Стабилизатор переменного напряжения

(51)4 С 05 Р 1 44 ВСЕСС РРГ.; Я13 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Фиг ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССРВ 382079, кл. С 05 Р 1/22, 1969.Авторское свидетельство СССРУ 1097984, кл. С 05 Р 1/20, 1983.(54) СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ(57) Изобретение относится к электротехнике, к устройствам стабилизации и регулирования переменного напряжения. Цель изобретения - повышение надежности и КПД при одновременном уменьшении массогабаритных показателей. Стабилизатор выполнен на базе трансформатора 1 с регулировочной обмоткой 3, один отвод которой коммутируется управляемым коммутатором 5 и 6, а другой подключен к конден1334118 Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для стабилизации и регулирования переменного напряжения.Цель изобретения - повьппение надежности и КПД при одновременном уменьшении массогабаритных показателей.На фиг. 1 приведена блок-схема стабилизатора, на фиг. 2 - вариант схемной реализации с использованием тиристора в качестве управляемого ключа коммутатора,Стабилизатор состоит из трансформатора 1, имеющего обмотки 2 и 3. К отводу 4 обмотки 3 подключен коммутатор, состоящий из диодного моста5 и управляемого ключа б, а к отводу7 подсоединен конденсатор 8, зашунтированный ключом 9. Дополнительнаяобмотка 10 соединена через КС-цепочки 11-14 с общими точками диодныхцепочек 15-18 соответственно. Диоды 15 и 17 соединены с выводами переменного тока диодного моста. 5. Диоды 16 и 18 подключены к управляющему входу 19 фазочувствительного блока 20, который подключен к выходумодулятора 21. В общем случае одинвыход блока 19 подключен к управляющему входу ключа 5. Стабилизатор работает следующимобразом.В начале каждого полупериода вклю чен транзистор 28, выполняющий функции ключа 6, и выходное напряжениеравно б =Б К. где К - коэффициентЯ 13трансформации, соответствующий высшей ступени регулирования, Б, - вход ное напряжение.При этом конденсатор 8 подключенмежду регулировочными отводами 4 и 7и по контуру; отвод 4., ключ 5, конденсатор 8, отвод 7 циркулирует ток, 30 величина которого ограничиваетсясопротивлением емкости этого конденсатора. Последнюю выбирают из условия допустимой величины тока.В данном примере используется Фазовый принцип регулирования, прикотором в зависимости от соотношениявыходного Б и опорного П, напряжений меняется момент перехода с высшего коэффициента трансформации на 4 д низшийфДля регулирования выходного напряжения в сторону уменьшения смещают Конденсаторы КС-цепочек зашунтированы диодами 22, 23 соответственно,а обкладки конденсаторов 9 и 11 соединены перекрестно посредствомКС-цепочек, состоящих из резисторов24, 25 и диодов 26, 27 соответственно,Обозначения на фиг. 2 соответствуют обозначениям на фиг. 1, причемв качестве ключа б использован трансатору 8. Конденсатор зашунтировануправляемым ключом 9, который замыкается в момент равенства нулю напряжения на конденсаторе 8. Такоевключение повьппает надежность засчет исключения. бросков тока при переключениях коммутатора и периодических процессов в цепи конденсатора,Стабилизатор имеет высокий КПД вследствие уменьшения потерь в цепи регулирования, Улучшение условий коммутации коммутатора осуществлено спомощью КС-цепочек 11, 12, 13 и 14и КС-цепочек 24, 25, 26 и 27, чтовместе с тем способствует повышениюнадежности работы, 1 з.п. Ф-лы, 2 ил. зистор 28, а ключ 9 выполнен в видедвух цепочек, образованных каждаяпоследовательно соединенными диодом29 и 30 и тиристором 31 и 32.5 Управление тиристорами осуществляется от, дополнительной обмотки 33,которая соединена с управляющимиэлектродами тиристоров 3 1 и 32 черезвыпрямитель на диодах 34 и 35.фазочувствительный блок 19, цепьобратной связи но напряжению 20 имодулятор 21 состоит из транзисторов36-38, конденсаторов 39-41, стабилитрона 42 резисторов 43-52 диодовЭ У53, 54 и диодного моста 55.момент выключения транзистора 28 к началу полупериода, что приводит к уменьшению длительности интервала включения высшей ступени регулирова 5 ния и увеличивает длительность работы на низшей ступени, Для увеличения выходного напряжения смещают момент включения к концу полупериода,В данном стабилизаторе выключение транзистора 28 благодаря включению отвода низшей ступени регулирования через конденсатор 8 не сопровождается скачкообразным изменением выходного напряжения, характерным для 15 фазоуправляемых трансформаторно-тиристорных регуляторов напряжения.