Стабилизатор напряжения дискретного действия

)ИСАИЧЕ Н 02 Р 13 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ипру СФИЭ ТУХ) 3426663/24-0722) 23.04.824) 23.07.83. Бюл. В 27 (72) Я.П. Цар, Б.Д. Бирук и К.А. Л ковский(5 З) 621.316;722.1(000.8) (56) 1. Авторское свидетельство ССС В 748382, кл. 605156, 1978.2. Авторское свидетельство СССР В 669338, кл. 605 Г 1/14, 1977. (54) (57) СТАБЛЗАТОР НАПРЯЕНЯ ДИСКРЕТНОГО ДЕЯСТВИЯ, содерващий трансФорматор, обмотки которого выполнены с отводами, силовые ключи, иодключенные к отводам одной иэ обмоток, блок управления с аналогоциФровым нреобразователем, входы ко 1 орого подключены к выходам датчиков сетевого и выходного напряжений, регистром, вход которого сое 80,1030776 динен с выходок аналого-циФровогопреобразователя, н преобразователемкодов, вход которого подключен квыходу регистра, а выходы черезблок согласования " к управляющимвходам силовых ключей, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения стабильности выходногонапряжения при использовании наг зки на постоянном токе, в блокуправления введены последовательновключенные дополнительные регистр,преобразователь кодов и блок согласованмя, а на отводах вторичнойобмотки трансФорматора включеныуправляемые нас(аценные вентили, причем вход дополнительного регистрасоединен с выходом основного регистра, а выходы блока согласования -с управляющими электродами насыщенных вентилей.1030776 10 40 50 Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования во вторичных источникахпитания с выходом на постоянном токИзвестен стабилизатор напряжениядискретного действия, содержащийтрансформатор с отводами на первичной обмотке, снабженными силовымиключами, выпрямитель, вход которогоподключен к вторичной обмотке трансформатора, а выход - к входуфильтра, измерительный орган, включенный на выходе фильтра, блок упраления, вход. которого соединен с выходом измерительного органа, а выходы - с управляющими входами силовых ключей1 .При работе устройства ток в первичной обмотке трансформатора и вфазе сети представляет собой косинусоидальные несимметричные импульстем больше отличающиеся от косинусоиды, чем выше по величине сетевое напряжение, Это обуславливаетсущественное искажение формы последнего. Кроме того, устройство необеспечивает удовлетворительнуюстабильность выходного напряжения,поскольку в нем имеется лишь одинконтур обратной связи по выходу.Наиболее близким к изобретениюявляется стабйлизатор напряжениядискретного действия, содержащийтрансформатор, обмотки которого выполнены с отводами, силовые ключи,подключенные к отнодам одной изобмоток, блок управления с аналогоцифровым преобразователем, входыкоторого подключены к выходам датчиков сетевого и выходного напряженийрегистром, вход которого соединенс выходом аналого-циФрового преобразователя, и преобразователем кодов,вход которого подключен к выходурегистра а выходы через блок согласования - к управляющим входам силовых ключей2,Недостаток изнестного устройстваобладающего двумя контурами обратной связи, также определяется невысокой стабильностью выходного напряжения, особенно н случае установкина его выходе выпрямителя с фильтром, на котором имеют место значительные падения напряжения,Целью изобретения является повышение стабильности выходного напряжения стабилизатора при использовании нагрузки на постоянном токе. Ноставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе напряжения дискретного действия, содержащем трансформатор, обмотки которого выполнены с отводами, силовые ключи, становленные на отводах одной из обмоток, блок управления с аналогоцифровым преобразователем, входы которого подключены к выходам датчиков сетевого и выходного напряжений, регистром, вход которого соединен с выходом аналого-цифровогопреобразователя, и преобразователемкодов, вход которого подключен квыходу регистра, а выходы черезблок согласования - к управляющимвходам силовых ключей, н блок управления введены последовательно включенные дополнительные регистр, преобразователь кодов и блок согласования, а на отводах вторичной обмотки трансформатора включены управляемые насыщенные вентили, причемвход дополнительного регистра соединен с выходом основного регистра,а выходы блока согласования - суправляющими электродами насыщенныхвентилей. На чертеже представлена функциональная схема предложенного стабилизатора,В силовой тракт устройства входят последовательно включенные тран.сформатор 1 тока, силовые ключи 2,трансформатор 3 с отводами на первичной и вторичной обмотках, управляемые насыщенные вентили 4 и сглаживающий фильтр 5. Блок управлениястабилизатора включает в себя измерительный тракт и канал управления,Измерительный тракт состоит иэ двухконтуров обратной связи по сетевомуи выходному напряжениям. К входнойшине устройства подключены измерительный орган б сетевого напряженияс датчиком и первой частью аналогоцифрового преобразователя, блок 7определения моментов максимуманапряжения сети, а к выходной шине - измерительный орган 8 выходного напряжения с датчиком и второйчастью аналого-цифроного преобразователя. Выходы функциональных узловбсоединены с входами регистра 9.