Стабилизатор переменного напряжения

 

СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ , содержащий трансформатор с секционированной обмоткой, диоднотиристорный мост, включенный между выводами секций обмотки трансформатора и одним из входных выводов, в диагональ постоянного тока которого включен токоограничительный элемент в виде параллельно соединенных ограничительного резистора и основногЬ силового транзистора, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента стабилизации,токоо граничительный элемент стабилизатора .снабжен дополнительным силовым транзистором , который включен параллельно ограничительному резистору, а трансформатор выполнен с двумя вспомогательными регулировочными обмотками , одна из которых включена в коллекторную цепь основного, а о другая - в коллекторную цепь дополнительного силовых транзисторов то- (Л коограничительного элемента.

„„SU „„1046741

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК з(д1) Й o5 F 1/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3436372/24-07 (22) 14.05.82 (46) 07.10.83. Бюл. Р 37 (72) К.А . Липковский, С .В. Непогодьев, О.В. Лялько и В.В. Горин (71) Институт электродинамики АН Ук.раинской ССР (53) 621.316.722(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 628475, кл. G 05 F 1/20, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

В 547739, кл . Я 05 F 1/22, 1977. (54)(57) СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий трансформатор с секционированной обмоткой, диоднотиристорный мост, включенный между выводами секций обмотки трансформатора и одним иэ входных выводов, в диагональ постоянного тока которого включен токоограничительный элемент в зиде параллельно соединенных ограничительного резистора и основногд силового транзистора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения коэффициента стабилизации,токоогМ раничительный элемент стабилизатора ,снабжен дополнительным силовым транзистором, который включен парал" лельно ограничительному резистору, а трансформатор выполнен с двумя вспомогательными регулировочными обмотками, одна иэ которых включена в коллекторную цепь основного, а другая — в коллекторную цепь дополнительного силовых транзисторов токоограничительного элемента.

1 1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано в системах электропитания.

Известен стабилизатор переменного напряжения, содержащий трансформатор с регулироночными секциями, каждая из которых включена в диагональ переменного тока тиристорного моста 1 1.

К недостаткам указанного устройсч ва относятся необходимость большого количества ключевых элементов. при заданном коэффициенте стабилизации, а также отсутствие защиты тиристор" ных ключей в аварийных режимах работы 4

Наиболее близким к предлагаемому является стабилизатор переменного напряжения, содержащий трансформа. тор с секционированной обмоткой, диодно-тиристорный мост, включенный между выводами секций обмотки трансформатора и одним из входных выводов, в диагональ постоянного тока которого включен токоограничивающий элемент в виде параллельно соединенных ограничительного резистора и ос" новного силового транзистора.(2 ), Недостаток известного устройства заключается в невысоком коэффициенте стабилизации выходного напряжения, что ограничивает область его использования, Цель изобретения — повышение коэффициента стабилизации.

Поставленная цель достигается .тем, что в стабилизаторе переменного напряжения, содержащем трансформатор с секционированной обмоткой,. диоднотиристорный мост, включенный между выводами секций обмотки трансформатора и оцним из входных выводов, в диагональ постоянного тока которого включен токоограничигельный элемент в виде параллельно соединенных ограничительного резистора и основного силового транзистора, токоограничительный элемент стабилизатора снабжен дополнительным силовым транзистором, который включен параллельно ограничительному резистору, а трансформатор выполнен с двумя вспомогательными регулировочными обмотками, одна из которых включена в коллек" торную цепь основного, а другая — в коллекторную цепь дополнительного силовых транзисторов токоограничительного элемента.

046741 3

На чертеже приведена функциональная схема стабилизатора переменного напряжения .

Стабилизатор содержит трансформатор 1, диодно-тиристорный мост 2, силовые диоды 3 и 4 диодно-тиристорного моста 2; ограничительный резистор 5 и основной 6 и дополнительный 7 силовые транзисторы токоограничительного элемента со вспомогательными регулировочными обмотками

8 и 9, вспомогательные (управляющие) транзисторы 10 и 11, резисторы 12-14 и стабилитрон 15 моста 2, тиристорные ключи 16-18 моста 2, обмотки

19-22 трансформатора 1, входные выводы 23 и 24 и систему управления, состоящую из компараторов 25 и 26, усилителя 27, иивертора 28, ждущих блочных генераторов 29-21, дешифратора 32 и компаратора 33.

Стабилизатор работает следующим образом.

