Стабилизатор переменного напряжения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Соцналнстнческнх

Реслублнк

<>851355 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 030579 (21) 2761502/24-07 с присоединением заявки Но (51)М. Кл.

G 05 F 1/14

Государственный комитет

СССР по деяам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 300781, Бюллетень М 28 (53) УДК 621. 316. .722.1(088.8) Дата опубликованыя описания 30.07.81 (72) Автор изобретения

Н.С. Калашников (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в блоках питания аппаратуры различного назначения, а также в качестве отдельного источника питания.

Известен стабилизатор переменного напряжения, содержащий подключенный к входным выводам питающий трансформатор, вторичная обмотка которого вы- 10 полнена с отводами, к которым подключены входом к выпрямителю с фильтром, соединенному выходом с выводами для подключения нагрузки, два реле с цепями управления g1) . недостатком его является сохране- 1з ния перенапряжений на сетевой части обмотки трансформатора при работе от сети с повышенным напряжением,снижающее его надежность. Кроме того,существенным недостатком такого стабилизатора является наличие только двух ступеней регулирования - одна ступень на повышенное напряжение, а другая ступень на пониженное напряжение. Известные стабилизаторы широкого применения имеют диапазон стабилизации напряжения 170-250 В. Такой диапазон стабилизации напряжения необходим для устройств широкого применения, так как колебания напряжения З0 электрических сетей в некоторых случаях могут быть даже больше, чем 170.

250 В, особенно в сторону понижения напряжения.

Известен стабилизатор переменного напряжения дроссельного типа. Стабилизатор состоит из силового трансформатора, управляемого многообмоточного дросселя и двух регулирующих систем на транзисторах 21.

Недостатком этого стабилизатора является большой коэффициент гармоник выходного напряжения, низкий КПД, большие габариты и вес. Известен стабилизатор переменного напряжения, содержащий трансформатор, первичная обмотка которого выполнена с отводами, подключенными через контакты реле к входным выводам, а ко вторичной обмотке через выпрямитель с фильтром, соединенному с выходными выводами, подключено два реле, первое из которых максимального напряжения,а второе минимального напряжения, и каждое из них соединено с выходом одного из двух узлов ynpasления, делитель напряжения, подключенный параллельно выходу выпрямителя с фильтром и состоящий иэ после851355 довательно соединенных трех резисто,ров и стабилитрона 33.

Недостатком этого стабилизатора переменного напряжения является узкий диапазон стабилизации напряжения> обусловленный наличием только двух ступеней регулирования, что существенно сужает область применения дан- ,ного стабилизатора. Кроме того, на личие влияющих друг на друга коммутирующих элементов в делителе напряжения усложняет настройку данного ста-билизатора, особенно при увеличении количества ступеней регулирования.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и област& применения стабилизатора перемев-. ного напряжения.

Поставленная цель достигается тем что в стабилизатор переменного нагряжения введено дополнительно третье реле минимального напря>кения, блок стабилизации постоянного тока и три резисторных делителя напряжения, причем блок стабилизации пос- ro. ка включен последовательно с делителем выходного напряжения, и параллельно его выходу подключены три =езисторных делителя напряжений, выходы которых соедкнены с входами соответствующих узлов управления реле, причем один из резисторов делителя напряжения, включенного на входе узла управления реле максимального напряжения, шунтирован одним вpäåHHû" управляемым ключевым элементом, вход которого подключен к узлу управления третьего реле минимального напряжения, а резистор делителя напряжения, включенногo на входе узла управления второго реле минимального напряжения, шунтирован другим введенным ключевым элементом, вход которого подкгпочек к узлу управления первого реле максимального напря>кения, причем замыкающими контактами первого реле максимального напряжения к размыкающимк контактами второго и третьего реле минимального напряжения зашунткроза-ны соответствующие резисторы делителя выходного напряжения, а два из отводов первичной обмотки трансформатора образуют дополнительные вьжодные выводы, соответствующие номинальному напряжению питающей сети, На чертеже представлена функциональная схема стабилизатора перемекного напряжения.

