Параметрический стабилизатор переменного напряжения

 

ОП "" Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

CoIo3 Советсиик

Социалистнческик

Республик

<"> 656040

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22} Заявлено 01.1 174 (21} 2072447/24-07 с присоединением заявки Эй— (23} Приоритет (Я) М. Кл.

G 05 F 3/Об

Государственный комнтет

Ссс }1 по делам нзобретеннй н открытнй (53) УДК б 2 1 . 3 1 б . .722.1 (088.8) Опубликовано050479, Бюллетень % 13

Лата опубликования описания 05.04.79

Б.A.Áoëëoâ, Г.П.Задерей, A.K.Kàðåëüöåâ и Б.Л.Сушкеев

P2) Авторы изобретения (71) Заявитель

Московский ордена Ленина энергетический институт (54) ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в цепях питания различной электро и радиоаппаратуры.

Известны параметрические стабилизаторы переменного напряжения (1),(2) .

Первое из известных устройств (1) содержит трансформатор, первичная обмотка которого соединена последовательно с конденсатором и источником нестабилизированного гармонического напряжения, а вторичная обмотка служит для подключения нагрузки. Стабилизация выходного напряжения, обус.ловленного наличием индуктивной связи между первичной и вторичной обмотками, осуществляется за счет последовательного феррорезонанса в.первичной цепи ° С целью улучшения стабилизирующих свойств устройства сердечник трансформатора собран из .пластин, в которых предусмотрены чередующнеся участки с немагнитным зазором, что обеспечивает более пологий рабочий участок амплидутной характеристики устройства.

Недостатком этого стабилизатора является непосредственная трансформаторная связь между первичной и ,вторичной обмотками сердечника, что ведет к беспрепятственной пере. даче всех импульсных и периодических изменений входного напряжения во вторичную цепь. При этом сильно. усложняется задача защиты нагрузки от перенапряжений во входном питании, а также защита самого устройства при коротком замыкании в цепи нагрузки.

Второе иэ известных устройств (2), являющееся наиболее близким техническим решением к данному изобретению, содержит трансформатор с ортогональным расположением первичной и вторичной обмоток сердечника, причем первичная обмотка соединена с первым конденсатором и с входными выводами, а вторичная обмотка зашунтирована вторым конденсатором и подключена к выходным выводам.

Недостатком указанного устройства является узкий диапазон стабилизации по входному напряжению, обусловленный недостаточно широкой областью возбуждения и существования параметрических колебаний в выходном резонансном контуре.

Целью настоящего изобретения является расширение диапазона стабилизации по входному напряжению.

656040

Поставленная цель достигается тем, что в параметрическом стабилизаторе переменного напряжения, содержащем трансформатор с ортогональным расположением первичной и вторич» ной обмоток сердечника, причем пер» вичная обмотка соединена с первым конденсатором и о входными выводами а вторичная обмотка эашунтирована вторым конденсатором и подключена к выходным выводам, конденсатор в первичной цепи соединен последовательно с обмоткой, причем емкость его выбрана из условия:

Lm 1б где L максимальная индуктивность первичной обмотки (Гн); (d — круговая частота источника входного напряжения (рад/сек) .

Такое включение конденсатора 20 обеспечивает значительное увеличение амплитуды тока первичной обмотки вследствие компенсации реактивных составляющих сопротивления первичного контура по первой гармонике.. р8

Следовательно, увеличивается глубина модуляции параметра L> (индуктивность вторичной обмотки), расширяется область возбуждения и существова» ния параметрических колебаний в выходном контуре, чем и достигается расширение диапазона стабилизации по входному напряжению. Максимальная индуктивйость первичной обмотки может быть определена по характеристике сердечника Q (1), т.е. зависимости потокосцелления от тока, снятой при намагничивании сердечника со стороны первичной обмотки, Наибольшая крутизна кривой у (1} будет соответствовать максимальной производной dy/с ( ь а значит - максимальному значению индуктивности первичной обмотки.

На Фигуре 1 представлена .принципиальная схема устройства,а на фигуре 2 показано каким образом происходит мо- 5 дуляция параметра L>.Íà фигуре 3 изображена конструкция сердечника, а на фигуре 4 - сравнительные амплитудные.характеристики стабилизатора, снятые экспериментально при парал- 50 лельном и последовательном включении конденсатора в первичной цепи.

Схема предлагаемого стабилизатора напряжения включает в себя генератор

1 нестабилизированного гармонического 5 напряжения, трансформатор, состоящий из ферромагнитного сердечника 2 с ортогональным расположением первичной обмотки 3 и вторичной обмотки 4, конденсаторы 5 и 6, входящие соответственно в первичную и вторичную цепи устройства, сопротивление нагрузки 7. Физическая картина процесса модуляции параметра L2 поясняется графиками на фиг.2, где кривые 8 это изменение тока первичной обмот- 65 ки 1 во времени, кривая 9 - зто зависимость индуктивности Ь2 от тока

11, а кривые 10 - изменения во времени параметра Ь2 соответствующие разным амплидутам тока 1 g.,Иэ фигуры видно, что при увеличении амплитуды тока 11 происходит увеличение глубины модуляции индуктивности Lg.

Расширение диапазона стабилизации по входному напряжению осуществляется за счет увеличения глубины модуляции параметра L которая, в свою очередь, определяется амплитудой тока первичной обмотки. Включение конденсатора 5 последовательно с первичной цепью обеспечивает значительное увеличение амплитуды тока первичной обмотки эа счет компенсации реактивных составляющих сопротивления первичного контура по первой гармонике. Сердечник трансформатора, изображенный на Фиг.3, представляет собой полый разъемный тор, выполненный из феррита марки 2000 НМ. Первичная обмотка расположена снаружи по поверхности тора, а вторичная обмотка уложена во внутренней его полости. Сравнительные амплитудные характеристики, изображенные на фиг.4, сняты: кривая 11 для параллельного включения конденсатора в первичную:цепь, кривая 12— для последовательного включения.

Напряжения указаны в вольтах. Ui u

U — соответственно входное и выхода ное напряжения. Стрелки на характе ристиках показывают возбуждение и срыв колебаний в выходном контуре.

Формула изобретения

Параметрический стабилизатор переменного напряжения, содержащий трансформатор с ортогональным расположением первичной и вторичной обмоток сердечника, причем первичная обмотка соединена с первым конденсатором и с входными выводами, а вторичная обмотка зашунтирована вторым конденсатором и подключена к выходным выводам, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения диапазона стабилизации по входному напряжению, конденсатор в первичной цепи соединен последовательно с обмоткой, причем емкость его выбрана из условия:

С й7 ь„, где Ь,п — максимальная индуктивность первичной обмотки (Гн); — круговая частота входного напряжения (рад/сек).

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СПИ 93803479,кл.323-44, 1969.

2. Патент CltR 93654546, кл.323-6, 1968.

656040

4-4 го

2д Л

Фиг.4

Составитель С.Черныаева

Техред Л.МФерова Корректор M.Р п ко

Редактор В.Лукин

Тираж 1014 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

1)3035, Москва, Ж«35, Рауюская наб., д.4/5

Закаэ 1518/38

Филиал ППП Патент, г.ужгород, Ул. Проектная, 4