Стабилизатор постоянного напряжения

Стабилизатор постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсинн

Соцнапнстнчесннк

Рес убпнн

<и 920675 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву и 845151

{22)Заявлено 15.04.80 (2! ) 2910338/24-07 с присоеаинениен заявки.% (23) Приоритет

ОпУблнковано 15.04.82 Бюллетень Ра 14

Дата опубликования описания 15.04 .82 (Sl)h4. Кя.

G 05 F 1/64

ВвуааретееннМ квинтет

СССР ав данаи нзвбретеннй н втнрытнй (53) УДК621.3,16; ..722.1 (088.8)-(54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯНЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для построения регуляторов и стабилизаторов постоянного напряжения и тока.

По основному авт. св. И 845151 известен стабилизатор постоянного напряжения, содержащий подключенный к источнику питания преобразователь постоянного напряжения в переменное с выходным трансформатором, вторичная обмотка которого подключена к двухтактному выпрямителю на тиристорах, включенному последовательно и согласно с источником питания, блок управления выходы которого соединеI

15 ны с управляющими электродами тиристоров, а вход - с измерительным органом выходного напряжения стабилизатора, индуктивно-емкостной выходной фильтр и дополнительный тиристор, который подключен к выходу тиристорного выпрямителя так, что его катод соединен с положительным зажимом зтого выпрямителя, а управляющий электрод соединен с выходом блока управления, дополнительным конденсатором и диодом, подключенными параллельно входу индуктивно-емкостного фильтра 11).

8 известном стабилизаторе суммарное напряжение источника питания и выпрямителя поступает на индуктивно-емкостной фильтр, содержащий на входе и выходе конденсаторы. Управление тиристорами выпрямителя осуществляется блоком управления, вход которого подключен к измерительному органу выходного напряжения. Та- . кое схемное решение позволяет стабилизировать напряжение на нагрузке 14 независимо от величины источника, т.е. режим стабилизации обеспечивается при U < Истп, где U .— напряжение источника питания;11етп " напряжение стабилизации. При этом, если

U U ù исполнительный орган стабилизатора осуществляет полную модуляцию напряжения источника: дополни3 9206 тельный тиристор обеспечивает периодическое подключение источника питания ко входу индуктивно-емкостного фильтра с частотой, равной удвоенному значению частоты преобразователя постоянного напряжения в переменное.. Следовательно, в режиме полной модуляции напряжения источника (Uт, Ц будет выше уровень пульсации напряжения на выходе фильтра 10 по сравнению с режимом частичной модуляции, который реализуется исполнительным органом в том случае, когда U> « . Uem Таким образом, режим полной модуляции напряжения приводи г И к повь1шению уровня пульсаций при неизменных параметрах фильтра, что является недостатком известного устройства.

Цель изобретения - снижение уровня пульсаций выходного напряжения стабилизатора.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе постоянного напряжения выходной трансформатор 2g преобразователя постоянного напряжения в переменное снабжен дополнительной вторичной обмоткой, которая через дополнительный двухпроводный выпрямитель подключена ко входу ин- зе дуктивно-емкостного фильтра„ при этом отрицательный зажим дополнитель ного двухполупериодного выпрямителя соединен с минусовым отрицательным выходным зажимом стабилизатора.

На фиг. 1 представлена схема стабилизатора постоянного напряжения; на фиг. 2 и 3 — временные диаграммь1, поясняющие его работу.

Стабилизатор содержи преобразо46 ватель напряжения 1 с выходным трансформатором 2, вторичная обмотка 3 которого подключена к двухтактному выпрямителю на тиристорах 4 и 5, включенному согласно и последовательно с источником 6. Управление тиристорами 4 и 5 осуществляется от блока управления 7, вход которого соединен с выходом измерительного органа напряжения 8, подключенного к выходу индуктивно-емкостного фильтра на элементах 9 и 10. Управляющий вход дополнительного тиристора 11 подключен к соответствующему выходу блока управления 7. На входе индуктивно-емкостного фильтра включены конденсатор 12 и диод 13, а к выходным зажимам стабилизатора подклю75 ф чена нагрузка 1Ч. Дополнительная обмотка 15 трансформатора 2 через дополнительный двухполупериодный выпрямитель 16 подключена ко входу индуктивноемкостного фильтра 9 и 10 при этом отрицательный зажим 17 дополнительного двухполупериодного выпрямителя 16 соединен с отрица" тельным выходным зажимом 18 стабилизатора.

