Стабилизатор переменного напряжения

(56) 1, Паткл. С 05 Г2. Ие 1.г.аарргоасЬ гоЕ 1 есГгс Ро1979, ч.2,24-07 8284. Бюл. В 22 соев и А.ИУва кий радиотехни кий и 6.722.1(088.8)ент США 9 3319153,1 ЯО, 1967.Р., ТЬовзоц Т., Бп, Неюроыег сопчеггог сгсцдСв,ыег Арр 1 сагюпз, Осг,У 5, рр. 179-184. Щ 54)Щ 57) СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГОНАПРЯЖЕНИЯ, содержащий блок управления, присоединенный своим входом квыходным выводам, управляемый ключевой узел, присоединенный своими управляющими входами к выходу блокауправления, регулирующий орган, выполненный в виде трансформатора натрехстержневом магнитопроводе, на одном крайнем стержне которого расположены первичная обмотка, одним выводом подключенная к одному из входныхвыводов, и первая обмотка управления, а на другом крайнем стержнеразмещены вторичная обмотка, присоединенная своими выводами к выходным выводам, и вторая обмотка управления, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью уменьшения массы и габаритов устройства и уменьшения искажения формы выходного напряжения,другой вывод первичной обмотки подсоединен к другому входному выводу,первая обмотка управления выполненасекционированной, а управляемыйключевой узел выполнен на двух группах ключевых элементов, число элементов каждой группы соответствует числусекций первой обмотки управления,причем начало каждой из секций соединено с одним из силовых выводовключевых элементов первой группы,конец каждой из секций соединен содним из силовых выводов ключевыхэлементов второй группы, вторыесиловые выводы ключевых элементов.первой и второй групп каждой секциисоединены .между собой, при этом общий вывод ключевых элементов первойсекции соединей с концом второй .управляющей обмотки, а общий вывод ключевых элементов каждой из остальныхсекций соединен с концом чоследую"щей секции, конец последней секции,например, при разработке вторичныхисточников электропитания.Известны стабилизаторы веременного 5напряжения, содержащие регулирующий орган, представляющий собой два последо-.вательно соединенных трансформатора(автотрансформатора), блок управления,подключенный своими входами к выходным 10зажимам устройства, причем каждыйтрансформатор (автотрансформатор) содержит обмотку управления, выводы которых замыкаются накоротко через управляемый ключевой элемент, управляющий 15вход которого соединен с выходомблока управления.1 3.Наиболее близким к предлагаемомуявляется стабилизатор, содержащий регулирующий орган, представляющий собой трансформатор (автотрансформатор)на трехстрежневом магнитопроводе с двумя последовательно соединенными сетевыми обмотками, расположенными накрайних стержнях и подключенными своими входами к выходным зажимам устройства, выходную обмотку, расположенную на одном из крайних стержней иподключенную своими выводами к выходным зажимам устройства, две обмотки 30управления, расположенные на крайнихстержнях, причем каждая из них замыкается накоротко через управляемыйключевой элемент, блок управления,подключенный сВОими Входами к Выход 35ным зажимам устройства, подключенныйсвоими выходами к управляющим входамуправляемых ключевых элементов 12 ).Недостатками известных стабилизаторов являются большие масса и габариты и значительное искажение формывыходного напряжения относительноформы входного напряжения,55 Цель изобретения - уменьшение мас5 сы и габаритов устройства и уменьшение искажения формы выходного напряжения.Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе переменного напря жения, содержащем блок управления, присоединенный своим входом к выходным выводам, управляемый ключевой узел, присоединенный своими управляющими входами к выходу блока управления, регулирующий орган, выполненнъпЪ в виде трансформатора на трехстержневом магнитопроводе, на одном крайнем стержне которого расположены первичная обмотка, одним выводом подключенная к одному из входных выводов, и первая обмотка управления, а на другом крайнем стержне размещены вторичная обмотка, присоединенная своими выводами к выходным выводам, и вторая обмотка управления, другой вывод первичной обмотки подсоединен к другому входному выводу, первая обмотка управления выполнена секционированной, а управляемый ключевой узел выполнен на двух группах ключевых элементов, число элементов каждой группы соответствует числу секций первой обмотки управления, причем начало каждой из секций соединено с одним из силовых выводов ключевых элементов первой группы, конец каждой из секций соединен с одним из силовых выводов ключевых элементов второй группы, вторые силовые выводы ключевых элементов первой и второй групп каждой секции соединены между собой, при этом общий вывод ключевых элементов первой секции соединен с концом второй управляющей обмотки, а общий вывод ключевых элементов каждой из остальных секций соединен с концом последующей секции, конец последней секции соединен с началом второй управляющей обмотки.