Стабилизатор переменного напряжения
Изобретение относится к электротехнике Целью изобретения является уменьшение уровня постоянной составляющей выходного напряжения. Устройство содержит ключевой элемент 1 из выпрямительного диодного моста, выход постоянного тока которого шунтирован силовым транзистором 6, работающим в ключевом режиме. Входное напряжение сети измеряется датчиком 19 амплитуды напряжения преобразуется и сравнивается с опорным напряжением в
СОГОЭ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 G 05 F 1/44
ГОСУДАРСТВЕЯЧЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Йиг7
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4704394/07 (22) 12.06.89 (46) 30.05.91, Бюл. ¹ 20 (72} В.С Уманский (53) 621.316.722. t (088.8)
{56) Авторское свидетельство СССР № 1501014, кл. G 05 F 1/44, 1989.
Патент Австралии № 374289, кл. 6 05 F 1/66, 1984. (54) СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ
Ä.,5UÄÄ 1652967 А1 (57) Из об ретение относится к злектротехн и ке.
Целью изобретения является уменьшение уровня постоянной составляющей выходноГо напряжения. Устройство содержит ключевой элемент 1 из выпрямительного диоднОГО моста, выход постоянноГО тОка ко торого шунтирован силовым транзистором
6, работающим в ключевом режиме, Входное напряжение сети измеряется датчиком
19 амплитуды напряжения преобразуется и сравнивается с опорным напряжением в
1652967
10 блоке управления, который выдает сигнал на управление силового транзистора 6. При несимметрии формы полуволн напряжения сети в блок управления поступают сигналы от первого 7 и второго 8 датчиков тока, Под воздействием этих сигналов происходит
Изобретение относится к электротехнике, Цель изобретения — уменьшение уровня постоянной составляющей выходного напряжения.
На фиг. 1 представлена принципиальная схема стабилизатора переменного напряжения; на фиг, 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу, Стабилизатор содержит ключевой элемент 1, состоящий из первого и второго диодов 2 и 3, катоды которых обьединены, а аноды соединены с катодами третьего и четвертого диодов 4 и 5 соответственно. Между анодами третьего и четвертого диодов 4 и 5 и эмиттером силового транзистора 6, коллектор которого соединен с общей точкой катодов первого и второго диодов 2 и 3, включены датчики 7 и 8 тока. Анод первого диода 2 соединен с первым выводом 9 для подключения сети. Второй вывод 10 для подключения сети объединен с первым выводом для подключения нагрузки 11. Второй вывод для подключения нагрузки 11 подкл ючеи к аноду второго диода 3, Парал-. лельно датчикам 7 и 8 тока подключены . входы соответствующих первого и второго интеграторов 12 и 13. Выходы первого и . второго интеграторов 12 и 13 соединены с входами дифференциального усилителя 14, выход которого соединен с входом иивертора 15 полярности импульсов и управляющим входом второго регулируемого делителя 16 напряжения.
Управляющий вход первого регулируемого делителя 17 напряжения соединен с выходом иивертора 15 полярности импульсов. Выводы коллектор — эмиттер силового транзистора 6 зашунтироваиы корректирующей цепочкой 18. Датчик 19 напряжения содержит трансформатор 20, первичная обмотка 21 которого, являющаяся входом датчика 19 напряжения, соединена с первым и вторым выводами 9 и 10 для подключения сети. Вторичные обмотки 22 и 23 трансформатора 20 через первый и второй однополупериодные выпрямители 24 и 25 соединены с входами соответствующих первого и второго регулируемых делителей 17 и 16 иапряе
45 корректировка скважности сигналов управления силовым транзистором 6 по полупериодам до тех пор, пока средние значения напряжения на нагрузке не сравняются, за счет чего достигается поставленная цель.
2 ил. жения. Устройство 26 сравнения содержит первый и второй компараторы 27 и 28, выходы которых соединены с входами логического элемента И 29, Первые входы первого и второго компараторов 27 и 28 соединены соответственно с выходами первого и второго регулируемых делителей 17 и 16 напряжения, Вторые выводы первого и второго компараторов обьединены и соединены с первым входом устройства 26 сравнения, к которому подключен источник 30 опорного напряжения. Выход логического элемента И
29 через усилитель 31 мощности соединен с базой силового транзистора 6.
Стабилизатор работает следующим образом.