Стабилизатор содержит трансформатор 1, первичные обмотки 2 и 3 которого выполнены с отводами 4-10, выпрямитель 11 с фильтром, подключенный к одной из вторичных обмоток трансформатора, делитель 12 выходного напряжения, состоящий из трех резистОров 13-15, стабилитрона 16, блока 17 стабилизации постоянного то" ка, к выходу которого подключены три делителя 18-20 напряжения, резисторы делителей 21 и 22 шунтированы коммутирующими ключевыми элементами 23 и

24 соответственно, выходы делителей напряжения подключены к узлам 25-27 управления, реле 28-30 соответственНо, ко:.такты 31-33 которых подключены к первичкым обмоткам трансформатора соответственно, а другие контак ты 34-36 этих реле шунтируют резисторы делителя выходного напряжения, два выходных вывода 37 и 38 для под> (а ключения нагрузки.

Стабилизатор переменного напряженки pàáîòàåò следующим образом.

ПаHðÿæåíèå на нагрузки подается со втори ных обмоток трансформатора

:;" > 1, работающего в линейном режиме,а

: †;>ëåêòркческая сеть — в первичные об:,1откк 2 и 3, причем их отводы 4-10

:-:од:.>.ючаются к сети через контакты

31- 33 реле 28-30 в зависимости от ве.;,>3 пк ..ккы сетевого напряжения, кроме то-о, отводы 5 к 10, соответствующие номинальному напряжению электрической сети подключены к выходным выводам

37 и 38 для подключения нагрузки. исходное состояние контактов 31, 32 и 33 таково,что при номинальном напрякеиии сети она подключается к

=.òHîäH., 5 и 10 первичных обмоток 2 и 3 трансформатора 1, при этом на нагрузках и выводе выпрямителя 11 с фильтром напряжения номинальные.узлы 25, 26 и 27 управления в таком состоянии, при котором реле 28, 29 и

30 обесточены.

При повышении напряжения питающей

33 электрической сети против нормы повышается нагряжение ка выходе выпрямителя 11 с фильтром, повышается на--р-..я= >,:к;е=-ние í- выходе блока 17 стабилизации постоянного тока, повышается .>к напряжение на выходе делителя 18 напряжеHHp. и соответственно — на входе

"ç"ë"à 25 управления.

Узел 25 управления совместно с ре-!e 28 представляет реле максимального напряжения, т.е. реле 28 срабаты.Ф4 вает после возрастания напряже ния на входе узла 25 управления до определенного значения, определяемого элементами узла 25 управления. После срабатывания реле 28, сеть подключается уже к выводам 4 и 10.

На выходе выпрямителя 11 напряжение уменьшается пропорционально изменению коэффициента трансформации трансформатора 1, обусловленного пе5;:> реключением входного вывода с вывода

5 обмотки 2 трансформатора 1 на вывод 4. Уменьшается и напряжение,на, выходе блока 17 стабилизации тока и на входах узлов 25-27 управления ребр ле 28- 30.

Для получения линейной зависимости напряжений на входах делителей напряжений 18-20 от напряжения сети в стабилизатор переменного напряжения введен блок 17 стабилизации пос

851355 тоянного тока, включенный в делитель

12 выходного напряжения.