К каналу управления относятся включенные между выходом регистра 9и управляющими входами силовых ключей 2 преобразователь 10 кодов иблок 11 согласования, а также включенчые между выходом регистра 9 иуправляющими электродами насыщенныхвентилей 4 регистр 12, преобразователь 13 кодов и блок 14 согласования. К каналу управления относитсятакже блок 15 определения моментовперехода сетевого тока через нульРабота устройства основана на стабилизации выходного напряжения по двум координатам: по величине сетевого напряжения и уровню выходного напряжения стабилизатора, причем во вторичной цепи осуществляется регулирование большого шага, а в первичной цепи - малого.Тираж 874 ПодписноеВНИИПИ Государственного ком:тета СССРпо делам изобреТений и открытий113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 5212/48 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 В исходном состоянии в регистрах9 и 12 записаны нулевые коды. Приэтом преобразователи 10 и 13 кодовзапрограммированы таким образом,что при нулевых входных кодах выходной код преобразователй 10 запрещает включение силовых ключей 2, авыходной код преобразователя 13разрешает включение управляемыхнасыщенных вентилей 4. Напряжениена выходе фильтра 5 отсутствует.Сетевое напряжение поступает навход измерительного органа б и преобразуется в нем в соответствующийкод. В момент достижения мгновеннымнапряжением сети максимальногозначения, который Фиксируется блоком7 определения моментов максимуманапряжения сети, выходной код измерительного органа б и нулевой кодс выхода измерительного органа 8записываются в регистр 9. Выходнойкод регистра 9 преобразуется преобразователем 10 кодов в код включения силовых ключей 2, Включениесиловых ключей 2 происходит в моментперехода переменного тока черезнуль, который устанавливается блоком15 определения моментов переходасетевого тока через нуль. Однако впервый момент, когда силовые ключи 2 заперты, и ток в первичнойцепи трансформатора 3 отсутствует,управляющий сигнал, разрешающийвключение силовых ключей 2, подаетсяна вход блока 11 согласования непрерывно, поэтому включение силовыхключей 2 происходит сразу же в момент записи кода амплитудного значения сетевого напряжения и выходногокода измерительного органа б в регистр 9,Напряжение с отводов вторичной обмотки трансформатора 3 через уп. равляемые насыщенные вентили 4 подводится к входу фильтра 5, на выходе которого устанавливается некоторое напряжение, отличное от нуля, которое измерительным органом 8 преобразуется в код. В следующий момент максимума сетевого напряжения выходные коды измерительных органов б и 8 записываются в регистр 9, при этом на выходах преобразователя 10 кодов устанавливается новый код включения силовых ключей 2. В момент перехода переменного тока черезнуль по сигналу с выхода блока 15на входы блока 11 согласования ирегистра 12 подается разрешающийсигнал. Вследствие этого происходитперезапись выходного кода регистра9 в оегистр 12, и на выходе преобразователя 13 кодов устанавливаетсянеобходимлй код включения управляеьых насыщенных вентилей 4, соответ ствующий коду, записанному в регистрах 9 и 12. Этот цикл повторяетсяв каждом полупериоде сети.Таким образом, выходные кодыпреобразователей 10 и 13 кодов обус ловливают такое изменение коэффициента трансформации трансформатора3, которое обеспечивает сохранениевыходного напряжения на неизменномуровне. Если это напряжение оказы О вается меньше номинального, топреобразователи 10 и 13 кодов преобразуют коды амплитуды сетевогонапряжения и напряжения на нагрузкев новый код включения силовых ключей 2 и управляеьых насыщенных вентилей 4, при котором увеличиваетсякоэффициент трансформации трансформатора 3, а вместе с ним и выходноенапряжение стабилизатора. Есливыходное напряжение оказываетсябольше номинального, то согласнокодам амплитуды сетевого напряженияи напряжения на нагрузке преобразователями 10 и 13 кодов выбирается новаякомбинация кода включения силовыхключей 2 и управляемых насыщенныхвентилей 4, при которой уменьшаетсякоэффициент трансформации и общеевыходное напряжение.Двухшаговый метод регулирования 40 положительно сказывается на стабильности выходного напряжения устройства. За счет изменения управляющего кода включения силовых ключей2 и управляемых насыщенных вентилей4 строго в моменты перехода переменного тока через нуль каких-либоискажений напряжения на первичнойобмотке трансформатора 3 не происходит.Применение в качестве выпрямителей управляемых насыщенных вентилей 4, у которых напряжение насыщения на порядок ниже, чем у обычныхвыпрямителей, позволяет существенно повысить КПД стабилизатора,