На чертеже приведена схема предлагаемого стабилизатора.Регулирующий орган устройства выполнен в Виде трансформатора (авто- трансформатора) на трехстержневом магнитопроводе 1. Первичная обмотка 2 подключена к выводам устройства, а вторичная обмотка 3 - к выходным выводам устройства. Обмотка управления 4 соединяется с выводами (секциям) обмотки управления 5 через управляемые ключевые элементы 6, управляющие входы последних подсоединяются к выходам блока управления 7, подключенного своими входами к выходным выводам устройства.Устройство работает следующим образом.На входные выводы подается переменное напряжение 01 , в результате чего первичная обмотка создает ИДС и в стержне магнитопровода, на котором размещена обмотка, создается магнитный поток Фо, уравновешивающий сетевое напряжение. Поток фо разделяется на два потока Ф и ф 2 Поток ф 1 проходит по среднему стержгде Ю - число витков первичнойобмотки.Аналогично выходное напряжениеопределяется равенствомЮ Зф"г- "г ысгде а 2 - число витков вторичнойобмотки. 40 ню магнитопровода, а поток файв по крайнему стержню, на котором расположена вторичная обмотка. Поток фо индуктирует в первой обмотке управления ЭДС е а поток ф 2 индукти рует во второй .обмотке управления ЭДС РУ 2. При параллельном включении обмоток управления е.1 е,У 3 ф Поэтому изменение числа витков первой обмотки управления, соединенной 10 со второй обмоткой управления, приводит к изменению величины потоков ф и ф 2 . При этом изменяется ЭДС, индуктируемая во вторичной обмотке потоком ф5Стабилизация выходного напряжения обусловлена изменением величины магнитного потока Ф 2, сцепленного со вторичной обмоткой, и осуществляется коммутацией числа витков первой обмотки управления, соединенных со второй обмоткой управления.Обоснование процесса стабилизации выходного напряжения, происходящего в устройстве, проводят на упрощенной модели, которая не учитывает падения напряжения на активном сопротивлении проводников обмоток, потоков рассеивания и потерь энергии на перемагничивание материала магнитопровода,.Напряжение сети 0 уравновешивается ЭДС индуктируемой в сетевой обмотке потоком фо , т,е.В параллельно включенных обмотках управления могут индуктироваться только равные ЭДС,поэтому аф, зфд -щ, - "(31 у 1 д У 2 дС где а и а - числа витков обмоток4 и 6, соединенные,у 1 У 2между собойИэ выражений (1) - (3) нетрудно получить выражение для выходного напряжения устройства. 35 в специальные цепи управления. Управление числом витков Фу 1, сое" диняемых с обмоткой Ф , а также моментами переключения числа витков юУ производится с помощью блока управления 7. Он вырабатывает управляющие сигналы в зависимости от отклонения выходного напряжения от заданного значения таким образом, чтобы скомпенсировать эти отклонения,Если производить изменение числа витков в моменты прохождения тока через нулевое значение, то регулирование выходного напряжения происходит без искажения его формы относительно формы входного напряжения.Заданная точность регулирования выходного напряжения обеспечивается выбором соответствующего числа секций обмоткиуправления и,числа управляемых кцючевых элементов. Это следует из многоступенчатого регулирования выходного напряжения.Устройство позволяет экономить массу и габариты сгабилизатора примерно на 203 по сравнению с прототипом, сохраняя достоинства устройств этого класса, в котором управляемые ключевые элементы вынесены1097982 Составитель С.Чернышеватун Техред Ж.Кастелевич Корректор О. Тиго ктор 39Тираж 842 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д Заказ 420 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная