Способ стабилизации выходногонапряжения выпрямителя и устрой-ctbo для его осуществления

Способ стабилизации выходногонапряжения выпрямителя и устрой-ctbo для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(i 11 828I80

ОПИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.06.79 (21) 2782845/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень № 17 (45) Дата опубликования описания 07.03.81 (51) М К. з

О 05Г 1156

Государственный комитет (53) УДК 621.314.6 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

1,с

В. В. Петров, В. Я. Гавриленко и Б. В. Шишков (71) Заявитель (54) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ВЫХОДНОГО

НАПРЯ)КЕНИЯ ВЫПРЯМИТЕЛЯ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике, конкретно к выпрямителям, работающим на индуктивно-емкостную нагрузку, когда стабильность выходного напряжения зависит от реакции нагрузки и при малых токах нагрузки, близких к холостому ходу, напряжение на выходе резко возрастает. Это связано с переходом выпрямителя в режим, вызываемый режимом прерывистого тока, в котором проявляется эффект колебательно- 10 го режима заряда конденсатора.

Известны способы стабилизации выходного напряжения выпрямителя, работающего на индуктивно-емкостной фильтр путем увеличения индуктивной составляющей 15 фильтра (1).

Недостатком этих методов стабилизации является их экономическая нецелесообразность, связанная с неоправданным увеличением. 20

Известен также способ стабилизации выходного напряжения выпрямителя, работающего на индуктивно-емкостный фильтр, заключающийся в том, что параллельно основной нагрузке включена дополнительная 25 нагрузка (2).

Недостатком известного способа является низкий КПД, так как в балластное сопротивление постоянно ответвляется ток, равный 15 — 20% номинального тока нагрузки. 30

Целью изобретения является повышение

КПД.

Поставленная цель достигается тем, что в способе стабилизации выходного напряжения выпрямителя измеряют мгновенные значения напряжения на входе упомянутого фильтра, сравнивают с мгповеннымп значениями выпрямленного эталонного напряжения и включают дополнительную нагрузку в моменты времени, соответствующие превышению вели пшы напряжения на Входе фильтра над эталонным напряжением.

На фпг. 1 представлены временные диаграммы напряжения и токов, где а) Ur, — напряжение на нагрузке; б) U,„эталонное напряжение; в) Uypp — напряжение входного сигнала транзисторного каскада;

r) 1„,р — ток дросселя фильтра; д) 1о,, — ток через балластную нагрузку.

Способ стабилизации выходного напряжения выпрямителя осуществляется следующим образом.

Переменное напряжение питающей сети преобразуется, например мостовым выпрямителем и через индуктивно-емкостный фильтр соединяется с нагрузкой. В режиме малых токов нагрузки ток через дроссель переходит в режим прерывистого тока, в

828180 этих интервалах времени 1др равен О, форма напряжения на нагрузке в указанных интервалах времени искажается, появляется

«ступенька», это напряжение сравнивается с эталонным синусоидальным напряжением того же амплитудного значения. Суммирование этих напряжений дает разницу напряжений, отличающуюся от нуля в интервалах времени прерывистого тока через дроссель, которая является управляющей величиной и подается на вход транзисторного каскада, пропускающий ток в указанные интервалы времени. В силовую цепь транзисторного каскада введена балластная нагрузка, которая подгружает выпрямитель при малых нагрузках, обеспечивая стабильность выходного напряжения, и позволяет получить высокий К11Д устройств, реализованных по данному способу.

Устройство для осуществления способа стабилизации выходного напряжения выпрямителя относится к выпрямителям, работающим на индуктивно-емкостную нагрузку.

Известна стабилизация выходного напряжения выпрямителя, работающего на индуктивно-емкостный фильтр, путем увеличения индуктивной составляющей фильтра (3), Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устроиство, содержащее трансформатор, вторичная обмотка которого через первый выпрямитель и индуктивно-емкостный фильтр соединена с нагрузкой, и балластную активную нагрузку, соединенную одним концом с одним из выводов нагрузки .(4).

Недостатком указанного устройства является низкий КПД.

