Стабилизатор напряжения дискретного действия
СОЮЗ СОВЕТСНИК
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
PKCAVSJNH
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР пб ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 0ТНРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к aR TOpCNOMY CNKTcllhCTBv
773.) 3426663/24-07 22) 23.04.82
46) 23 07.83. Бюл. 9 27 (72) Н.П. цар, s.ä. Бирук и К.А. Лип ковский (53) 621.316;722.1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
Ю 749382, кл. @05% 1/56, 1978.
2. Авторское свидетельство СССР
В 669338, кл. 605K 1/14, 1977. (54)(57) СТАБИЛИЗАТОР
ДИСКРЕТНОГО ДЕЯСТВИЯ, содержащий трансформатор, обмотки которого выполнены с отводами, силовые ключи, иодключенные к отводам одной иэ обмоток, блок управления с аналогоИнфровым нреобразователем, входы которого подключены к выходам датчиков сетевого и выходного напряжений, регистром, вход которого соеSU„„ 1030776 А
3QQ 5 5 7 О Н 02 P 13 0 динен с выходок аналого-цифрового преобразователя, н преобразователем кодов, вход которого подключен к выходу регистра, а выходы через блок согласования - к управлшащим входам силовых ключей, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения стабильности выходного напряжения при использовании нагрузки на постоянном токе, в блок управления введены последовательно включенные дополнительные регистр, преобразователь кодов и блок согласования, а на отводах вторичной обмотки трансформатора включены управляемые насыщенные вентили, причем вход дополнительного регистра соединен с выходом основного регистра, а выходы блока согласования— с управляющими электродами насыщенных вентилей.
1030776
Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования во вторичных источниках питания с выходом на постоянном ток
Известен стабилизатор напряжения дискретного действия, содержащий трансформатор с отводами на первичной обмотке, снабженными силовыми ключами, выпрямитель, вход которого подключен к вторичной обмотке трансформатора, а выход — к входу фильтра, измерительный орган, вклкченный на выходе фильтра, блок упра ления, вход. которого соединен с выходом измерительного органа, а выходы — с управляющими входами силовых ключей I 1J.
При работе устройства ток в первичной обмотке трансформатора и в фазе сети представляет собой косинусоидальные несимметричные импульс тем больше отличающиеся от косинусоиды, чем выше по величине сетевое напряжение. Это обуславливает существенное искажение формы послед него. Кроме того, устройство не обеспечивает удовлетворительную стабильность выходного напряжения, поскольку в нем имеется лишь один контур обратной связи по выходу.
Наиболее близким к изобретению является стабйлизатор напряжения дискретного действия, содержащий трансформатор, обмотки которого выполнены с отводами, силовые ключи, подключенные к отводам одной из обмоток, блок управления с аналогоцифровым преобразователем, входы которого подключены к выходам датчи ков сетевого и выходного напря>кений регистром, вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобра зователя, и преобразователем кодов, вход которого подключен к выходу регистра„ а выходы через блок согла сования — к управляющим входам силовых ключей (2).
Недостаток известного устройства обладающего двумя контурами обратной связи, также определяется невысокой стабильностью выходного напря жения, особенно в случае установки на его выходе выпрямителя с фильтром, на котором имеют место значительные падения напряжения.
Целью изобретения является повышение стабильности выходного напряжения стабилизатора при использовании нагрузки на постоянном токе.
Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе напряжения дискретного действия, содержащем трансформатор, обмотки которого выполнены с отводами, силовые ключи, у""т-ановленные на отводах одной из обмоток, блок управления с аналогоцифровым преобразователем, входы которого подключены к выходам датчиков сетевого и выходного напряжений, регистром, вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, и преобразователем кодов, вход которого подключен к выходу регистра, а выходы через блок согласования — к управляющим входам силовых ключей, в блок управления введены последовательно включенные дополнительные регистр, преобразователь кодов и блок согласования, а на отводах вторичной обмотки трансформатора включены управляемые насыщенные вентили, причем вход дополнительного регистра соединен с выходом основного регистра, а выходы блока согласования — с управляющими электродами насыщенных вентилей.
На чертеже представлена функциональная схема предложенного стабилизатора.
В силовой тракт устройства входят последовательно включенные трансформатор 1 тока, силовые ключи 2, трансформатор 3 с отводами на первичной и вторичной обмотках, управляемые насыщенные вентили 4 и сглаживающий. фильтр 5. Блок управления стабилизатора включает в себя измерительный тракт и канал управления.
Измерительный тракт состоит иэ двух контуров обратной связи по сетевому и выходному напряжениям. К входной шине устройства подключены измерительный орган б сетевого напряжения с датчиком и первой частью аналогоцифрового преобразователя, блок 7 определения моментов максимума напряжения сети, а к выходной шине — измерительный орган 8 выходного напряжения с датчиком и второй частью аналого-цифрового преобразователя. Выходы функциональных узлов б-8 соединены с входами регистра 9.
