Стабилизатор напряжения

Авторы патента:

Смирнов Павел Николаевич (RU)

Быков Иван Михайлович (RU)

Быков Павел Иванович (RU)

H02M5/12 - для преобразования только амплитуды напряжения или тока

H02M1/32 - Элементы схем

G05F1/40 - с помощью электронных, газоразрядных или полупроводниковых приборов в качестве конечных регулирующих приборов

G05F1/32 - с помощью магнитных приборов с управляемым насыщением в качестве конечных регулирующих приборов

Владельцы патента RU 2643166:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" (RU)

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться для автоматической стабилизации напряжения. Стабилизатор напряжения содержит трансформаторный регулятор напряжения, два диодных моста, стабилитрон, резистор, усилитель, транзистор, емкость, причем выходная обмотка трансформатора соединена в параллель со входом второго диодного моста, выход которого соединен со стабилитроном, резистором и входном усилителя, резистор и стабилитрон включены параллельно выходу второго диодного моста и входу усилителя, один выход которого соединен с базой транзистора, а второй выход соединен с эмиттером транзистора, параллельно коллектору и эмиттеру которого включены конденсатор и вход первого диодного моста, один выход которого соединен с началом первой обмотки управления трансформатора, а второй с концом второй обмотки управления, причем конец первой обмотки управления соединен с началом второй. Технический результат - непрерывное выходное напряжение с упрощением конструкции за счет избавления от дополнительного выходного сглаживающего фильтра и узла искусственной коммутации. 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться для автоматической стабилизации напряжения.

Стабилизаторы напряжения, независимо от вида, работают по похожей схеме, включающей в себя трансформатор, регулирующий элемент, управляющий элемент. Трансформатор предназначен либо для повышения, либо дляпонижения напряжения. Для того, чтобы он мог выполнять эту цель, монтируют регулирующий элемент. Именно он управляет работой трансформатора. Чтобы этот регулирующий компонент «знал», как управлять трансформатором, в стабилизатор монтируют управляющий элемент. Он осуществляет измерение напряжения на входе, сравнивает его с оптимальным напряжением и дает необходимую команду регулирующему элементу. Каждый стабилизационный прибор работает по такой схеме. Разница между ними заключается в строении регулирующих элементов и особенностях трансформатора.

Известен стабилизатор напряжения, состоящий из регулируемого автотрансформатора, включенного в первичную обмотку вольтодобавочного трансформатора, вторичная обмотка которого включается в разрыв фаз сети (http://www.termomir31.ru/upload/iblock/628/6284e235i2a76b865a4a12375dd6d3b5.pdf). Работа таких стабилизаторов обеспечивается за счет сервопривода (регулирующего элемента), который перемещает ползунок вдоль витков трансформатора так, чтобы обеспечивать постоянство напряжения на выходе.

К недостаткам данного устройства следует отнести большое количество механических узлов, низкую надежность и долговечность.

Известен стабилизатор напряжения, состоящий из трансформатора с отводами, которые коммутируются с помощью электронных коммутаторов (регулирующего элемента) (http://www.radioman-portal.ru/pages/1697/). Напряжение на выходе изменяется ступенчато.

К недостаткам данного устройства следует отнести наличие механического узла - блока реле, что снижает долговечность и надежность устройства в целом. Также к недостаткам следует отнести ступенчатую форму выходного напряжения.

Известен стабилизатор напряжения, который является наиболее близким к предлагаемому техническому решению (прототип), с вольтодобавочными (вольтоповышающими и вольтопонижающими) трансформаторными регуляторами, первичные обмотки которых включаются параллельно источнику сетевого напряжения, как правило, с помощью встречно-параллельных тиристоров, а вторичные обмотки - последовательно с нагрузкой. Регулирование выходного напряжения в подобных схемах осуществляется в необходимых ограниченных пределах с помощью тиристоров импульсно-фазовым способом. Основным назначением устройств является стабилизация сетевого напряжения в условиях меняющейся нагрузки и возможного изменения ЭДС-источника по принципу автоматического регулирования с применением отрицательной обратной связи по напряжению нагрузки. Для повышения быстродействия тиристорного регулятора выключение тиристоров осуществляется принудительно с помощью специального узла искусственной коммутации, основным элементом которого служат коммутирующие конденсаторы (см., например, авт. св. СССР N 1092648, кл. H02J 3/12).

К недостаткам данного устройства следует отнести дискретность выходного напряжения и сложность конструкции за счет выходного фильтра и узла искусственной коммутации.

Задача изобретения (технический результат) - упрощение конструкции и непрерывное выходное напряжение.

Задача достигается тем, что в стабилизатор напряжения, содержащий трансформаторный регулятор, введены два диодных моста, стабилитрон, резистор, усилитель, транзистор, конденсатор. Причем выходная обмотка трансформаторного регулятора соединена в параллель со входом второго диодного моста, выход которого соединен со стабилитроном, резистором и входном усилителя, резистор и стабилитрон включены параллельно выходу второго диодного моста и входу усилителя, один выход которого соединен с базой транзистора, а второй выход соединен с эмиттером транзистора, параллельно коллектору и эмиттеру которого включены конденсатор и вход первого диодного моста, один выход которого соединен с началом первой обмотки управления трансформаторного регулятора, а второй - с концом второй обмотки управления, причем конец первой обмотки управления соединен с началом второй.

На чертеже изображена электрическая принципиальная схема предложенного стабилизатора напряжения.

Электрическая принципиальная схема стабилизатора напряжения содержит трансформаторный регулятор напряжения (1), диодный мост (2), стабилитрон (3), резистор (4), усилитель (5), транзистор (6), конденсатор (7), диодный мост (8), первую обмотку управления (9), вторую обмотку управления (10), причем трансформаторный регулятор напряжения (1) соединен с диодным мостом (2) со стороны нагрузки, выход диодного моста (2) соединен в параллель со стабилитроном (3), резистором (4) и входом усилителя (5), выход усилителя (5) соединен в параллель с базой и эмиттером транзистора (6), коллектор и эмиттер транзистора (6) соединены в параллель с конденсатором (7) и выходом диодного моста (8), а вход диодного моста соединен с началом первой обмотки управления (9) и концом второй обмотки управления (10), а конец первой обмотки управления (9) и начало второй обмотки управления (10) соединены между собой.

Блок (1) представляет собой трансформаторный регулятор напряжения, например патент №1119088. Блоки (2) и (8) представляют собой диодные однофазные мостовые схемы выпрямления. Элемент (3) представляет собой стабилитрон эталонного напряжения. Элемент (4) представляет собой резистор. Блок (5) представляет собой операционный усилитель. Элемент (6) представляет собой биполярный транзистор. Элемент (7) представляет собой конденсатор, номинал которого выбирается в зависимости от напряжения сети. Элементы (9) и (10) являются обмотками управления трансформаторного регулятора напряжения (1).

Предлагаемое устройство функционирует следующим образом.

В нормальном режиме работы сигнал рассогласования на входе усилителя (5) отсутствует, транзистор (6) закрыт, диодный мост (8) не работает.

Когда напряжение на выходе диодного моста (2) отличается от эталонного напряжения стабилитрона (3), появляется сигнал рассогласования, который поступает на вход усилителя (5), усиливается и открывает транзистор (6), тем самым создавая путь для протекания тока с выхода диодного моста (8) через транзистор (6), таким образом меняя переменный ток в обмотках управления (9) и (10) трансформаторного регулятора напряжения (1), изменяя индуктивное сопротивление участков магнитных цепей обмоток управления (9) и (10) и выходное напряжения до установленной нормы.

Упрощение конструкции достигается за счет плавного регулирования выходного напряжения, которое имеет непрерывную форму и позволяет избавиться от дополнительного выходного сглаживающего фильтра и узла искусственной коммутации.

Стабилизатор напряжения, содержащий трансформаторный регулятор напряжения, отличающийся тем, что в него введены два диодных моста, стабилитрон, резистор, усилитель, транзистор, емкость, причем выходная обмотка трансформатора соединена в параллель со входом второго диодного моста, выход которого соединен со стабилитроном, резистором и входном усилителя, резистор и стабилитрон включены параллельно выходу второго диодного моста и входу усилителя, один выход которого соединен с базой транзистора, а второй выход соединен с эмиттером транзистора, параллельно коллектору и эмиттеру которого включены конденсатор и вход первого диодного моста, один выход которого соединен с началом первой обмотки управления трансформатора, а второй - с концом второй обмотки управления, причем конец первой обмотки управления соединен с началом второй.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования напряжения генераторов трехфазного переменного тока автономных источников электрической энергии.

Нормализатор переменного напряжения // 2618115

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для поддержания переменного напряжения в заданных пределах. Задача (технический результат) предлагаемого изобретения заключается в повышении надежности работы устройства при обеспечении заданных параметров регулирования.

Высоковольтный преобразователь частоты с накопителем энергии // 2579009

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в многокаскадных высоковольтных преобразователях частоты, фазы которых состоят из группы последовательно соединенных силовых преобразовательных ячеек.

Трехфазный регулятор напряжения // 2564990

Изобретение относится к полупроводниковым регуляторам электрической энергии, предназначенным для преобразования переменного напряжения в регулируемое по величине переменное напряжение, и может быть использовано для регулирования и стабилизации переменного напряжения на нагрузке, в том числе в бортовых системах электроснабжения автономных объектов, а также в устройствах плавного пуска двигателей переменного напряжения.

Устройство, обеспечивающее электромагнитную совместимость работы электрооборудования с регулируемым магнитным потоком // 2548171

Устройство, обеспечивающее электромагнитную совместимость работы электрооборудования с регулируемым магнитным потоком, содержит Ш-образный сердечник с намотанными на него катушками возбуждения, вольтодобавки и управления.

