Стабилизатор переменного напряжения

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д BTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2) ) 4) 82691/24"07 (22) 16.01,87 (46} 15.08.88. Бюл. 9 30 (71) Научно-исследовательский,проектно-конструкторский и технологический институт силовой полупроводниковой техники (72) В.Н.Филатов (53) 621.316.722.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 532853, кл. G 05 F 1/44, 1975.

Авторское свидетельство СССР

И - 792233, кл. G 05 F 1/44, 1978. (54) СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к стабилизаторам переменного напряжения, и может быть использовано для питания различных радиоэлектронных устройств.

Цель изобретения — упрощение, снижение установленной мощности и улучшение массогабаритных показателей.Нап1416955 А1 (51)4 G 05 F 1/44 ряжение на нагрузке 10 является алгебраической суммой двух напряжений: напряжения сети и напряжения, снимаемого со вторичной обмотки вольтодобавочного трансформатора l. Интегрирующий фильтр, образованный дросселем 4 и конденсаторами 5,6, обеспечивает сглаживание высокочастотных пульсаций выходного напряжения. Блок управления 9 воздействует на управляющие входы двухтактноro реверсивного усилителя, выполненного на высокочастотных ключах 2,3 так, что выходное напряжение поддерживается на заданном уровне. Изменяя скважность импульсов управления, можно в широких пределах регулировать напряжение вторичной обмотки трансформатора 1.

Питание двухтактного реверсивного усилителя осуществляется от двухполупериодного выпрямителя, выполненного на диодах 7,8 и конденсаторах

5,6. 2 ил.

Изобретение относится к электро" технике, в частности к стабилизаторам переменного напряжения, и может быть использовано для питания раз" личных радиоэлектронных устройств, 5

Цель изобретения — упрощение,снижение установленнай мощности и улучшение массогабаритных показателей.

На фиг;1 приведена принципиальная схема предлагаемого стабилизатора; на фиг.2 - диаграммы напряжений, характеризующие его работу.

Стабилизатор содержит вольтодобавочный трансформатор 1 высокочастотные ключи " транзисторы 2 и 3, дроссель 4, конденсаторы 5 и 6, диоды

7 и 8 высокочастотный блок 9 управления и работает на нагрузку 10, Вторичная обмотка вольтодобавочного трансформатора 1 включена последовательно с дросселем 4 интегрирующего LC-фильтра между входной и выходной клеммами стабилизатора. Пер" вичная обмотка вольтодобавочного 25 трансформатора 1 шунтирована двумя встречно-последовательно соединенными высокочастотными ключами - транзисторами 2 и 3 и образует вместе с ними реrулируемый элемент - двухтакт- 30 ный реверсивный усилитель, подключенный управляющими входами — базами транзисторов 2 и 3 к выходу блока 9 управления, а питающими выводами,образованными средней точкой первичной обмотки трансформатора 1 и общей точкой соединения транзисторов 2 и 3, подключен к выходу двухполупериодного выпрямителя, выполненного в виде двух встречно-последовательно соеди" ненных диодов 7 и 8, шунтированных цепочкой из двух последовательно соединенных конденсаторов 5 и 6, которая одновременно является емкостным звеном интегрирующего ЬС фильтра. Вход двухполупериодного выпрямителя и вход блока 9 управления подключены к вы- ходным клеммам, к которым подключена нагрузка 10. Вольтодобавочный трансформатор и двухтактный реверсивный усилитель представляет собой регулирующий орган.

Стабилизатор работает следующим образом.

При подаче на вход стабилизатора сетевого напряжения оно складывается с высокочастотным, смодулированным по синусоиде высокочастотным напряжением, формируемым регулирующим элементом на вторичной обмотке вольтодобавочного трансформатора 1.

Регулирование скважности высоко" частотной вольтодобавки обеспечивает регулирование величины и знака первой по сети гармоники вольтодобавочного напряжения, эа счет которой и обеспечивается стабилизация выходного напряжения на заданном уровне. А остальные высокочастотные гармоники выделяются в интегрирующем ЬС-фильтре 4,5,6.

Допустим сетевое напряжение равно максимально допустимому отклонению Чс = Чс цдкс (фиг.2а). Блок 9 управления вместе с регулирующим органом 1,2,3 обеспечивает поддержание выходного напряжения стабилизатора на требуемом уровне Чш . Для этого выходное напряжение делится емкостным делителем, образованным последовательно соединенными конденсаторами 5 и 6, пополам и выпрямляется поочередно диодами 7 и 8. На питающие выводы двухтактного реверсивного усилителя 2, 3 подается выпрямленное выходное напряжение (фиг.26)..

