Стабилизатор переменного напряжения

 

СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий блок управления , присоединенный своим входом к выходным выводам, управляемый ключевой узел, присоединенный своими управляющими входами к выходу блока управления, регулирующий орган, выполненный в виде трансформатора на трехстержневом магнитопроводе, на одном крайнем стержне которого расположены первичная обмотка, одним выводом подключенная к одному из входных выводов, и первая обмотка управления , а на другом крайнем стержне размещены вторичная обмотка, присоединенная своими выводами к выходным выводам, и вторая обмотка управления , отличающийся тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов устройства и уменьшения искажения формы выходного напряжения, другой вывод первичной обмотки подсоединен к другому входному выводу, первая обмотка управления выполнена секционированной, а управляемый ключевой узел выполнен на двух группах ключевых элементов, число элементов каждой группы соответствует числу секций первой обмотки управления, причем начало каждой из секций соединено с одним из силовых выводов ключевых элементов первой группы, конец каждой из секций соединен с одним из силовых выводов ключевых элементов второй группы, вторые силовые выводы ключевых элементов, первой и второй групп каждой секции соединены между собой, при этом общий вывод ключевых элементов первой секции соединен с концом второй управляющей обмотки, а общий вывод ключевых элементов каждой из остальных секций соединен с концом последующей секции, конец последней секции .соединен с началом второй управляющей обмотки.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕО4ИХ

РЕСПУЬЛИН

G% (И) ggy С 05 F 1/20, (21) 3451813/24-07 (22) 15 . 06. 82 (46) 15.06.84. Бюл. Ф 22 (72) В.А.Сысоев и А.И.Уваев (71) Рязанский радиотехнический институт (53) 621.316.722.1(088.8) (56) 1. Патент CIIIA Ф 3319153, кл. С 05 F 1/20, 1967.

2. Nel i.t a P ., Thomsou Т., Un. New

approach to power convertor circuits VIectric Power AppIications, 0ct, 1979, v.2, Ф 5, рр.179-184. (54)(57) СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий блок управления, присоединенный своим входом к выходным выводам, управляемый ключевой узел, присоединенный своими управляющими входами к выходу блока управления, регулирующий орган, выполненный в виде трансформатора на трехстержневом магнитопроводе, на одном крайнем стержне которого расположены первичная обмотка, одним выводом подключенная к одному из входных выводов, и первая обмотка управления, а на другом крайнем стержне размещены вторичная обмотка, присоединенная своими выводами к выходным выводам, и вторая обмотка управления, отличающийся тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов устройства и уменьшения искажения формы выходного напряжения, другой вывод первичной обмотки подсоединен к другому входному выводу, первая обмотка управления выполнена секционированной, а управляемый ключевой узел выполнен на двух группах ключевых элементов, число элементов каждой группы соответствует числу секций первой обмотки управления, причем начало каждой из секций соединено с одним из силовых выводов ключевых элементов первой группы, 3 конец каждой из секций соединен с одним из силовых выводов ключевых элементов второй группы, вторые силовые выводы ключевых элементов. первой и второй групп каящой секции Ф

C соединены .между собой, при этом общий вывод ключевых элементов первой секции соединей с концом второй .управ- ;» ляющей обмотки, а общий вывод клю- Я") чевых элементов каждой из остальных секций соединен с концом последующей секции, конец последней секции ,соединен с началом второй управляющей обмотки, 1097982

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано,. ,например, при разработке вторичных источников электропитания.

Известны стабилизаторы неремеиного 5 напряжения, содержащие регулирующий орган, представляющий собой два последо-. вательно соединенных трансформатора (автотрансформатора), блок управления, подключенный своими входами к выходным10 зажимам устройства, причем каждый трансформатор (автотрансформатор) содержит обмотку управления, выводы которых замыкаются накоротко через управляемый ключевой элемент, управляющий вход которого соединен с выходом блока управления 1 3.

Наиболее близким к предлагаемому является стабилизатор, содержащий регулирующий орган, представляющий собой трансформатор (автотрансформатор) на трехстрежневом магнитопроводе с дву. мя последовательно соединенными сетевыми обмотками, расположенными на крайних стержнях и подключенными своими входами к выходным зажимам устройства, выходную обмотку, расположенную на одном из крайних стержней и подключенную своими выводами к выходным зажимам устройства, две обмотки 30 управления, расположенные на крайних стержнях, причем каждая из них замыкается накоротко через управляемый ключевой элемент, блок управления, пОдключенный сВОими Входами к Выход 35 ным зажимам устройства, подключенный своими выходами к управляющим входам управляемых ключевых элементов P j.

