Способ стабилизации выходногонапряжения выпрямителя и устрой-ctbo для его осуществления

п 1182880 ОПИСАН ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик45) Дата опубликования описания 07.05.31. Петро В, Я. Гаврилен 71) Заявите 4) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ВЫХОДНОГПРЯЖЕНИЯ ВЫПРЯМИТЕЛЯ И УСТРОЙСТДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2 0 Изобретение относится к электротехнике, конкретно к выпрямителям, работающим на индуктивно-емкостную нагрузку, когда стабильность выходного напряжения зависит от реакции нагрузки и при малых токах нагрузки, близких к холостому ходу, напряжение на выходе резко возрастает. Это связано с переходом выпрямителя в режим, вызываемый режимом прерывистого тока, в котором проявляется эффект колебательного режима заряда конденсатора.Известны способы стабилизации выходного напряжения выпрямителя, работающего на индуктивно-емкостной фильтр путем увеличения индуктивной составляющеп фильтра 11.Недостатком этих методов стабилизации является их экономическая нецелесообразность, связанная с неоправданным увеличением,Известен также способ стабилизации выходного напряжения выпрямителя, работающего на индуктивно-емкостный фильтр, заключающийся в том, что параллельно основной нагрузке включена дополнительная нагрузка 2.Недостатком известного способа является низкий КПД, так как в балластное сопротивление постоянно ответвляется ток, равный 15 - 20% номинального тока нагрузки. Целью изобретения является повышениеКПД.Поставленная цель достигается тем, чтов способе стабилизации выходного напряжения выпрямителя измеряют мгновенныезначения напряжения на входе упомянутого фильтра, сравнивают с мгповепнымп значениями выпрямленного эталонного напряжения и включают дополнительную нагрузку в моменты времени, соответствующиепревышению величины напряжения на входе фильтра над эталонным напряжением.На фпг. 1 представлены временные диаграммы напряжения и токов,где а) У - напряжение на нагрузке;б) К, - эталонное напряжение;в) Утщ, - напряжение входного сигнала транзисторного каскада;г) У,р - ток дросселя фильтра;д) 7 ыл - ток через балластную нагрузку.Способ стабилизации выходного напряжения выпрямителя осуществляется следующим образом,Переменное напряжение питающей сетипреобразуется, например мостовым выпрямителем и через индуктивно-ем костныйфильтр соединяется с нагрузкой. В режимемалых токов нагрузки ток через дроссельпереходит в режим прерывистого тока, вэтих интервалах времени 1 др равен О, форма напряжения на нагрузке в указанных интервалах времени искажается, появляется ступенька, это напряжение сравнивается с эталонным синусоидальным напряжением того же амплитудного значения. Суммирование этих напряжений дает разницу напряжений, отличающуюся от нуля в интервалах времени прерывистого тока через дроссель, которая является управляющей величиной и подается на вход транзисторного каскада, пропускающий ток в указанные интервалы времени. В силовую цепь транзисторного каскада введена балластная нагрузка, которая подгружает выпрямитель при малых нагрузках, обеспечивая стабильность выходного напряжения, и позволяет получить высокий К 11 Д устройств, реализованных по данному способу.Устройство для осуществления способа стабилизации выходного напряжения выпрямителя относится к выпрямителям, работаюшим на индуктивно-емкостную нагрузку.Известна стабилизация выходного напряжения выпрямителя, работающего на индуктивно-емкостный фильтр, путем увеличения индуктивной составляющей фильтра 3,Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устроиство, содержащее трансформатор, вторичная обмотка которого через первый выпрямитель и индуктивно-емкостный фильтр соединена с нагрузкой, и балластную активную нагрузку, соединенную одним концом с одним из выводов нагрузки 41.Недостатком указанного устройства является низкий КПД.Целью изобретения является повышение КПД.