластным элементом, управляемым ключом и двумя двухполупери55 о дными выпрямителями, причем одна диагональ первого двух полупериодного выпрямителя подключена к входным клеммам, а вторая диагональ через первичную обмотку первого трансформатора — к управляемому кгпо00 чу, второй двухполупериодный выпрямитель связан с регулирующим элементом и соединен со входом управляемого ключа, причем вторичная обмотка первого трансформатора соединена с последовательно соединенными вто05 ричной обмоткой второго трансформатора и балластным элементом, первичная обмотка второго трансформатора соединена встрсчнопоследовательно с вторичной обмоткой третьего трансформатора и входными клеммами, а первичная обмотка третьего трансформатора подключена fi выходным клеммам.

Источники информапип. принятые во внимание при экспертизе:

1. Лвт. св. 316166, кл. G 05F 1/10, 1969

5 2. Авт. св, 201501, кл. Н 02р 13/10, 1967 (прототип).