Недостатками известных стабилизаторов являются большие масса и габари- 40 ты и значительное искажение формы выходного напряжения относительно формы входного напряжения, 55

Цель изобретения — уменьшение мас- 4

5 сы и габаритов устройства и уменьшение искажения формы выходного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе переменного напря- 0 жения, содержащем блок управления, присоединенный своим входом к выходным выводам, управляемый ключевой узел, присоединенный своими управляющими входами к выходу блока управления, регулирующий орган, выполненнъпЪ в виде трансформатора на трехстержневом магнитопроводе, на одном крайнем

< тержне которого расположены первичная обмотка, одним выводом подключенная к одному из входных выводов, и

I первая обмотка управления, а на другом крайнем стержне размещены вторичная обмотка, присоединенная своими выводами к выходным выводам, и вторая обмотка управления, другой вывод первичной обмотки подсоединен к другому входному выводу, первая обмотка управления выполнена секционированной, а управляемый ключевой узел выполнен на двух группах ключевых элементов, число элементов каждой группы соответствует числу секций первой обмотки управления, причем начало каждой из секций соединено с одним из силовых выводов ключевых элементов первой группы, конец каждой из секций соединен с одним из силовых выводов ключевых элементов второй группы, вторые силовые выводы ключевых элементов первой и второй групп каждой секции соединены между собой, при этом общий вывод ключевых элементов первой секции соединен с концом второй управляющей обмотки, а общий вывод ключевых элементов каждой из остальных секций соединен с концом последующей секции, конец последней секции соединен с началом второй управляющей обмотки.

На чертеже приведена схема предлагаемого стабилизатора.

Регулирующий орган устройства выполнен в виде трансформатора (автотрансформатора) на трехстержневом магнитопроводе 1. Первичная обмотка 2 подключена к выводам устройства, а вторичная обмотка 3 — к выходным выводам устройства. Обмотка управления 4 соединяется с выводами (секциям) обмотки управления 5 через управляемые ключевые элементы 6, управляющие входы последних подсоединяются к выходам блока управления 7, подключенного своими входами к выходным выводам устройства.

Устройство работает следующим образом.

На входные выводы подается переменное напряжение L4, в результате чего первичная обмотка создает

ИДС и в стержне магнитопровода, на котором размещена обмотка, создается магнитный поток Фо, уравновешивающий сетевое напряжение. Поток Фо разделяется на два потока Ф„ и Ф2

Поток Ф 1 проходит по среднему стерж1097982 фо о

35 где Ф„ — число витков первичной обмотки.

Аналогично выходное напряжение определяется равенством

Ю

Зф„

"г- "г,у, где w 2 — числО витков вторичной

ОбМОТКИ.

40 ню магнитопровода, а поток фай†по крайнему стержню, на котором расположена вторичная обмотка. Поток Ф индуктирует в первой обмотке управления ЭДС е„, а поток Ф2 индукти- 5 рует во второй .обмотке управления

ЭДС еу2. При параллельном включении обмоток управления е.„1 е,„ уФ

Поэтому изменение числа витков первой обмотки управления, соединенной со второй обмоткой управления, приводит к изменению величины потоков и ф2 . При этом изменяется ЭДС, индуктируемая во вторичной обмотке потоком ф»

Стабилизация выходного напряжения обусловлена изменением величины магнитного потока Ф2, сцепленного со вторичной обмоткой, и осуществляется коммутацией числа витков первой обмотки управления, соединенных со второй обмоткой управления.

Обоснование процесса стабилизации выходного напряжения, происходящего в устройстве, проводят на упрощенной модели, которая не учитывает падения напряжения на активном сопротивлении проводников обмоток, потоков рассеивания и потерь энергии на перемагничивание материала магнитопровода, .Напряжение сети 0„ уравновешивается ЭДС индуктируемой в сетевой обмотке потоком Фn, т.е.

В параллельно включенных обмотках управления могут индуктироваться только равные ЭДС,поэтому где ю и w — числа витков обмоток

4 и 6, соединенные, У1 У2 между собой.

Иэ выражений (1) — (3) нетрудно получить выражение для выходного напряжения устройства. — 0 и у5 "у

Управление числом витков Ilgwu соединяемых с обмоткой ч/, а также моментами переключения числа витков а„„ производится с помощью блока управления 7. Он вырабатывает управляющие сигналы в зависимости от отклонения выходного напряжения от заданного значения таким образом, чтобы скомпенсировать эти отклонения, Если производить изменение числа витков в моменты прохождения тока через нулевое значение, то регулирование выходного напряжения происходит без искажения его формы относительно формы входного напряжения.

Заданная точность регулирования выходного напряжения обеспечивается выбором соответствующего числа секций обмотки-4 управления и .числа управляемых ключевых элементов. Это следует из многоступенчатого регулирования выходного напряжения.

Устройство позволяет экономить массу и габариты сгабилизатора примерно на 203 по сравнению с прототипом, сохраняя достоинства устройств этого класса, в котором управляемые ключевые элементы вынесены в специальные цепи управления.

1097982

Составитель С. Чернышева

Редактор В.Ковтун Техред Ж.Кастелевич Корректор 0 Тигор

Заказ 4206/39 Тираж 842 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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