Поставленная цель достигается тем, что в стабилизированный выпрямитель введены дополнительная обмотка трансформатора, второй выпрямитель, резистор, делитель напряжения, транзисторный каскад, причем дополнительная обмотка трансформатора подключена через второй выпрямитель к резистору, делитель напряжения подключен к выходу первого выпрямителя и соединен одним концом с первым выводом резистора, транзисторный каскад включен между другим концом балластной активной нагрузки и другим концом нагрузки, а по цепи управления соединен со средней точкой делителя напряжения и вторым выводом резистора,На фиг, 2 представлена принципиальная схема устройства,Устройство содержит трансформатор 1 с вторичными обмотками 2 и 3, Обмотка 2 соединена с нагрузкой 4 через первый выпрямитель 5 и фильтр б, содержащий дроссель 7 и конденсатор 8, Балластная актив 5 10 150 25 30 5 40 45 50 60 б 5 ная нагрузка 9 соединена одним концом с одним из выводов нагрузки 4, а другим - через транзисторный каскад 10 с другим выводом нагрузки 4. Обмотка 3 трансформатора 1 через второй выпрямитель 11 подключена к резистору 12. Делитель 13 напряжения подключен к выходу выпрямителя 5 и соединен одним концом с одним концом резистора 12. Транзисторный каскад 10 по цепи управления соединен со средней точкой делителя 13 и с другим концом резистора 12,Устройство работает следующим образом,В режиме, когда ток нагрузки 4 больше некоторого критического тока, каскад 10 закрыт, так как сигнал, поступающий на его вход Уу,р равен нулю вследсгвие симметрии и равенства противофазных напряжений на нижнем плече делителя 13 и резистора 12. В этом режиме ток через нагрузку 9 не протекает и КПД определяется пара. метрами самого выпрямителя, а нестабильность выходного напряжения определяется внутренним сопротивлением выпрямителя.В режиме, когда ток нагрузки 4 меньше критического тока, выпрямитель переходит в режим прерывистого тока. При этом ток через дроссель 7 в интервалах времени 1 2 3 4 5 б (фиг. 1,а) становится равным нулю. В указанных интервалах времени форма напряжения (из-за равенства потенциалов на концах дросселя 7) на выходе выпрямителя 5 и соответственно на делителе 13 искажается, появляется ступенька (фиг. 1,а). При этом напряжение на нижнем плече делителя 13 (фиг. 1,а) инапряжение на резисторе 12 (фиг. 1,б) при суммировании в интервалах времени 1 - 12, 3 4, 5 6 ИМЕЮТ ВЕЛИЧИНУ ОТЛИЧНУЮ ОТ пуля. Суммарное напряжение Уур (фиг. 1,в) в указанных интервалах времени поступает па вход транзисторного каскада 10 и открывает его. При этом через нагрузку 9 протекает ток 1 б,л (фиг, 1,д), что обеспечивает неооходимую (такую же как и в прототипе) стабильность выходного напряжения выпрямителя при токах нагрузки, меньших критического тока.Эффективность предлагаемого способа по сравнению с прототипом заключается в увеличении КПД на 15 - 20616 устройств, реализованных по данному способу при обещечении такой же стабильности выходного напряжения. Формула изобретения 1, Способ стабилизации выходного напряжения выпрямителя, работающего на индуктивно-емкостной фильтр, по которому отбирают часть тока нагрузки на дополнительную балластную цепь, о т л и ч а ю щ и йся тем, что, с целью повышения КПД, измеряют мгновенные значения напряжения828180 1 на входе упомянутого фильтра, сравнивают их с мгновенными значениями выпрямленного эталонного напряжения и осуществляют указанный отбор тока нагрузки в моменты времени, соответствующие превышению величины напряжения на входе фильтра над эталонным напряженнем,2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее трансформатор, вторичная обмотка которого через первый выпрямитель и индуктиьно-емкостный фильтр соединена с нагрузкой, и балластную активную нагрузку, соединенную одним концом с одним из выводов нагрузки, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД, в него введены донолннгсльная обмотка трансформатора, второй выпрямитель, резистор, делитель напряжения, трен. зисторный каскад, причем дополнительная обмотка трансформатора нодп.ночсна чсрез второй выпрямитель к резистору, делитель напряжения подключен к выходу первого выпрямителя и соединен одним концомс первым выводом резистора, транзистор 5 ный каскад включен между другим концомбалластной активной нагрузки и другимконцом нагрузки, а по цепи управления соединен со средней точкой делителя напряжения и вторым выводом резистора.ОИсточники информации,р. пятые во внимание при экспертизе1. Лртамонов В. В. Маломощные выпрямители, МСвязь , 1970, с. 17, рис. 11.15 2. Лртамонов В, В. Маломощные выпрямнгс М Связь, 1970, с. 57, 58, рнс 1.27,3. Лртамонов В. В. Маломощные выпря.нтсли, М., Связь, 1970, с. 17, рис. 11.1. Лртамонов В. В. Маломощные выпря.О мнтс. - .:М Связь., 1970, с. 57, 58, рис. 1.27.828180фив ГСоставитель Н. Цишевская Редактор Г, Петрова Техред И. Заболотнова Корректор Л. Орлова Заказ 909/10 Изд.321 Тираж 940 Подписное НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2