Стабилизатор переменного напряжения

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (Я) 4 G 05 F 1!44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4073828/24-07 (22) 05.05.86. (46) 15.05.88. Бюл. 11 - 18 (71) Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологичес- . кий институт силовой полупроводниковой техники Завода "Электровыпрямитель (72) Б.К.Бурдасов, В.А.Толстых, В.H.Рнович и IO.М.Балахно (53) 621.316,722.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР, У 907519, кл. G 05 F 1/44, 1980.

Стабилизатор напряжения СПН-400.

ТУ 16-539. 283-75. (54) СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для стабилизации переменного напряжения с малым уровнем нелинейных искажений, Цель изобретения — повышение надежности работы, сниже ние коэффициента нелинейных искажений, упрощение схемы и повы„„SU„„1396129 д1 шение точности стабилизации. С подачей входного напряжения на обмотку автотрансформатора l получают пи— тание блок управления 5 первым понижающим ключом 4 и общий блок управления 6 ключами 2,3. С повышением входного напряжения увеличивается напряжение на выходе выпрямителя 7, которое поступает на вход регулируемого нелинейного узла 13, обеспечивающего повышение скорости изменения напряжения на своем выходе по отно:,шению к скорости изменения напряжения íà его входе. На блок сравнения 10 поступают сигналы от формирователя пилообразного напряжения 9 и от нелинейного узла 13. Разностный сигнал после усиления в выходном блоке 11 поступает на управляющий вход соответствующего ключа. Использование нелинейного.узла 13 позволяет осуществлять изменение фазы управляющего сигнала с целью обеспечения неизменности выходного напряжения. 3 ил.!

396129

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для стабилизации переменного напряжения с малым уровнем нелинейных ис5 кажений.

Цель изобретения — повышение надежности работы, снижение коэффициента нелинейных искажений, упрощение схемы и повьппение точности стабилиза- 10 ц и.

На фиг.1 представпена блок-схема, стабилизатора переменного напряжения, на фиг,2 — пример блок -схемы регулируемого нелинейного узла. l5

Стабилизатор (фиг. 1 ) состоит из автотрансформатора 1, выводы секцион рованной обмотки которого подключены к входным выводам и через управляемые ключи переменного тока 2О

2,;3,4 — к выходным выводам., На первый понижающий ключ 4 управляющий сигнал поступает с первого блока 5 управления, подключенного к отдельной обмотке автотрансформатора 1. 25

Общий блок 6 управления ключами

2,,3 (в общем .случае и-I ключами) состоит из общего выпрямителя ?, вход которого подключен к отдельной обмотке автотрансформатора ., общего вспо- 3О могательного стабилизатора 8 и общего, формирователя пилообразного напряжения 9, выход которого подключен к блоку 10 сравнения, состоящему из (и- 1) узлов по числу управляемых ключей (n-1), один соотве.тствующий выход блока 10 узла сравнения через выходной блок 11 подключен непосредственно, к входу управления одного повышающего ключа (например,2), другие выходы блока 10 сравнения через выходной блок 1? подключены к входам управления соответствующих ключей посредством элементов гальванической развязки 12, а соответствующие выходы регулируемого нелинейного узла !3 подключены к соответствующим входам блока 10 сравнения. Количество узлов элементов 10,11, 13 равно числу управляемых ключей или они делаются многоканальными.

Регулируемый нелинейный узел (фиг,2) может быть выполнен из опорного элемента 14, входом подключенного к входу 15 узла 13, к которому

55 подключен также вход регулирующего элемента 16, выходом соединенного с первым входом усилителя 17, второй вход которого подключен к выходу опорного элемента 14, из делителя 18, вход которого подключен к выходу усилителя 17, а выход. делителя 18 подключен к выходу 19 нелинейного узла.

Стабилизатор переменного напряжения работает следующим образом.

С подачей входного напряжения на обмотку автотрансформатора 1 получают питание блоки .управления. При пониженном входном напряжении ключи 2, 3,4 открываются в очередности 4 — 3

2 с малым фазовым сдвигом (фиг.3).

C повьппением входного напряжения увеличивается напряжение на выходе выпрямителя 7 блока 6 управления.

Выпрямитель 7 одновременно обеспечивает синхронизацию формирователя пилообразного напряжения (ФПН) 8. Напряжение с выхода выпрямителя 7 поступает на вход регулируемого нелинейного узла 13. На первый вход блока 10 сравнения подается пилообразное напряжение, а на вторые входы поступают сигналы с соответствующих выходов узла 13, В момент равенства напряжений на выходе блока 10 сравнения формируется сигнал, который после усиления в выходном блоке

11 поступает на вход управления, например, ключа 2. В результате увеличения напряжения на выходе нелинейного узла 13 блока управления;.начинает увеличиваться фаза открытия ключа 2. Фазы открытия остальных ключей не изменяются. При дальнейшем повышении напряжения фаза открытия ключа