Во время положительного полупериода напряжения сети на выходе первого однополупериодного выпрямителя 24 появляется напряжение положительной полярности, текущая величина которого пропорциональна текущему значению напряжения сети (Ug,þ, фиг, 2). На выходе первого регулируемого делителя 17 напряжения появляется напряжение положительной полярности; пропорциональное напряжению сети, которое далее поступает на инвертирующий вход первого компаратора 27 и сравнивается с опорным напряжением от источника 30 опорного напряжения (017, фиг, 2), Напряжение на выходе первого компаратора 27 имеет уровень логической единицы до тех пор, пока напряжение на инвертирующем входе меньше опорного (0гт, фиг, 2), После этого оно удерживается на уровне логического нуля. Напряжение на выходе второго компаратора 28 в этих условиях имеет уровень логической единицы, так как напряжение на выходе второго однополупериодного выпрямителя 25 и напряжение иа выходе второго регулируемого делителя 16 напряжения равны нулю (U)e, фиг. 2), Напряжения с выходов первого л второго компараторов
27 и 28 поступают на входы логического элемента И 29; его выходное напряжение в течение интервала фазовых углов й+, когда напряжение сети превышает заданный номинальный уровень Ro амплитуде, имеет уровень логического нуля (Ug,1о, 0гт. 0гв, 10
О29, Оз1, фиг. 2). В результате напряжение на выходе усилителя 31 мощности и на базе силового транзистора 6 совпадает по форме с напряжением на выходе логического элемента И 29. Таким образом обеспечивается запирание силового транзистора 6 в течение интервалов фазовых углов г-" + и поддержание постоянства амплитуды напряжения на выводах для подключения нагрузки (Озо,», фиг., 2).
Во время отрицательного полупериода в стабилизаторе происходят процессы. аналогичные описанным.
Постоянная составляющая в выходном напряжении (01а,», фиг. 2) отсутствует при условии полной симметрии формы кривой напряжения сети и одинаковых величинах фазовых углов Q+ и cz в каждом пслупериоде. На практике эти условия не всегда выполняются;так, форма полупериодов напряжения сети может быть несимметричной, например, из-за наличия четных гармоник, Подавление возника ащей при этом постоянной составляющей в выходном напряжении может быть основано на принципе сравнения величин средних значений тока нагрузки 1гр+ и l 8 тока (U7, Ов. фиг. 2). Эта информация интегрируется с помощью идентичных первого и второго интеграторов 12, 13, в которых постоянные времени в 10-20 раз превышают период напряжения сети. Таким образом, на оба входа дифференциального усилителя 14 с выходов перво-:; и второго интеграторов 12 и 13 поступают напряжения U p- и Ugp+, пропорциональные токам нагрузки I Среднее значение,";апряжения I!Ä-, — (.c Ucp-) апределя ат па:! арл уле где Еип — амплитуда наг аяжения сети. Отс.ада следует, ч а с увеличением r, q в положительном пol vëeðиаде напряжение U p уменьшается, à U p- с уменьшениел в отрицательном пслупериаде возрастает. Отработка сигнала ошибки происходит до тех пср, пака не установится динамическое равновесие, когда LI;p- = О,;,—, чта и обеспечивает подавление постоянной составляющей выходного напряжения. Корректирующая цепочка 16 обеспечивает оптимизаци;а траектории выключения силового транзистора 6 в интервалах фазаВЫХ УГЛОВ I Z+.. Формула изобретения Стабилизатор переменного напряжения, содержащий кл очевай элемент из четырех диодов и силового транзистора, коллектор катарога падклю ен к соединенным между собой катодам первого и второго диадсв, аноды которых са :, нены с катодами третьего и четвертагс диодов соответственна, при этом анод первого диода соединен с первым выводом для подключения сети переменнага така. второй вывод дл я падкл ючен ил сети перемен но -а тока и первый вывод для подключения нагрузки абьединены, Второй вывод для подключения нагрузки подключен к аноду второго диода, блок управления, содержащий датчик напряжения, вход катара.-а соединен с первым и вторым выводами для подключения сети переменнагс тока, i cTpoAGTBQ сравнения, к первому входу которого подключен источник апарнсга напряжения, причем выход блока управления соединен с базой силового транзистора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения уровня постоянной составляющей выходного напряжения, введены первый и второй датчики тока нагрузки, первый и второй интегратора, дифференциальный усилитель, инвертор полярности импульсов, первый и второй регулируемые делители напряжения, усилитель мощности и корректирующая цепочка, при этом датчик напряжения выполнен в виде трансформатора, выводы первичнсй обмотки которого являются вхо1652967 7 и„ Яв о 2 О 28 Фы8.2 Составитель А.Зенченко Техред M.Ìàðãåíòàë Корректор Т.Малец Редактор А.Огар Заказ 1772 Тираж 476 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Мг сква, Ж-35. Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 дом датчика напряжения, а вторичные обмотки соответственно через первый и второй однополупериодные выпрямители соединены с входами соответствующих первого и второго регулируемых делителей напряжений, устройство сравнения содержит первый и второй компараторы и логический элемент И, причем первые входы первого и второго компараторов соединены с выходами первого и второго регулируемых делителей напряжения, вторые выводы первого и второго компараторов объединены и соединены с первым входом устройства сравнения, выходы первого и второго компараторов подключены к входам логического элемента И, выход которого через усилитель мощности соединен с базой силового транзистора, первый и второй датчики тока нагрузки включены между змиттером силового транзистора и анодами третьего и четвертого диодов соответственно, параллельно каж5 дому иэ датчиков тока подключены входы соответствующих первого и второго интеграторов, выходами соединенных с входами дифференциального усилителя, выход которого соединен с управляющим входом вто10 рого регулируемого делителя напряжения и входом интвертора полярности импульсов, причем выход инвертора полярности импульсов подключен к управляющему входу первого регулируемого делителя напряже,15 ния, а параллельно выводам коллектор— змиттер силового транзистора включена корректирующая цепочка.