Поочередное включение транзисторов 2 и 3 обеспечивает реверсивное формирование положительных импульсов на одной из первичных полуобмоток и отрицательных импульсов на второй первичной полуобмотке вольтодобавочного трансформатора 1,,смодулирован" ных по огибающим двухполупериодного выпрямленного питающего напряжения (фиг.26).

При неизменной частоте импульсов управления транзисторами 2 и 3, например, в 10-20 кГц, регулируется их относительный фазовый сдвиг от 0 до

180 эл.град частоты управления. При сдвиге, близком к 90О, скважность импульсов, формируемых на обоих первичных полуобмотках вольтодобавочного трансформатора 1, равна и первая гармоника по сети суммарного результирующего напряжения на вторичной обмотке трансформатора равна О.

При возрастании сетевого напряжения V относительный фазовый сдвиг управляющих импульсов транзистора 3 смещается в диапазоне

О Ц 90 зл. град и на вторичной обмотке трансформатора 1 формируется вольтовычитающая по первой гармонике добавка напряжения, обеспечивающая понижение сетевого напряжения и

1416955 поддержание выходного напряжения на требуемом уровне (фиг.2a}.

При понижении сетевого напряжения Чс относительный фазовый сдвиг управляющих импульсов транзистора 3 смещается в диапазоне

90 4 Ц < 180 зл,град и на вторичной обмотке трансформатора 1 формируется по первой гармо" нике сетевого напряжения положительная вольтодобавка, обеспечивающая повышение сетевого напряжения и поддержание выходного напряжения стабилизатора на заданном уровне.

Блок 9 управления обеспечивает формирование высокочастотных управляющих импульсов и подачу их на управляющие входы транзисторов 2 и 3 с относительным фазовым сдвигом, регулируемым с помощью обратной связи блока 9 управления с выходным напряжением.

Блок 9 управления стабилизатором может иметь различную структуру исполнения, включающую в себя узел сравнения выходного напряжения с опорным — заданным, узел формирова" ния управляющего напряжения, узел формирования фазного сдвига, т.е. аналогично блокам управления извест" ных стабилизаторов.

Особенностью предлагаемого изобретения является использование не од" ного,. а двух последовательно соединенных конденсаторов интегрирующего

ЬС-фильтра одновременно и в качестве емкостного делителя напряжения, и в качестве двух плечей двухполупериодного однофазного выпрямителя, питающего двухтактный реверсивный усилМтель стабилизатора.

Применение предлагаемого решения позволяет снизить напряжение питания двухтактного реверсивного усилителя в два раза без применения силового согласующего трансформатора и ис- . польэовать вместо четырех только два диода, Отсутствие силового трансформатора на 50 Гц, а также двух диодов обеспечивает практически снижение массогабаритных показателей стабилизатора примерно в 1,5-2 раза, пос5

l5

25 його реверсивного усилителя на высо30

40

55 колЬку вольтодобавочный трансформатор рассчитан на работу на высокой частоте.

Выполнение емкостного звена интегрирующего LC-фильтра в виде двух последовательно соединенных конденсаторов не приводит к увеличению их установленной мощности, а наличие самих кондесаторов обеспечивает устойчивую работу стабилизатора практически на любую нагрузку.

ФоРмула изобретения

Стабилизатор переменного напряжения, содержащий регулирующий орган, выполненный в виде вольтодобавочного трансформатора, вторичная обмотка которого подключена одним выводом к входной клемме, а другим выводом через интегрирующий С-фильтр — к выходной клемме, и регулирующего элемента, выполненного в виде двухтакткочастотных ключах, одни силовые выводы которых объединены, а другие соединены с соответствующими выводами первичной обмотки вольтодобавочного трансформатора, выполненной со средней точкой, вместе с объединенными силовыми выводами высокочастотных ключей являются выводами питания двухтактного реверсивного усилителя и подключены к выходу двухполупериодного выпрямителя, входом связанного с выходными клеммами, блок управления, вход которого подключен к выходным клеммам, а выход — к управляющим входам двухтактного реверсив" ного усилителя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения, снижения установленной мощности и улучшения массогабаритных показателей, двухполупериодный выпрямитель выполнен в виде двух встречно-последовательно соединенных диодов, шунтированных цепочкой из двух последовательно соединенных конденсаторов, которая одновременно является емкостным звеном интегрирующего LC-фильтра, причем вход двухполупериодного выпрямителя подключен непосредственно к выходным клеммам.

Составитель А.Волкова

Техред Л.Сердюкова

Редактор Л, Пчолинская

Корректор M.Âàñèëüåâà

Закав 4064/45

Тираж 866

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предпрщтие, г Ужгород, ул. Проектная, 4