2 превысит 180 эл.град и управление с этого ключа снимается, в этот момент начинает увеличиваться фаза открытия ключа 3 и т.д. В результате последовательно изменяйтся фазы открытия ключей 2, 3 и т.д. до 180 эл. град. Фаза открытия понижающего клю- ча 4 не меняется. Регулирующий нелинейный узел 13 построен таким образом, что начальное выходное напряжение регулируемого нелинейного узла каждого высшего ключа превышает соответствующее напряжение следующего низшего ключа„ а характеристики регулируемых нелинейных узлов блока 6 управления подобраны таким образом, что при превьппении выходного напряжения регулируемого нелинейного узла высшего ключа амплитуды напряжения на выходе формирователя пилообразного напряжения начинает увеличиваться выходное напряжение регулируемого не1396129 линейного узла следующего низшего ключа, причем управление с высшего ключа снимается. В результате напряжение на выходе стабилизатора оста5 ется неизменным, а нелинейные искажения минимальными и определяются величиной ступеней управляемых ключей, которые выбираются пропорциональными величине входного напряже- 1О ния, чтобы коэффициенты нелинейных искажений на всех зонах оставались постоянными

Общий блок 6 управления гальванически связан только с одним повышаю- 15 щим ключом (2), связь с другими ключами осуществляется через элементы гальванической развязки 12 (например, импульсные трансформаторы или оптоэлектрические пары) . В результате 2п упрощается автотрансформатор 1 и количество элементов в блоке 6 управления, б

Регулируемый нелинейный узел 13 работает следующим образом. 25

При изменении уровня входного сигнала от нуля до определенной величины усилитель 17 закрыт, а напряжение на выходе делителя 18 равно минимальной величине, определяемой номером 3 > управляемого ключа, подключенного к блоку 6 управления..При достижении напряжения на входе заданного уровня напряжение на входе регулирующего элемента 16 начинает превышать напря35 жение опорного элемента 14, в результате усилитель открывается и его выходное напряжение, поступающее на делитель 18, начинает быстро возрастать, В этом режиме скорость роста выход- 4О ного напряжения делителя 18 превышает скорость роста напряжения на входе регулируемого нелинейного узла 13 так, что при изменении входного напряжения с опреде- 45 ленной скоростью осуществляется увеличение фазы управляющего сигнала управляемого ключа с целью обеспечения неизменности выходного напряжения. Регулирующий элемент 16 и делитель 18 в узле 13 служат для установки необходимого входного уровнянапряжения начала работы, минимального выходного напряжения и необходимой характеристики регулирующего нелинейного узла 13.

В предлагаемом стабилизаторе возм жно увеличение числа зон регулирования. что снижает нелинейные искажения выходного напряжения, без обеспечения блокировки. Кроме того, здесь отсутствует положительная обратная связь отрегулированного напряжения на блок управления, что повышает стабильность работы н упрощает схему, а также повышает надежность ее работы. формулаизобретения

Стабилизатор переменного напряжения, -содержащий автотрансформатор, выводы секционированной обмотки которого связаны с входным и выходным выводами, а один из выводов секционированной обмотки подключен к общей шине, и управляемых ключей неременного тока, блок управления первым понижающим ключом, общий блок управления (n-1) управлыемыми ключами, состоящий из выпрямителя, вход которого подключен к отдельной обмотке автотрансформатора, а первый выход— к входу вспомогательного стабилизатора, выход которого подключен к выводам питания формирователя пилообразного напряжения, блока сравнения и выходного блока, а выход формирователя пилообразного напряжения соединен с первым входом блока сравнения, выход которого соединен с входом выходного блока, выходом связанного с управляницими входами (и-1)-х управляемых ключей, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения надежности работь1, снижения коэффициен,та нелинейных искажений, упрощения схемы и повышения точности стабилизации, в его общий блок управления (n-1)-ми управляемыми ключами введен регулируемый нелинейный узел,обеспечивающий повышение скорости изменения напряжения на своем выходе по отношению к скорости изменения напряжения на его входе при превышении напряжений на его входе заданного уровня, вход регулируемого нелинейного узла подключен к первому выходу выпрямителя, а выходы — к соответствующим вторым входам блока сравнения, второй выход выпрямителя соединен с входом формирователя управлявшего напряжения, кроме того, число выходов регулируемого нелинейного узла и блока сравнения равно (n-1), связь (и-1)-х выходов выходного блока с

lI 396129

Составитель А.Волкова

Техред А.Кравчук

Корректор А.Тяско

Редактор Г1.Товтин

Заказ 2493/49 Тираж 8бб

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Г1осква, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. ужгород, ул. Проектная, 4 управляющими входами соответствующих (й-2)-х ключей выполнена через элемвнты гальванической развязки, а с управляющим входом и-го ключа - не5 посредственно, связь одного из выводов секционированной обмотки с входным выводом выполнена непосредственно, а связь и-х выводов с выходным выводом — через управляемые ключи переменного тока.