К каналу управления относятся включенные между выходом регистра 9 и управляющими входами силовых ключей 2 преобразователь 10 кодов и блок 11 согласования, а также включенные между выходом регистра 9 и управляющими электродами насыщенных вентилей 4 регистр 12, преобразователь 13 кодов и блок 14 согласования. К каналу управления относится также блок 15 определения моментов перехода сетевого тока через нуль °
Работа устройства основана на стабилизации выходного напряжения по двум координатам: по величине сетевого напряжения и уровню выходного напряжения стабилизатора, причем во вторичной цепи осуществляется регулирование большого шага, а в первичной цепи — малого.
1030776
Составитель Л.Морозов
Редактор О.Юрковецкая Техред T.Êàòo÷êà Корректор T.Ìèòðoâè÷
Тираж 874 Подписное
BHHHIIH Государственного ком.тета СССР по делам изобреТений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 5212/48
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
В исходном состоянии в регистрах
9 и 12 записаны нулевые коды. При этом преобразователи 10 и 13 кодов запрограммированы таким образом, что при нулевых входных кодах выходной код преобразователй 10 запрещает включение силовых ключей 2, а выходной код преобразователя 13 разрешает включение управляемых насыщенных вентилей 4. Напряжение на выходе фильтра 5 отсутствует. Сетевое напряжение поступает на вход измерительного органа б и преобразуется в нем в соответствующий код. В момент достижения мгновенным напряжением сети максимального значения, который фиксируется блоком
7 определения моментов максимума напряжения сети, выходной код измерительного органа б и нулевой код с выхода измерительного органа 8 записываются в регистр 9. Выходной код регистра 9 преобразуется преобразователем 10 кодов в код .включения силовых ключей 2. Включение силовых ключей 2 происходит s момент перехода переменного тока через нуль, который устанавливается блоком
15 определения моментов перехода сетевого тока через нуль. Однако в первый момент, когда силовые ключи 2 заперты, и ток в первичной цепи трансформатора 3 отсутствует, управляющий сигнал, разрешающий включение силовых ключей 2, подается на вход блока 11 согласования непрерывно, поэтому включение силовых ключей 2 происходит сразу же в момент записи кода амплитудного значения сетевого напряжения и выходного кода измерительного органа 6 в регистр 9.
Напряжение с отводов вторичной обмотки трансформатора 3 через уп. равляемые насыщенные вентили 4 подводится к входу фильтра 5, на выходе которого устанавливается некоторое напряжение, отличное от нуля, которое измерительным органом 8 преобразуется в код. В следующий момент максимума сетевого напряжения выходные коды измерительных органов б и 8 записываются в регистр 9, при этом на выходах преобразователя 10 кодов устанавливается новый код включения силовых ключей 2. В момент перехода переменного тока через нуль по сигналу с выхода блока 15 на входы блока 11 согласования и регистра 12- подается разрешающий сигнал. Вследствие этого происходит перезапись выходного кода регистра
9 в регистр 12, и на выходе преобразователя 13 кодов устанавливается необходимлй код включения управляемых насыщенных вентилей 4, соответ1О ствующий коду, записанному в регистрах 9 и 12. Этот цикл повторяется в каждом полупериоде сети.
Таким образом, выходные коды преобразователей 10 и 13 кодов обус15 ловливают такое изменение коэффициента трансформации трансформатора
3, которое обеспечивает сохранение выходного напряжения на неизменном уровне. Если это напряжение оказыр вается меньше номинального, то преобразователи 10 и 13 кодов преобразуют коды амплитуды сетевого напряжения и напряжения на нагрузке в новый код включения силовых ключей 2 и управляемых насыщенных вентилей 4, при котором увеличивается коэффициент трансформации трансформатора 3, а вместе с ним и выходное напряжение стабилизатора. Если выходное напряжение оказывается больше номинального, то согласно кодам амплитуды сетевого напряжения и напряжения на нагрузке преобразователями 10 и 13 кодов выбирается новая комбинация кода включения силовых ключей 2 и управляемых насыценных вентилей 4, при которой уменьшается коэффициент трансформации и общее выходное напряжение.
Двухшаговый метод регулирования
40 положительно сказывается на стабильности выходного напряжения устройства. За счет изменения управляющего кода включения силовых ключей
2 и управляемых насыщенных вентилей
44 4 строго в моменты перехода переменного тока через нуль каких-либо искажений напряжения на первичной обмотке трансформатора 3 не происходит.
Применение в качестве выпрямителей управляемых насыценных вентилей 4, у которых напряжение насыщения на порядок ниже, чем у обычных выпрямителей, позволяет существенно повысить КПД стабилизатора.