Многообмоточный дроссель для использования в стабилизаторе переменного тока // 2547145

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах распределения переменного тока. Технический результат состоит в повышении эффективности за счет снижения потребления индуктивных и емкостных нагрузок и фильтрации помех и скачков переходных процессов.

Стабилизатор напряжения трансформаторных подстанций предприятия // 2540421

Стабилизатор напряжения трансформаторных подстанций предприятий относится к электротехнике, в частности к электроэнергетическим системам, и может быть использован для стабилизации напряжения питания потребителей трансформаторных подстанций промышленных и агропромышленных предприятий, предусматривающих подключение электронагревателей для дополнительного обогрева помещений, нагрева воды и т.п., а также объектов мясомолочной и пищевой промышленности, в технологических процессах которых требуется непрерывная подача пара.

М-фазный регулятор переменного напряжения // 2529887

Изобретение относится к полупроводниковым преобразователям электрической энергии, предназначенным для преобразования переменного напряжения в регулируемое по величине переменное напряжение, и может быть использовано для регулирования и стабилизации переменного напряжения на нагрузке в бортовых системах электроснабжения автономных объектов, а также в устройствах плавного пуска двигателей переменного напряжения.

Автоматический трехфазно однофазный фильтросимметрирующий нормализатор переменного напряжения // 2529195

Изобретение относится к области электротехники и содержит трехфазный трехстержневой трансформатор, обмотки которого соединены встречно в зигзаг. Свободные выводы первых обмоток подключены к входным зажимам, а свободные выводы вторых обмоток соединяются в одну общую нулевую точку для подключения однофазных нагрузок.

Устройство управления и способ управления, используемые при шунтировании блоков питания // 2518093

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройстве и способе управления, используемых при шунтировании блоков питания. Технический результат - уменьшение пульсации выходного напряжения.

Схема защиты для полупроводникового переключающего элемента и устройство преобразования мощности // 2641479

Изобретение относится к схеме защиты для полупроводникового переключающего элемента. Технический результат заключается в уменьшении риска выхода из строя полупроводникового переключающего элемента вследствие пробоя, вызванного перенапряжением.

Способ уменьшения высших гармонических составляющих напряжения // 2641097

Использование: в области электротехники и электроэнергетики. Технический результат – повышение качества электроэнергии.

Схема обратноходового драйвера быстрого пуска и способ возбуждения // 2637775

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для возбуждения мощной нагрузки, например светодиодной трубки для подсветки в жидкокристаллическом дисплее.

Схема обратноходового импульсного источника питания и драйвер подсветки, в котором она используется // 2637773

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в бытовых приборах, зарядных устройствах и других приборах. Техническим результатом является уменьшение потерь переключающей способности МОП-транзисторов.

Способ, устройство и носитель данных для управления пуском импульсного выпрямителя // 2633696

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления электропитанием. Технический результат - обеспечение корректного пуска импульсного выпрямителя по напряжению и/или по току согласно требованиям питаемого объекта и в соответствии с внешней средой импульсного выпрямителя.

Трехточечный вентильный преобразователь // 2632185

Изобретение относится к области электротехники. Предложен трехточечный вентильный преобразователь (1) с активными фиксаторами уровня, который содержит по меньшей мере одну полумостовую схему (5), включенную в контур (2) постоянного напряжения.

Схемы источника питания // 2628407

Использование – в области электротехники. Технический результат – обеспечение лучшей стабилизации выходного напряжения в сети.

Способ конструирования фильтров электромагнитных помех для использования с преобразователями энергии // 2622113

Использование: в области электротехники. Технический результат – снижение веса системы привода двигателя.

Способ устранения электрической дуги, обусловленной по меньшей мере одним источником фазного напряжения вентильного преобразователя переменного тока // 2605082

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в силовых преобразователях. Техническим результатом является повышение быстродействия устранения электрической дуги, возникшей в схеме вентильного преобразователя переменного тока.

Подмодуль для модульного многоступенчатого преобразователя частоты // 2599261

Изобретение относится к электротехнике, а именно к подмодулю модульного многоступенчатого преобразователя частоты с однополюсным аккумулятором энергии и с включенной параллельно аккумулятору энергии мощной полупроводниковой последовательной схемой, содержащей два последовательно включенных мощных полупроводниковых переключателя с одинаковым направлением пропускания, причем встречно-параллельно каждому включаемому и выключаемому мощному полупроводниковому переключателю включен безынерционный диод.

Электрооптическое устройство управления параметрами электрической цепи // 2507558

Изобретение относится к области управления устройствами связи, локации, индикации. Регулирование параметров электрической цепи производится путем подачи светового сигнала через светофильтры на поверхность из «жидких кристаллов», который, пройдя сквозь нее и отклоняясь на определенный угол, соответствующий длине волны, попадает на фотоэлемент, который позволяет току управляемой цепи протекать через ветвь, где находится данный управляющий элемент, тем самым повышает или снижает требуемые величины силы тока или напряжения, а также позволяет осуществить способы временной задержки и переключения.