Импульсный стабилизатор переменного напряжения

.722.1( 88.8 о ССС1975.СССР1975. ое свидетельст С 05 Г 1/30, свидетельство С 05 Р 1/30,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ИСАНИЕ ИЗО(54)(57) ИМПУЛЬСНЬЙ СТАБИЛИЗАТОР П РЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий п вышающий автотрансформатор, интегр рующий фильтр, вход которого шунти ван двухполярным рекуперирующим узлом, управляющий вход которого подключен к узлу синхронизации, и ключевой регулирующий элемент, управлящий вход которого соединен с выходомузла управления, вход которого подключен к выходным выводам, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения КПД и уменьшения массы игабаритов, в нем вход автотрансформатора подключен к входным выводамчерез ключевой регулирующий элемента его выход - к входу интегрирующего фильтра.Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствампитания радиоэлектронной аппаратуры,Цель изобретения - повышение КПДи уменьшение массы и габаритов ста-. 5билизатора.На фиг. представлена схема импульсного стабилизатора переменногонапряжения; на фиг,2 - пример выполнения узла управления и узла синхро Ониэации.Стабилизатор содержит регулирующийэлемент 1, повышающий .автотрансформатор 2, двухполярный рекуперирующийузел 3, интегрирующий фильтр 4, состоящий из дросселя 5 интегрирующегофильтра и конденсатора 6 интегрирующего фильтра, узел 7 управления иузел 8 синхронизации, К выходным выводам стабилизатора подключена нагрузка 9,Схемы узла 7 управления и узла 8синхронизации (Фиг.2) содержат выпрямитель 10, фильтр 11 нижних частот,источник 12 опорного напряжения, 25суммирующий элемент 13, генератор 4пилообразного напряжения, состоящийиз триггера Шмитта 15 и интегратора 16, триггер Шмитт 17, токозадающий резистор 18, оптрон 19, блок 20 30согласования, выход которого подклю -чен к управляющему входу ключевогорегулирующего элемента 1, Оптрон 20состоит из трансформатора 21, первичная обмотка которого подключена кпитающей сети, выпрямителя 22, конденсатора 23, токоэадающего резистора 24 и базового резистора 25. Схема 8 синхронизации, состоит из оптрона 26 и блока 27 согласования, анало гичного блоку 20 согласования. Выходблока согласования 27 подключен к управляющему вхсду двухполярного рекуперирующего устройства 3, в качествекоторого служит ключевой элемент, 45аналогичный ключевому регулирующему)лементу 1.Стабилизатор работает следующимобразом.Частота работы схемы 7 управления 50и, следовательно, ключевого регулирующего элемента 1 выбирается намноговыше частоты питающей сети, при этомна вход интегрирующего фильтра 4 поступают прямоугольные импульсы, огибающая которых представляет синусоиду,частота которой равна частоте питающей сети. В момент открытого состояния ключевого регулирующего элемента напряжение через автотрансформатор 2 и дроссель 5 интегрирующегофильтра поступает в нагрузку 9, Приэтом индукция магнитного поля в сердечнике автотрансформатора 2 начинает изменяться, а дроссель 5 и конденсатор 6 интегрирующего фильтра начинают накапливать электрическую энер -гию. При закрывании ключевого регулирующего элементадроссель 5 начинает разряжаться на нагрузку 9 черездвухполярное рекуперирующее устройство 3, управление которым осуществляется схемой синхронизации. При этомвыход автотрансформатора закороченоткрытым двухполярным рекуперирующимустройством.Следовательно, в момент паузы напряжение на нагрузке 9 поддерживается за счет энергии, занесенной в дросселе и конденсаторе интегрирующегоФильтра, а магнитная индукция в сердечнике автотрансформатора остаетсяпрактически постоянной.Интегрирующий Фильтр преобразуетвысокочастотные импульсы напряжения,снимаемые с выхода автотрансформатора, в переменное напряжение с частотой сети. Величина. этого напряженияопределяется скнажностью работы ключевого регулирующего элемента, частота работы которого намного превышает частоту сети,В режиме стабилизации длительностьимпульсов тока через ключевой регулирующий элемент регулируется автоматически устройством 7 управления и зависит от напряжения на выходе стабилизатора.