Параметрический стабилизатор переменного напряжения

ОПЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сеюз Советсиик Сециалистнческик Республик(1) М. Кл. 6 05 Р 3/Об Государственный комнтет СССР по дедам нзобретенйй в открытнй(088.8) Опубликовано 0504.79, Бюллетень Уй 13 Лата опубликования описания 0504,79 Б.А,Болдов, Г.П.Задерей, А.К.Карельцев и Б.Л.Сушкеев(71) Заявитель Московский ордена Ленина энергетическийинститут 54) ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯИзобретение относится к области электротехники и может быть использовано в цепях питания различной электро и радиоаппаратуры.Известны параметрические стабилизаторы переменного напряжения 1),21Первое 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, обусловленного наличием индуктивной связи между первичной и вторичной обмотками, осуществляется за счет последовательного феррорезонанса в.первичной цепиС 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.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: 10 ивнос где Ь; максимальная индукт ть первичной обмотки (Гн);(д - 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 25 Следовательно, увеличивается глубина модуляции параметра Ь (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(р (Х), т.е. зависимости потокосцелления от тока, снятой при намагничивании сердечника со стороны первичной обмотки, Наибольшая. крутизна кривой р (1) будет соответствовать максимальной производнойду 4( 40 а значит - максимальному значениюь индуктивности первичной обмотки.На Фигуре 1 представлена .принципиальная схема устройства,а на Фигуре 2 показано каким образом происходит мо дуляция параметра Ь 2.На Фигуре 3 изображена конструкция сердечника, а на Фигуре 4 - сравнительные амплитудные.характеристики стабилизаторй, святые экспериментально при парал 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 Ь 2 поясняется графиками на фиг.2, где кривые 8 .это изменение тока первичной обмотф изобретени Параметрический стабилизатор переменного напряжения, содержащий трансФорматор с ортогональным рас:положением 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 ющ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона стабилизации по входному напряжению, конденсатор в первичной цепи соединен последовательно с обмоткой, причем емкость его выбрана из условия; уктивность где Ь,п - максимальная и первичной обмотки (Гн); б - круговая часто напряжения (рад/сек). Источники информации во внимание при эксперт 1. Патент СПИ 938034 1969. 2. Патент СШВ В 3968.х ого принязе9, кл.З 4,6,3654546, кл. ки 1 1 во времени, кривая 9 - зто зависимость индуктивности Ь 2 от тока 11, а кривые 10 - изменения во времени параметра Ь 2 соответствующие разным амплидутам тока 1 1 . Иэ фигуры видно, что при увеличении амплитуды тока 11 происходит увеличение глубины модуляции индуктивности Ь 2. Расширение диапазона стабилиэацйи по входному напряжению осуществляется за счет увеличения глубины модуляции 1 параметра Ь 2 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,З, 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. 01 и П - соответственно входное и выход 2ное напряжения. Стрелки на характе ристиках показывают возбуждение и срыв колебаний в выходном контуре.656040 оставитель С,Черныаеваехред Л.Алферова Корректор М.Ряшк Редактор В.Лукин сно ССР Тираж 1014 ЦНИИПИ Государственного по делам иэобретений 3035, Москва, Ж, Рауюсэ 1518/38 жгород, ул, Проектн филиал ППП ффИазент Подпкомитетаи открытиая наб.,