Устройство для ограничения напряжения

 

Изобретение относится к области стабилизированных источников питания. .Цель изобретения - повьшение стабильности выходного напряжения устройства для ограничения напряжения. Это достигается тем, что при подаче питания иа клеммы 3 и 4 устройства на стабилитроне 6 появляются импульсы напряжения. Под действием этих импульсов начинает заряжаться конденсатор 11 до отпирания транзистора 7 При разряде конденсатора 11 отпирается симистор 2 и через лампу накаливания 1 течет ток. Напряжение на верхней базе и, следовательно, напряжение отпирания транзистора 7 изменяется линейно с ростом напряжения сети. Поэтому с ростом напряжения сети увеличивается время заряда конденсатора 11, что приводит к увеличению фазового сдвига симистора 2. Напряжение на лампе 1 стабилизируется . Кроме того, за счет отрицатель- . ной обратной связи с выхода устройства на его вход, вьтолненной на диоде 15, резисторе 22, конденсаторе 12 и резисторе 21, обеспечивается дополнительная стабилизация напряжения на нагрузке 1. 1 ил. § (Л INS 4 О) О а СП N

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГ(УБЛИН (19) (12) А2 (б2) 4 С 05 F 1/44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

:а

leak

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1182497 (21) 3747434/24-07 (22) 06.06.84. (46) 23.07.86.Бюл. ¹ 27 (72) П.П.Дмитренко и В.Е.Александров: (53) 621.316.722.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство

И 1182497, кл. G 05 F 1/44,, 27.04.84. (54) УСТРОЙСТВО .ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ HAIIРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к области стабилизированных источников питания. .Цель изобретения — повышение стабильности выходного напряжения устройства для ограничения напряжения. Это достигается тем, что при подаче питания на клеммы 3 и 4 устройства на стабилитроне 6 появляются импульсы напряжения, Под действием этих импульсов начинает заряжаться конденсатор 11 до отпирания транзистора 7 °

При разряде конденсатора ll отпирается симистор 2 и через лампу накаf ливания 1 течет ток. Напряжение на верхней базе и, следовательно, напряжение отпирания транзистора 7 изменяется линейно с ростом напряжения сети. Поэтому с ростом напряжения сети увеличивается время заряда конденсатора 11, что приводит к увеличению фазового сдвига симистора 2.

Напряжение на лампе 1 стабилизируется. Кроме того, за счет отрицательной обратной связи с выхода устройст- д ва на его вход, выполненной на диоде 15, резисторе 22, конденсаторе 12 и резисторе 21, обеспечивается дополнительная стабилизация напряжения С< на нагрузке 1. 1 ил.! 246065

Изобретение относится к электротехнике и предназначено дл.я ограничения напряжения, преимущественно в осветительных установках с лампами накаливания при их питании от сетей с превышением напряжения относительно номинального.

Целью изобретения является повышение стабильности выходного напряжения .

На чертеже приведена схема устройства, Устройство содержит. лампу 1 накаливания, которая через тиристор (симистор) 2 подключена к клеммам 3 и 4 сети переменного тока, диодный мост 5, стабилитрон 6, однопереходный транзистор 7, трансформатор 8, конденсаторы 9-12, диоды 13-15 и резисторы 16-23.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения питания на клеммы 3 и 4 по цепи, составленной параллельно включенным резисторам 16 и конденсатором 9, диодным мостом 5, резисторами 17, 18 и стабилитроном

6, проходит ток, под действием которого на стабилитроне б выделяются импульсы пульсирующего напряжения стабилизированной амплитуды, Под действием этих импульсов напряженля через диод !4 и резистор 20 начинает в течение длительности каждого импульса заряжаться конденсатор ll до порога отпирания транзистора 7.

Одновременно заряд, конденсатора 11 осуществляется через резистор 19 под действием суммарного напряжения на стабилитроне 6 и реэ1лсторах 17 и 18. Каждый полупериод при заряде конденсатора 11 до порога отпирания транзистора 7 конденсатор 11 разряжается через транзистор 7 и конден-. сатор 12, зашунтированный резистором 21 на первичную обмотку трансформатора 8, вызывая отпира>псе симистора 2 и протекание тока через лампу 1 накаливания.

Верхняя база транзистора 7 питается не напряжением стабилизированной амплитуды, снимаемым со стабилитрона 6, а напряжением, равным сумме напряжения на стабилитроне 6, и нестабилизированного напряжения, падающего на резисторе 1.8 и сглажен,ного конденсатором 10. Напряжение на резисторе 18, конденсаторе 10 и, следовательно, на верхней базе тран-, зистора 7 изменяется линейно, увели- чиваясь с ростом напряжения сети.

Следовательно, линейно изменяется напряжение отпирания транзистора 7.