Напряжение с выхода стабилизатора поступает на вход выпрямителя 10и выпрямленное им фильтруется Фильтром 11, в ре ультате чего на выходефильтра выделяется постоянная составляющая напряжения с выхода выпрямителя 10, которая прямо пропорциональна амплитуде вьгходного напряжения стабилизатора. На выходе суммирующего элемента 13 пилообразное напряжение, поступающее с выхода генератора 14 пилообразного напряжения,будет сдвинуто относительно нулевогоуровня на напряжение, равное разности выходного напряжения фильтра иопорного напряжения, снимаемого с выхода источника 12 опорного напряжения. При этом триггер Шмитта 17 пе10 Предлагаемая схема импульсного стабилизатора переменного напряжения позволяет увеличить КПД, сократив при этом массу и габариты стабилизатора. риодически перебрасывается с одного состояния н другое и с его выхода идут импульсы напряжения определенной скнажности. Когда напряжение на выходе триггера 17 положительно, через токозадающий резистор 18 и диод оптрона 9 протекает ток, который в сною очередь вызывает протекание тока через транзистор оптрона 19. Величина этого тока определяется выходным напряжением триггера 17, величиной токозадающего резистора 18, характеристиками оптрона 19 и параметрами блока 20 согласования, т.е. величиной токозадающего резистора 24 и напряжением на выходе выпрямителя 22. Ток через транзистор оптрона 19 вызывает открывание ключевого регулирующего элемента 1. При этом ток через диод оптрона 26 не течет, так как на нем напряжение обратной полярности, и, следовательно, двухполярное рекуперирующее устройство 3 закрыто. При изменении полярности напряжения .на выходе триггера 17 ток потечет через токозадающий резистор 18 и диод оптрона 26, вызывая тем самым открывание двухполярного рекуперирующего устройства 3 и закрывание ключевого регулирующего элемента 1, так как при появлении отрицательного напряжения на выходе триггера 17 диод опрона 19 закрывается, прекращается ток через транзистор этого оптрона и, следовательно, закрывается ключевой регулирующий элемент 1.Меняя коэффициент передачи напряжения с выхода фильтра 11 на вход суммирующего элемента 13 и, следона - тельно, скнажность работы триггера 17 и ключевого регулирующего элемента 1, можно добиться, чтобы амплитуда напряжения на выходе стабилизатора стала бы номинальной, После этого ее величина будет поддерживаться автоматически, так как при изменении выходного напряжения за счет изменения напряжения на выходе фильтра 11 изменится сдвиг пилообразного напряжения относительно нулевого уровня на выходе суммирующего элемента 13, а следовательно, скважность импульсов на выходе триггера 17, В результате 7631 4 этого изменится скнажность работы ключевого регулирующего элемента 1 и амплитуда выходного напряжения стабилизатора, которая станет вновь близка к нг финальной (за счет действия отрицательной обратной связи).Посксльку при закрытом ключевом регулирующем элементе магнитная индукция н сердечнике остается постоян- О ной, то такое построение схемы позволяет сократить расчетную мощность ав. - тотрансформатора, так как расчетная мощность трансформатора прямо пропориональна произведению максимального 1 ействующего значения тока черезходную обмотку на максимальное средее значение напряжения на входе автотрансформатора за время положительной полуволны сетевого напряжения, 20 которое прямо пропорционально отношению амплитуды сетевого напряжения к скважности работы ключевого регулирующего элемента. Но из принципа работы предлагаемого устройства следует, что 21 это отношение равно минимальной амплитуде сетевого напряжения.В случае стабилизатора-прототипа максимальное среднее значение входного напряжения на входе антотрансфорЗ 0 матора прямо пропорционально максимальной амплитуде сетевого напряжения. Максимальное же значение действующего тока через входную обмотку одинаково в обоих случаях. Поэтому расчетная мощность автотрансформатора по 35 прототипу во столько раз больше расчетной мощности автотрансформатора предлагаемого устройства, во сколько раз максимально возможная амплитуда 40 сетевого напряжения больше минимально возможной.Сокращение расчетной мощности антотрансформатора позволяет сократить потери на перемагничивание его сер дечника и снизить омические потери в его обмотках. Кроме того, это означает, что масса и габариты автотрансформаторон уменьшаются,1176311 Составитеюь С.ЧернышеваРедактор М.Петрова ТехредИ.Асталош Корректор А.Обру 863 Заказ 5 Т Подписиомитета СССР открытииРаушская наб,роектная, 4