Стабилизатор переменного напряжения

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

Союз Советсиик

Социапистичвсиик республик (il)938270

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23. 12. 77 (2! ) 2558212/24-07 с присоединением заявки.1тЪ (5 l } М. Кл.

G 05 F 1/14 (23)Приоритет

3Ввударстненнвй квмнтет сИР по делам изобретений н откнытнй

Опубликовано 23.06.82. Бюллетень М 23

Дата опубликования описания 25. 06. 82 (53) УДК 621.

-316.722.1 (088.8) (72) Автор изобретения

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

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в целях различной радиотехнической аппаратуры.

Известен стабилизатор, содержащий подключенный к входным выводам питающий трансформатор, вторичная обмотка которого выполнена с отводами, к которым подключено входом к выпрямителю с фильтром, соединенному выходом с выводами для подключения нагрузки, по меньшей мере два реле с цепями управления 51).

Недостатком его является сохранение перенапряжений на сетевой части обмотки трансформатора при работе устройства от сети с повышенным напряжением, снижающее его надежность.

Наиболее близким к предлагаемому является стабилизатор переменного на-2о пряжения, содержащий трансформатор, первичная обмотка которого выполнена с отводами, подключенными через контакты реле к входным выводам, а вторичная обмотка через выпрямитель с фильтром соединена с выходными выводами, два реле, каждое из которых подключено к выходу первого и второго узлов управления соответственно, два коммутирующих элемента, которые подключены параллельно первому и второму резисторам делителя напряжения соответственно, причем входы делителя напряжения подсоединены к выходу вы" прямителя с фильтром 2 3.

Недостатком известного стабилиэато" ра является то, что диапазоны изменения питающего напряжения должны быть различны, в противном случае нарушается нормальная работа реле с цепями управления. 8 общем случае необходимо полное исключение влияния работы одного реле с цепью управления на работу другого реле с своей цепью управления для различных диапазонов изменения напряжения сети.

Кроме того, для повышения надежности желательно заменить цепи с кон8270

У

1О

35 0

3, 93 тактами реле (там где это возможно и целесообразно) на бесконтактные цепи.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей стабилизатора и повышение его надежности.

Поставленная цель достигается тем что в стабилизаторе переменного напряжения в делитель напряжения введена цепочка из стабилитрона, к катоду которого подключен один вывод переменного резистора, при этом анод стабилитрона через первый резистор соединен с одним из входов делителя напряжения, а другой вывод переменного резистора через второй резистор подключен к другому входу делителя напряжения, входы первого и второго узлов управления объединены и подключены к движку переменного резистора, введенный дополнительный вход первого узла управления через введенный дополнительный резистор соединен с управляющим входом первого коммутирующего элемента, а введенный дополнительный вход второго узла уп- равления соединен с управляющим входом второго коммутирующего элемента непосредственно.

Кроме того, коммутирующие элементы могут быть выполнены на транзисторах.

На фиг. 1 представлена функциональная схема стабилизатора переменного напряжения; на фиг. 2 и 3 принципиальные электрические схемы узлов управления.

Стабилизатор содержит трансформатор 1, первичная обмотка которого выполнена с отводами 2, 3 и 4, выпрямитель с фильтром 5, подключенный по вторичной обмотке трансформатора, делитель 6 напряжения, состоящий из стабилитрона 7, двух постоянных резисторов 8 и 9 и одного переменного резистора 10, делитель напряжения подключен к выводу выпрямителя, ре" ле ll и 12 с соответствующими узлами

13 и 14 управления, при этом входы узлов управления соединены вместе и подключены к движку переменного резистора делителя напряжения, а постоянные резисторы делителя напряжения зашунтированы переходом коллектор-эмиттер соответствующих транзисторов 15 и 16 коммутирующих элементов. база одного транзистора сое" динена дополнительным входом первого узла управления через резистор 17, а база второго транзистора соединена непосредственно с дополнительным входом второго узла управления. Первый узел 13 управления (фиг. 2) является ключевым усилителем на транзисторах 18 и 19, образующих составной транзистор. база транзистора 18 подключена к среднему выводу резистора 20, подключенного одним крайним выводом непосредственно к эмиттеру транзистора

l9 и вторым выводом к среднему выводу резистора 10 делителя напряжения через постоянный резистор 21. В коллекторную цепь транзистора 19 включено реле tl, шунтированное диодом

22 для защиты от перенапряжений. Реле 11 имеет одну группу переключающих контактов 23, используемую для подключения соответствующих отводов первичной обмотки трансформатора 1 к сети. Стабилитрон 7 и резисторы 8, 9 и 10 делителя 6 напряжения и резисторы 20 и 21 определяют режим транзисторов 18 и 19.