Поэтому при увеличении напряжения в сети время заряда конденсатора li увеличивается, поскольку напряжение питания RS-контура 20,11 осуществляI0 ется стабилизируемьпл с помощью стабилитрона 6 напряжением. С увеличением времени заряда конденсатора 11 увеличивается и фазовый- сдвиг в отпирании транзистора 7 и,, следовательI5 но, симистора 2, Напряжение на лампе I стабилизируется и не превьш ает номинального значения напряжения сети. Заряд конденсатора ll,через резистор 19 под действием напряжения„

20 падающего на резисторе 17 и имеющего синусоидальный характер, позволяет нелинейно изменять угол отпирания симистора 2 при линейном изменении напряжения сети, что при сину25 соидальном напряжении питания позволяет лучше стабилизировать напряжение в нагрузке. Этой же цели служит ,диод 14,, исключ;.пщий разряд конден1 сатора 11 через резистор 20.

30 Одновременно с подачей изменяющего в зависимости от напряжения сети напряжения на базы транзистора 7 с резистора !8 поступает напряжение в цепь первой базы транзистора 7, изменяющееся пропорционально напряжению на нагрузке-лампе 1. Под действием напряжения, падающего на ламп. 1, по цепи, образованной диодом

l5, резистором 22, резистором 21 и

40 одним из диодов выпрямительного моста 5, протекает пульсирующий ток.

Под действием этого тока выделяется напряжение, сглаженное конденсатором фильтра 12, пропорциональное нап45 ряжению в нагрузке 1. Чем выше напряжение на лампе 1, тем выше напряжение на конденсаторе 12 и тем самым — порог отпирания транзистора 7.

Следовательно, увеличивается и время

g0 заряда конденсатора 11 через резистор 20 и за счет этого уменьшается напряжение в нагрузке. То есть в прецлагаемом устройстве за счет отрицательной обратной связи с выхода устройства ла его вход, выполненной в виде последовательно соединенных диода 15, резистора 22, конденсатора 12 параллельно подсоединенным шения напряжения на лампах, а при номинальном и меньше номинального

Формулаиз о бр е т ения

Составитель С.Ситко

Техред N.Õîäàíè÷

Редактор Н.Егорова

Корректор Г.Решетник

Заказ 3998/40 Тираж 836

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятиИ, г.ужгород, ул.Проектная, 4 резистором 21, включенных в цепь первой базь1 однопереходного транзистора 7, и одного из диодов моста, обеспечивается дополнительная стабилизация напряжения в нагрузке 1.

Благодаря этой обратной связи компенсируется изменение напряжения в нагрузке за счет колебания порога срабатывания однопереходного транзистора 7, стабилитрона 6 и других элементов, в зависимости от температуры, времени и других факторов, т.е. повышаются стабилизирующие характеристики описываемого устройства.

Введение конденсатора 9 с параллельно подключенным резистором 16, через которые одна диагональ дисдного моста 5 подключена к клеммам сети 3 и 4, позволяет осуществить фазовый сдвиг импульсов напряжения на стабилитроне 6 по отношению к, напряжению на симисторе 2. 3а счет этого можно получить минимальную разницу между напряжениями на лампах накаливания и напряжением в сети,когда последнее меньше номинального значения.

Диод 13 исключает разряд конденсатора 10 на резистор 18 в паузах между импульсами выпрямленного напряжения, что позволяет существенно снизить пульсацию напряжения на конденсаторе 10 при незначительной его емкости и за счет этого уменьшить время заряда конденсатора при возрастании напряжения в сети, а следовательно, и исключить автоколебания напряжения в нагрузке при колебаниях напряжения в сети.

С помощью резистора 23 возможна корректировка порога отпирания транзистора 7. Изменением величины ре246065 4 зисторов 18 и 21 возможна регулировка отрицательной обратной связи и, следовательно, коэффициента стабилизации выходного напряжения, Таким образом, в простой схеме предлагаемого устройства может быть использована мощная нагрузка, достигающая десятков кВт, причем потребляемая схемой мощность не превышает нескольких ватт. Резкие превышения напряжения в сети не вызывают повызначениях напряжения в сети напряжение на нагрузке практически не снижается по отношению к напряжению в сети. Все это позволит применять устройство для ограничения напряжения на лампах накаливания, значительно р 1 продлив срок их службы, в частности при питании ламп от сельскохозяйственных сетей, где имеются особенно в ночные периоды, значительные превышающие норму напряжения и в других

25 случаях °

Устройство для ограничения напряжения по авт,св. Р 1182497, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения стабильности вьгходного напряжения, в него введены третий диод, четвертьгй конденсатор, шестой и седьмой резисторы, причем второй вывод

35 первичной обмотки трансформатора соединен с третьим выводом мостового выпрямителя через параллельно включенные шестой резистор и четвертый

40 конденсатор, а через цепочку из последовательно соединенных седьмого

i резистора и третьего диода- с выходным выводом устройства.