При подаче питающего напряжения на вход стабилизатора грубая стабилизация напряжения на его выходе осуществляется путем коммутации тиристорных ключей 16-18 моста 2 и подключением соответствующих выводов обмоток 21, 20 и 19 через мост 2 к входным выводам 23 и 24. При этом в си- ловую цепь оказывается включенной и одна из вспомогательных обмоток 8 или 9 трансформатора 1 .

Более точная стабилизация выхоцного напряжения осуществляется с помощью регулирующего органа на основном 6 и дополнительном 7 силовых транзйсторах токоограничительного элемента.

Грубая стабилизация осуществляется по сигналам системы управления от компараторов 25 и 26 через дешифратор 32 и блокинг-генераторы 29, 30 и 31, а точная стабилизация — по сигналам обратной связи, передаваемым с выхода стабилизатора компаратором

33 на первый вход инвертора 28, на второй вход которого подается синхронизируюн1ий сигнал от питающей сети (входных выводов 23 и 24). Фаза выходного сигнала инвертора 28, работающего с частотой сети, в зависимости от сигнала с выхода компаратора 33 либо совпадает с фазой сети, либо меняется на противоположную.

Для управления основным б и дополнительным 7 силовыми транзисторами, выполняющими роль регулирующего ор1046741

Полуволна напряжения на выводе 23 и на втором входе инвертора 28

Сигнал на первом входе инвертора 28

Транзистор

Транзистор

"0"

Открыт

Закрыт

Открыт

Закрыт

Закрыт

Открыт

Открыт

Закрыт

3 гана точной стабилизации выходного напряжения, используются две цепи, одна иэ которых выполнена на вспомогательных транзисторах 10 и 11, ре-зисторе )4 и стабилитроне 15 и обеспечивает выключение транзисторов 6 и 7 при увеличении тока нагрузки выше допустимой вели ины, а другая выполнена на компараторе 33, инверторе 28 и усилителе 27 системы управления и обеспечивает ключевой режим транзисторов 6 и 7, причем частота переключения их соответствует частоте питающей сети.

Предполож м, что на входе устройства уровень напряжения соответствует номинальному, на синхронизирующем входе инвертора 28 и на входном выводе 23 имеет место положительная полуволна напряжения, а на втором входе инвертора 28 присутствует логическая "1" и работает тиристорный ключ 17, в этом случае силовая цепь замкнута через диод 3, транзистор 6, обмотку 8, тнристор ключа 17, обмотки 20 и 21 и входной вывод 24, а в отрицательной полупериод цепь замкнется через диод 4, обмотку 9, транзистор 7, тиристор ключа 17, обмотки 20 и 2), входной вывод 24. Такой режим работы будет соответствовать подключению к входным выводам ч

23 и 24 обмоток трансформатора, общее количество витков в которых будет равно W20+W21+WS(>), где W Ч2

Wg(g) — количество витков в обмотках

20, 2) и 8(9) .

Таким образом, предлагаемый стабилизатор сохраняет основное преимущество прототипа — возможность устракения короткозамкнутых режимов работы коммутируемых секций трансформато4

Предположим, что на входе устройства уровень напряжения понизился, Компаратор 33 подает на вход инвертора 28 сигнал в виде логического

И It

0 . Предположим также, что на входном,выводе 23 и синхрониэирующем входе инвертора 28 присутствует положительная полуволна напряжения и работает тиристорный ключ 17. В этом

10 случае силовая цепь будет замкнута через диод 3, транзистор 7, обмотку

9, тиристор ключа !7, обмотки 20 и

21 и вывод 24, а в отрицателыый полупериод силовая цепь замкнется через диод 4, обмотку 8, транзистор 6, тиристор ключа 17, обмотки 20 и 2) вывод 24 . Такой режим работы устройства будет соответствовать подключению к выводам 23 и 24 обмотки, 20 количество витков в которой будет

2Р 21 .8 (9!

При дальнейшем снижении уровня входного напряжения по сигналу компараторов 25 и 26 через дешифратор

25 32 и блокинг-генератор 29 включится тиристорный ключ 16 (выключится !7), исключив тем самым из цепи протекания тока обмотку 20, а алгоритм работы транзисторов 6 и 7 изменится на противоположный, т,е. таким образом, чтобы индукция в сердечнике трансформатора оставалась постоянной, тем самым будет оставаться постоянным выходное напряжение.

В таблице проведен алгоритм работы транзисторов .6 и 7. ра и имеет вдвое больший коэффициент стабилизации выходного напряжения при этом же количестве тиристорных ключей диодно-тиристорного моста, что расширяет область его применения .

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

1046741

ВНИКПИ Заказ 7730/47 Тираж 874

Подписное