При колебаниях напряжения сети и соответственно коммутации отводов . первичных обмоток мы имеем иа выходе выпрямителя 11 с фильтром иапряжение, соответствующее номинальному напряжению сети, на выходе блока 17 стабилизации тока напряжение, пропорциональное напряжению сети в данный момент, что обеспечивается включением в делитель 12 выходного напряжения резисторов 13, 14 и 15, причем отношение величин сопротивлений резисторов 13 и 15 соответствует отношению числа:, витков с выводами 4-5, 7-8 и 9-10.об- мотлк ?-3 трансформатора 1. 15

1 ступень пониженного напря.— жения сети реле

30 реле

28 реле

29

2 ступень пониженного напряжения цепи

3 ступень

4 ступень.-"5 ступень.4

При повышении напряжения питающей сети на одну ступень регулирования, срабатывает реле 28 и 29 и своими контактами 31 и 32 переключают первичные обмотки так, чтобы на выходе выводов 5 и 10 первичных обмоток и на выходе выпрямителя 11 с фильтром напряжения соответствЬвали номинальному напряжению сети (0 = 0„

О ьж, . щ „пителя напряжения, выходы которых соединены с входами соответствующих узлов управления реле, причем один иэ резисторов делителя напряжения, включенного на входе узла управления реле максимального напряжения, шунтирован одним введенным управляемым ключевым элементом, вход которого подключен к узлу управления третьего реле минимального напряжения, а резистор делителя напряжения, включенного на входе узла управления второго реле минимального напряжения, шунтирован другим введенным ключевым элементом, вход которого подключен к узлу управления первого реле максимального напряжения, причем замыкающими контактами первого реле максимального напряжения и раэмыкающими контактами второго и третьего реле минимального напряжения эашуитированы соответствующие резисторы делителя выходного

При весовом содержании сопротивлений резисторов 13, 14 и 15 равным

2:1:4, а также числа витков,коммутируемых выводами 4-10 при определенном порядке коммутации реле получают восемь ступеней регулирования выходного напряжения, что позволяет легко получать номинальное напряжение сети на выходе стабилизатора (37, 38) при изменении напряжения сети в пределах от +15 до -30% от 0< номинального значения сети, при этом получаем две ступени регулирования выходного напряжения при повыаенном значении напряжения сети и пять ступеней регулирования выходного напряжения при пониженном напряжении питающей сети. Одна ступень регулирования соответствует значению напряжения с весовым содержанием напряжения, снимаемого с числа витков первичной обмотки 3, ограниченной выводами 7 и 8. с

При повышении напряжения питающей сети на две ступени регулирования, срабатывает только реле 28 и своими контактами 31 и 34 переключают отводы с 5 на 4 первичной обмотки 2 трансформатора 1 и коммутируют резистор

13 контактами 34, при этом на выходе выводов 37 и 38 получаем переменное напряжение, равное номинальному значению сети.

При понижении--напряжения питающей сети относительно номинального значения коммутации реле 28, 29 и 30 показана в таблице.

Формула изобретения

Стабилизатор переменного напряжения, содержащий трансформатор, первичная обмотка которого выполнена с отводами, подключенными через контакты реле к входным выводам, а ко вторичной обмотке через выпрямитель с фильтром, соединенным с выходными выводами, подключено два реле, первое из которых максимального напряжения, а второе — минимального напряжения, и каждое из них соединено с выводом одного из двух узлов управле- * ния, делитель напряжения, подключенный параллельно выходу выпрямителя с фильтром и состоящий из последовательно соединенных трех резисторов и стабилитрона, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и области применения, в него введено дополнительно третье реле минимального напряжения,с узлом управления, блок стабилизации постоянного тока и три резисторных делителя напряжения,причем блок стабилизации постоянного тока включен последовательно с делителем напряжения и параллельно его выходу подключены три реэисторных де851355

Составитель ID.Àíäðååâ

Редактор Е.Спиридонова Техред И„ Голинка КорректорГ. Назарова

Заказ 6354/66 Тираж 940 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делай -изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 напряжения, а два иэ отводов первич1НОй Обмотки трансформатора образуют дополнительные выходные выводы,соответствукщие номинальному напряжению питающей сети.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР

9 316085, кл. G 05 F 1/20, 1969.

2. Чистякова Н. Дроссельный стабилизатор переменного напряжения.—

"Радио", М 7, 1977.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2558212, кл ° 0 05 F 1/14, 1977.