Целью изобретения является повышение

КПД.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизированный выпрямитель введены дополнительная обмотка трансформатора, второй выпрямитель, резистор, делитель напряжения, транзисторный каскад, причем дополнительная обмотка трансформатора подключена через второй выпрямитель к резистору, делитель напряжения подключен к выходу первого выпрямителя и соединен одним концом с первым выводом резистора, транзисторный каскад включен между другим концом балластной активной нагрузки и другим концом нагрузки, а по цепи управления соединен со средней точкой делителя напряжения и вторым выводом резистора, На фиг. 2 представлена принципиальная схема устройства, Устройство содержит трансформатор 1 с вторичными обмотками 2 и 3. Обмотка 2 соединена с нагрузкой 4 через первый выпрямитель 5 и фильтр б, содержащий дроссель 7 и конденсатор 8. Балластная актив5

15 с0

"5

60 б5 ная нагрузка 9 соединена одним концом с одним из выводов нагрузки 4, а другим— через транзисторный каскад 10 с другим выводом нагрузки 4. Обмотка 3 трансформатора 1 через второй выпрямитель 11 подключена к резистору 12. Делитель 13 напряжения подключен к выходу выпрямителя 5 и соединен одним концом с одним концом резистора 12. Транзисторный каскад 10 по цепи управления соединен со средней точкой делителя 13 и с другим концом резистора 12.

Устройство работает следующим образом.

В режиме, когда ток нагрузки 4 больше некоторого критического тока, каскад 10 закрыт, так как сигнал, поступающий на его вход У,р равен нулю вследсгвие симметрии и равенства противофазных напряжений на нижнем плече делителя 13 и резистора 12. В этом режиме ток через нагрузку

9 не протекает и КПД определяется параметрами самого выпрямителя, а нестабильность выходного напряжения определяется внутренним сопротивлением выпрямителя.

В режиме, когда ток нагрузки 4 меньше критического тока, выпрямитель переходит в режим прерывистого тока. При этом ток через дроссель 7 в интервалах времени

13 14 15 t3 (фиг. 1,г) становится равным нулю. В указанных интервалах времени форма напряжения (из-за равенства потенциалов на концах дросселя 7) на выходе выпрямителя 5 и соответственно на делителе 13 искажается, появляется «ступенька» (фиг. 1,а). При этом напряжение на нижнем плече делителя 13 (фиг. 1,а) инапряжение на резисторе 12 (фиг. 1,б) при суммировании в интервалах времени t> — t2, 13 L41 15 t6 имеют величину, отличную оТ пуля. Суммарное напряжение U3q (фиг. 1,в) в указанных интервалах времени поступает па вход транзисторного каскада 10 и открывает его. При этом через нагрузку 9 протекает ток 4, (фиг. 1,д), что обеспечивает неооходимую (такую же как и в прототипе) стабильность выходного напряжения выпрямителя при токах нагрузки, меньших критического тока.

Эффективность предлагаемого способа по сравнению с прототипом заключается в увеличении КПД на 15 — 20О/О устройств, реализованных по данному способу при обеспечении такой же стабильности выходного и а п ряжения.

Формула изобретения

1. Способ стабилизации выходного напряжения выпрямителя, работающего на индуктивно-емкостной фильтр, по которому отбирают часть тока нагрузки на дополнительную балластную цепь, о т л и ч а ю щ и йся тем, что, с целью повышения КПД, измеряют мгновенные значения напряжения

828180 "г

Уэт

t1 t? э 4 на входе упомянутого фильтра, сравнивают их с мгновенными значениями выпрямленного эталонного напряжения и осуществляют указанный отбор тока нагрузки в моменты времени, соответствующие превышению величины напряжения на входе фильтра над эталонным напряженнем, 2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее трансформатор, вторичная обмотка которого через первый выпрямитель и индуктивно-емкостный фильтр соединена с нагрузкой, и балластную активную нагрузку, соединенную одним концом с одним из выводов нагрузки, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД, в него введены доно.ппггсл ьн а я обмотка трансформатора, второй выпрямитель, резистор, делитель r;.nðяжсн:гя, тра:tзисторный каскад, причем дон: ная

oc ìoòêà трансформатора нодк.ночсна чсрез второй выпрямитель к резистору, делитель напряжения подключен к выходу первого выпрямителя н соединен одним концом с первым выводом резистора, транзисторный каскад включен между другим концом балластной активной нагрузки и другим концом нагрузки, а по цепи управления соединен со средней точкой делителя напряжения и вторым выводом резистора.

Источники информации, р, пятые во внимание при экспертизе

1. Лртамонов В. В. Маломощные выпрямите.in, М., «Связь >, 1970, с. 17, рис. 11.

15 2. Лртамонов В. В. Маломощные выпрямите,™., М., «Связь», 1970, с. 57, 58, рнс 1.27, 3. Лртамонов В. В. Маломощные выпря. .тслн. М., «Связь», 1970, с. 17, рис. 11.

1. Лртамонов В. В. Маломощные выпря. о:мнтс.—.:„М,, «Связь., 1970, с. 57, 58, рис. 1.27.

7 l фиа,2

Составитель Н. Цишевская

Редактор Г. Петрова Техред И. Заболотнова Корректор Л. Орлова

Заказ 909/10 Изд. № 321 Тираж 940 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2