На фиг. 2 и фиг. 3 приняты следующие обозначения:

U y - напряжение на обмотке 3;

Т4

,Ц3.г импуль сы управления тиристорами 4, 5 и 11, соответственно; н,;„ Д Ц-, напряжения на тиристорах 4, 6

5 и 11, соответственно;

U - напряжение на конденсатора 12;

U<< — напряжение на обмотке 15.

Стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом.

Если U+Uq, то исполнительный орган стабилизации (тиристоры 4, 5 и

11) должен осуществлять периодическое подключение источника 6 ко входу фильтра 9, 10 и l2, т.е. работать в режиме модулятора ширины импульсов.

Такой режим обеспечивается блоком управления 7, при этом на тиристор 11 поступают импульсы управления Upas a каждом полупериоде напряжения U> преобразователя 1 (фиг. 2 б, 2 а).При поступлении импульса напряжения ° Uq

При открытии тиристора 11 конденсатор 12 эарядится до напряжения ис" точника 6. Для закрытия тиристора 11 в конце каждого полупериода блок управления 7 формирует сигнал 1ч или

13 (фиг. »), предшествующий момен ту изменения полярности напряжения

U на величину времени, достаточную для заряда конденсатора !2 до уровня напряжения U + О, -U . Это время опережения подачи импульса QgU g сравнительно невелико, так как йостоянная времени заряда конденсатора

9206

Формула изобретения

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 запи- 5 рающее напряжение полуобмотки 3 (фиг. 2 r). Запирание тиристера 4 произойдет вследствие того, что к нему будет приложено в запирающем направлении напряжение, равное сумме напря- 10 жений источника 6, верхней части полуобмотки 3 (фиг. 2 е ) 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.

Из рассмотрения процессов работы исполнительного органа стабилизатора на тиристорах 4, 5 и 11..следует, что 20 при Б У т напряжение на конденсаторе 12 подвергается .лишь частичной модуляции (фиг..2 д ), что снижает при прочих равных условиях уровень пульсаций напряжения на выходе стабилизатора и этим достигается цель изобретения. Кроме того, повышается использование установленной мощности преобразователя 1.

Если U Ug, то в данном режи. 30 ме схема стабилизатора осуществляет управляемый режим вольтодобавки, что обеспечивается суммированием" напряжения источника 6 с напряжением вторичной обмотки 3 выходного трансформатора 2. В отличие от ранее рассмотренного режима работы тирис.торов с блока управления 7 на тиристор 11 подается непрерывный сигнал, а на тиристоры 5 и 4 в виде импульсов в поочередно на тот тиристор, который при открытии обеспечивает суммирование напряжений источника 6 и вторичной полуобмотки 3. В этом случае для стабилизации выходного напряжения блок управления -7 обеспечивает временной сдвиг импульсов управления тиристорами 4 и 5 и коммутация последних происходит при изменении поляр ности напряжения вторичной обмотки 3 естественным путем. Иэ рассмотрения

75 6 фиr. 3 ж, следует, что при Уп" U зр происходит частичная модуляция напря" жения на входе индуктивно-емкост" ного фильтра. Вследствие этого ко входу фильтра стабилизатора периодически будет прикладываться напряжение, величина которого скачкообразно изменяется от Цв до значения

U .+ 0,5U>. В этом случае, когда

Б-я:7 Б тя, напряжение на входе фильт. ра меняется в пределах от Щнапряжение полуобмотки 15) до Щ0,511, т. е., в обоих режимах обеспечивается частичная модуляция напряжения на входе фильтра.

Таким образом, введение в схему стабилизатора дополнительной вторичной обмотки 15 выходного трансформатора 2, и подключение ее через выпрямитель 16, ко входу фильтра обеспечивает снижение уровня пульса ций выходного напряжения стабилизатора. Кроме того, это позволяет увеличить коэффициент использования установленной мощности преобразователя постоянного напряжения 1.

Стабилизатор постоянного напряжения по авт. св. и 845151, о т л ич а ю щ и и с.я тем, что„ с целью уменьшения уровня пульсаций выходного напряжения стабилизатора, выходной трансформатор преобразователя постоянного напряжения в переменное снабжен дополнительной вторичной обмоткой, которая через дополнительный двухполупериодный выпрямитель подключена ко входу индуктивно-емкост. ного фильтра, при этом отрицательный зажим дополнительного двухполупериодного выпрямителя соединен с отрицательным выходным зажимом стабилизато" ра постоянного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР.

Н 845151, кл. G 05 F 1/64, 1979.

Оу

0 дул б g и

Б g

"пт г g

>и

Составитель В.Цишевский

Редактор М.Товтин Техред Т.Маточка Корректор M,Äåì÷èê

Заказ 2341/54 Тираж 908 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4