Стабилизатор переменного напряжения

) 4 С ГОСУДАРСТВЕННЫ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ КОМИТЕТ СССРНИЙ И.ОТНРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СВИДЕТЕЛЬСТ ТОРСИ СССР980,ПНэлектроовано дляряжения исканиж Ж(71) Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологиче кий институт силовой полупроводнико вой техники Завода "Электровыпрями 11(54) СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ(57) Изобретение относится ктехнике и может быть использстабилизации переменного напс малым уровнем нелинейныхжений, 11 ель изобретения - повышение надежности работы, с ение коэффициента нелинейных искажений, упрощение схемы и повышение точности стабилизации. С подачей входного напряжения на обмот ку автотрансформатора 1 получают питание блок управления 5 первым понижающим ключом 4 и общий блок управления 6 ключами 2,3. С повьппением входного напряжения увеличивается напряжение на выходе выпрямителя 7, которое поступает на вход регулируемого нелинейного узла 13, обеспечивающего повышение скорости изменения напряжения на своем выходе по отно,шению к скорости изменения напряжения на его входе, На блок сравнения 10 поступают сигналы от формирователя пилообразного напряжения 9 и от нелинейного узла 13, Разностный сигнал после усиления в выходном блоке 11 поступает на управляющий вход соответствующего ключа. Использование нелинейного узла 13 позволяет осуществлять изменение фазы управляющего сигнала с целью обеспечения неизменности выходного напряжения. 3 илИзобретение относится к электротехнике и может быть использованодля стабилизации переменного напряжения с малым уровнем нелинейных ис 5кажений,Цель изобретения - повышение надежности работы, снижение коэффициента нелинейных искажений, упрощениесхемы и повышение точности стабилиза Оци.На фиг.1 представпена блок-схема,стабилизатора переменного напряжения;на фиг,2 - пример блок"схемы регулируемого нелинейного узла. 15Стабилизатор (фиг,1) состоит изавтотрансформатора 1, выводы секционрованной обмотки которого подключены к входным выводам и через управляемые ключи переменного тока 2 О2,;3,4 - к выходнымвыводам., На первый понижающий ключ 4 управляющийсигнал поступает с первого блока 5управления, подключенного к отдельной обмотке автотрансформатора 1, 25Общий блок 6 управления ключами23 (в общем .случае и- ключами) состоит из общего выпрямителя , входкоторого подключен к отдельной обмотке автотрансформатора ., общего вспомогательного стабилизатора 8 и общего, формирователя пилообразного напряжения 9, выход которого подключен кблоку 10 сравнения, состоящему из(и) узлов по числу управляемых ключей (п), один соответствующий выходблока 10 узла сравнения через выходной блок 11 подключен непосредственно к входу управления одного повышающегоключа (например,2), другие выходы блока 10 сравнения через выходной блок 1 подключены к входам управления соответствующих ключей посредством элементов гальванической развязки 12, а соответствующие выходырегулируемого нелинейного узла 3подключены к соответствующим входамблока 1 О сравнения. Количество узловэлементов 10,11, 13 равно числу управляемых ключей или они делаютсямногоканальными.Регулируемый нелинейный узел(фиг,2) может быть выполнен из опорного элемента 14, входом подключенного к входу 15 узла . к которому55подключен также вход регулирующегоэлемента 16, выходом соединенного спервым входом усилителя 17, второйвход которого подключен к выходу опорного элемента 14, из делителя 18, вход которого подключен к выходу усилителя 17, а выход, делителя 18 подключен к выходу 19 нелинейного узла.Стабилизатор переменного напряжения работает следующим образом,С подачей входного напряжения на обмотку автотрансформатора 1 получают питание блоки .управления. При пониженном входном напряжении ключи 2, 3,4 открываются в очередности 4 - 3 2 с малым фазовым сдвигом (фиг,3), С повышением входного напряжения увеличивается напряжение на выходе выпрямителя 7 блока 6 управления, Выпрямитель 7 одновременно обеспечивает синхронизацию формирователя пилообразного напряжения (ФПН) 8, Напряжение с выхода выпрямителя 7 поступает на вход регулируемого нелинейного узла 13. На первый вход блока 10 сравнения подается пилообразное напряжение, а на вторые входы поступают сигналы с соответствующих выхоцов узла 13, В момент равенства напряжений на выходе блока 10 сравнения формируется сигнал, который после усиления в выходном блоке 11 поступает на вход управления, например, ключа 2, В результате увеличения напряжения на выходе нелинейного узла 13 блока управления;.начинает увеличиваться фаза открытия ключа 2, фазы открытия остальных ключей не изменяются. При дальнейшем повышении напряжения фаза открытия ключа 2 превысит 180 эл.град и управление с этого ключа снимается, в этот момент начинает увеличиваться фаза открытия ключа 3 и т.д. В результате последовательно изменяйтся фазы открытия ключей 2, 3 и т.