Узел 13 управления подключен к выходу выпрямителя с фильтром 5 непосредственно, базовой цепью - к среднему выводу резистора 10 делителя 6 напряжения. Узел 14 управления (фиг 3) явлоется ключевым усилителем на транзисторах 24 и 25. В коллекторную цепь транзистора 25 включено реле 12, шунтированное диодом

26 для защиты от перенапряжений.

Реле 12 имеет всего одну группу переключающихся контактов 27 для подключения соответствующих отводов первичной обмотки трансформатора к сети.

В базовую цепь транзистора 24 включены резисторы 28 и 29, а в коллектор включен резистор 30.

Резисторы 8-10, стабилитрон 7 делителя 6 напряжения, а также резисторы 28, 29 и 30 определяют режим работы транзисторов 24 и 25. Коллекторные цепи транзисторов 24 и 25 подключены к выходу Выпрямителя с фильтром 5, а базовая цепь транзистора 24 подключена к среднему выводу переменного резистора 10 делителя 6 напряжения.

Релейный стабилизатор переменного напряжения работает следующим образом.

Напряжение на нагрузку подается с вторичных обмоток трансформатора 1, работающего в линейном режиме, а

5 9 сеть - в первичную обмотку, причем ее отводы 2, 3 или 4 подключаются к сети через контакты 23 и 27 реле 11 и 12 в зависимости от величины сетевого напряжения.. Исходное состояние контактов 23 и 27 таково, что при номинальном напряжении сети она подключается к отводу 3 трансформатора.

При этом на нагрузке и выходе выпрямителя с фильтром 5 напряжения будут номинальными. Узлы 13 и 14 управления реле будут в таком состоянии, при котором реле 11 и 12 в них будут обесточены.

При повышении напряжения питающей сети против нормы повышается напряжение на выходе выпрямителя с фильтром 5, повышается напряжение на входе узла 13 управления, транзисторы

18 и 19 открываются, срабатывает реле ll, его контактная rpynna 23 подключает сеть к повышающему выводу 2 трансформатора;. благодаря этому переключению напряжение на вторичных обмотках трансформатора становится номинальным, но реле 11 при этом не отпускает, так как на выхо" де выпрямителя с фильтром остается некоторое время повышенное напряжение. Кроме того, база транзистора

15 соединена с коллекторами транзисторов 18 и 19 через резистор 17, на котором при открывании транзисторов 18 и 19 падает напряжение, достаточное для открывания транзистора l5, переход эмиттер.-коллектор которо

ro шунтирует постоянный резистор 8 делителя 6 напряжения, благодаря чему напряжение на выходе узла 13 управления дополнительно повышается и тем самым обеспечивается поддержание реле 11 во включенном состоянии.

Если напряжение сети от повышенного значения возвратится к своему номинальному значению, по мере умень шения оно остается поданным на отвод

2 трансформатора, предназначенного для повышенного напряжения, поэтому напряжение на выходе выпрямителя

l уменьшится, это значит, что уменьшится напряжение, снимаемое с среднего отвода переменного резистора 10 делителя 6 напряжения. Напряжение на переходных база-эмиттер транзисторах 18 и 19 уменьшится и они закроются, реле 11 обесточится. Напряжение, снимаемое с резистора l7, упадет до нуля, транзистор 15 закроется, резистор 8 делителя 6 в этом

38270 6 случае уже не будет шунтироваться транзистором 15, поэтому напряжение, снимаемое с среднего вывода переменного резистора 10 делителя 6, уменьшится еще больше. В результате этого контакты 23 реле 11 подключат сеть к отводу 3, соответствующему на номинальное напряжение сети. Схема вернулась в исходное состояние. Напря1о жение на нагрузке будет номинальным.

При понижении напряжения питающей сети против нормы, понижается напряжение на выходе выпрямителя с фильтром 5. Напряжение, снимаемое с сред"

15 него вывода резистора 10 делителя 6 . напряжения уменьшится, уменьшится напряжение, приложенное к переходу база-эмиттер транзистора 24, снимаемое с средней точки переменного резистора 29, транзистор 24 закроется, а транзистор 25 открывается и реле 12 в коллекторной цепи транзистора 25 срабатывает. Его контакты

27 подключают сеть к понижающему выводу 4 питающего трансформатора.

Благодаря этому напряжения на вторичных обмотках трансформатора становятся наминальными, но реле 12 при этом не отпускает, так как база транзистора 16 соединена с коллектором транзистора 24 и при его запирании смещение на базу транзисторов 16 и 25 подается через резистор 30, которое достаточно для открывания

35 транзистора 16, который своим переходом эмиттер-коллектор шунтирует постоянный резистор 9 делителя 6 напряжения, поддерживая тем самым напряжение на входе узла 14 управления ю . сОответствующее пониженному напряжению сети.

Если напряжение сети от пониженного напряжения возвратиTGR к своему номинальному значению, по

-45 -мере его увеличения оно остается поданным на отвод 4 трансформатора, предназначенный для пониженного напряжения, поэтому напряжение. на выходе выпрямителя с фильтром увеличится, а это значит увеличится и напряжение, подаваемое в базовую цепь транзистора 24 узла 14 управления.

В результате чего транзистор 24 откроется и зашунтирует вход транзисторов 25 и 16,поэтому они закроются и реле 12 обесточится, контакты 27 подключат отвод 3 трансформатора, соответствующего номинальному направлению сети. Транзистор 16 закро7 93827 ется, резистор 9 не будет уже шунтироваться и напряжение, снимаемое с среднего отвода переменного резистора 10 делителя 6 напряжения возрастет, возрастет соответственно и напряжение, подаваемое на входы узлов

13 и 14 управления.

Введение резисторно-диодного делителя напряжения, подключенного к выroäó выпрямителя напряжения, а также 10 резистора и двух транзисторов, в необходимых случаях шунтирующих по" стоянные резисторы делителя напряжения и тем самым обеспечивающих бесконтактное управление релейными це" 1З пями, выгодно отличает предполагаемый стабилизатор переменного напряс жения от аналогичных известных, так как является более надежным.

Кроме того, соединение вместе Bxo gp дов цепей управления, реле и подключение к среднему отводу переменного резистора резисторно-диодного делителя напряжения позволяет обеспечить нормальную работу стабилизатора при различных значениях изменения напряжения сети, а это обстоятельство позволяет расширить функо циональные возможности предлагаемого стабилизатора по сравнению с известными. Кроме того, в этом стабилизаторе стало возможным применить реле всего только с одной группой контактов.

Повышение надежности и расширение

35 его функциональных возможностей делают предлагаемый стабилизатор переменного напряжения наиболее перспективным для электропитания устройств различного назначения:

0 8 контакты реле к входным выводам, а вторичная обмотка через выпрямитель с фильтром соединена с выходными выводами, два реле, каждое из которых подключено к выходу первого и второго узлов управления соответственно, два коммутирующих элемента, которые подключены параллельно первому и второму резисторам делителя напряжения соответственно, причем входы делителя напряжения подсоединены к выходу выпрямителя с фильтром, о тл и ч а ю шийся тем, что, с. целью расширения функциональных возможностей, в делитель напряжения введена цепочка из стабилитрона, к катоду которого подключен один вывод переменного резистора, при этом анод стабилитрона через первый резистор соединен с одним из входов делителя напряжения, а другой вывод переменного резистора через второй резистор подключен к другому входу делителя напряжения, входы первого и второго узлов управления объединены и подключены к движку переменного резистора, введенный дополнительный вход первого узла управления через введенный дополнительный резистор соединен с управляющим входом первого коммутирующего элемента, а введенный дополнительный вход -второго узла управления соединен с управляющим входом второго коммутирующего элемента непосредственно.

2. Стабилизатор по и. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности, коммутирующие элементы выполнены на транзисторах.

Формула изобретения

1. Стабилизатор переменного напряжения, содержащий трансформатор, первичная обмотка которого выполнена с отводами, подключенными через

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Авторское свидетельство СССР

4$

И 31.6085, кл. G 05 F 1/20, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2360959/07, кл. G 05 F 1/14, 1976.

938270

Закаэ 4464/72

Тираж 914 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

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

Составитель С. Чернышева

Редактор А. Шандор Техред Л. Пекарь Корректор М. немчик