д. до 180 эл. град. Фаза открытия понижающего клю- ча 4 не меняется. Регулирующий нелинейный узел 13 построен таким образом, что начальное выходное напряжение регулируемого нелинейного узла каждого высшего ключа превышает соответствующее напряжение следующего низшего ключа а характеристики регулируемых нелинейных узлов блока 6 управления подобраны таким образом, что при превышении выходного напряжения регулируемого нелинейного узла высшего ключа амплитуды напряжения на выходе формирователя пилообразного напряжения начинает увеличиваться выходное напряжение регулируемого не 1396129линейного узла следующего низшегоключа, причем управление с высшегоключа снимается. В результате напряжение на выходе стабилизатора оста 5ется неизменным, а нелинейные искажения минимальными и определяютсявеличиной ступеней управляемых ключей, которые выбираются пропорциональными величине входного напряже Ония, чтобы коэффициенты нелинейныхискажений на всех зонах оставалисьпостоянными.Общий блок 6 управления гальванически связан только с одним повышающим ключом (2), связь с другими ключами осуществляется через элементыгальванической развязки 12 (например,импульсные трансформаторы или оптоэлектрические пары) . В результате 20упрощается автотрансформатор 1 и количество элементов в блоке 6 управления,ФРегулируемый нелинейный узел 13работает следующим образом. 25При изменении уровня входного сигнала от нуля до определенной величины усилитель 17 закрыт, а напряжениена выходе делителя 18 равно минимальной величине, определяемой номером ЗОуправляемого ключа, подключенного кблоку 6 управленияПри достижениинапряжения на входе заданного уровнянапряжение на входе регулирующегоэлемента 16 начинает превышать напря 35жение опорного элемента 14, в результате усилитель открывается и его выходное напряжение, поступающее на делитель 18, начинает быстро возрастать,В этом режиме скорость роста выход Оного напряжения делителя 8превышает скорость роста напряжения на входе регулируемого нелинейного узла 13 так, что при изменении входного напряжения с определенной скоростью осуществляется увеличение фазы управляющего сигналауправляемого ключа с целью обеспечения неизменности выходного напряжения, Регулирующий цемент 6 и делитель 18 в узле 13 служат для установки необходимого входного уровнянапряжения начала работы, минимального выходного напряжения и необходимой характеристики регулирующегонелинейного узла 13. В предлагаемом стабилизаторе возможно увеличение числа зон регулиро вания. что снижает нелинейные искажения выходного напряжения, без обеспечения блокировки. Кроме того, здесь отсутствует положительная обратная связь отрегулированного напряжения на блок управления, что повышает стабильность работы н упрощает схему, а также повышает надежность ее работы.Формула изобретенияСтабилизатор переменного напряжения, -содержащий автотрансформатор, выводы секционированной обмотки которого связаны с входным и выходным выводами, а один из выводов секционированной обмотки подключен к общей шине, п управляемых ключейеременного тока, блок управления первым понижающим ключом, общий блок управления (и) управлыемыми ключами, состоящий из выпрямителя, вход которого подключен к отдельной обмотке автотрансформатора, а первый выход - к входу вспомогательного стабилизатора, выход которого подключен к выводам питания формирователя пилообраз" ного напряжения, блока сравнения и выходного блока, а выход формирователя пилообразного напряжения соединен с первым входом блока сравнения, выход которого соединен с входом выходного блока, выходом связанного с управляницими входами п)-х управляемых ключей, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью повышения надежности работь 1, снижения коэффициен,та нелинейных искажений, упрощения схемы и повьппения точности стабилизации, в его общий блок управления (и)-ми управляемыми ключами введен регулируемый нелинейный узел,обеспечивающий повышение скорости изменения напряжения на своем выходе по отношению к скорости изменения напряжения на его входе при превьппении напряжений на его входе заданного уровня, вход регулируемого нелинейного узла подключен к первому выходу выпрямителя, а выходы - к соответствующим вторым входам блока сравнения, второй выход выпрямителя соединен с входом формирователя управлявшего напряжения, кроме того, число выходов регулируемого нелинейного узла и блока сравненияравно (п), связь (и)-х выходов выходного блока с1396129 Составитель А.ВолкоРедактор Г 1.Товтин Техред А.Кравчук орректор А,Тяск Тираж 8 бб Пдарственного комитета СССРизобретений и открытийЖ, Раушская наб., д, 4/ аказ 2493/49ВНИИПИ Го пи сна по дела 113035, Г 1 оскоизводстненно-полиграфическое предприятие, г, ужгород, ул. Проектная,управляющими входами соответствующих (й)-х ключей выполнена через элемвнты гальванической развязки, а с управляющим входом и-го ключа - не 5 посредственно, связь одного из выводов секционированной обмотки с входным выводом выполнена непосредственно, а связь и-х выводов с выходнымвыводом - через управляемые ключипеременного тока,