В интервале, когда трансформатор работает с коэффициентом трансформации, соответствующим высшей ступени регулирования, конденсатор 8 заряжается с полярностью, указанной на фиг. 2. В момент, когда выключается тоан зистор 28, ток нагрузки переводится в контур конденсатора 8, обуславливая начало процесса перезаряда этого конденсатора. Как только в процессе перезаряда напряжение на ЗО конденсаторе 8 станет равным нулю, включается ключ 9 и далее трансфор- матор работает с коэффициентом трансформации, соответствующим низшей ступени регулирования, а выходное напряжение равно П = Б К , где К - коэффициент трансформации низшей ступени.Управляющий сигнал подается на транзисторы 32 и 33 в течение всего полупериода, но возможность их отпирания наступает только после уменьшения напряжения на конденсаторе 8 до нуля, так как начиная с этого момента к ним не будет приложено 45 обратное напряжение. После этого ток нагрузки протекает по цепи: отвод 7 и ключ 9 (29-32) - нагрузка.Упреждающее включение транзистора 28 обеспечивает гарантированную коммутацию ключа 9 в соответствии с запасом вольт-секундной площади коммутирующего напряжения по отношению к произведению переключаемого тока на индуктивность. контура коммутации.Упреждающее включение транзистора 28 обеспечивается с помощью КС-цепочек 13, 14 (11, 12), которые обеспечивают опережающий переход базового тока транзистора 36, по сравнению с переходом через нулевое значение сетевого напряжения. Закрытие транзистора 36 вызывает закрывание транзистора 38. В результате открывается транзистор 28 и ток нагрузки переводится в контур высшей ступени регулирования. При этом ключ 9 закрывается. После перехода напряжения сети через нулевое значение диод 15 (17) запирается и через диод 18 (16) на транзистор 36 поступает отпирающий сигнал. В результате отпираются транзисторы 37 и 38, а транзистор 28 запирается, обеспечивая переход тока нагрузки в контур конденсатора 8. Далее повторяется вышеописанный процесс.КС-цепочки 24, 26 и 25, 27 служат для разряда конденсаторов 11, 13, происходящего в нерабочий для каждого из них полупериод сетевого напряжения. Диоды 22 и 23 шунтируют конденсаторы 13 и 11 (в нерабочий полу- период), определяя тем самым очередность их работы. Модулятор 19, выходным элементом которого является транзистор 37, создает смещение момента переключения за счет совместного действия пилообразного напряжения, формируемого строго синхронно с сетевым напряжением на конденсаторе 40, и сглаженного напряжения на конденсаторе 41, изменяющегося по величине в зависимости от отклонения выходного напряжения выпрями- тельного моста 55 от уровня стабилизации стабилитрона 42.При увеличении выходного напряжения стабилитрон 42 пробивается и увеличивающаяся разность напряжений через резистор 43 подается на конденсатор 41.Пилообразное напряжение подается к эмиттер-базовому переходу транзистора 37 через резистор 47, а напряжение с конденсатора 40 - через. резистор 46. В зависимости от величины напряжения на конденсаторе 4 1 открытие транзистора 37 происходит в различные моменты полупериода.Чем больше это напряжение, тем открытие происходит относительно раньше к началу полупериода сетевого напряжения.Формула изобретения 1. Стабилизатор переменного напряжения, содержащий трансформатор, к первому из отводов регулировочной обмотки которого подключен коммутатор, состоящий из первого ключа, включенного в диагональ постоянного тока диодного моста, второй отвод 10 регулировочной обмотки через конденсатор соединен с первым выходным выводом, а третий отвод подключен к второму выходному выводу, первичная обмотка. трансформатора подключе на к входным выводам, первая дополши явная обмотка трансформатора через первый выпрямитель подключена к входу модулятора, выход которого соединен с одним из управляющих вхо дов фазочувствительного блока, другой управляющий вход которого через две цепочки, образованные, каждая встречно последовательно вклкченными диодами, подключен к диагонали 25 м.:.н-.ленного тока диодного моста, при этом управляющий вход первого ключа связан с выходом фазочувствительнл о блока, о т л и ч а ю щ и йс я ем, что, с целью повышения ЗО надежности и КПД при одновременном уменьшении массогабаритных показателей, он снабжен вторым ключом, подсоединенным параллельно конденсатору, двумя КС-цепочками, двумя КС-цепочками, двумя дополнительными диодами, а также второй дополнительной обмоткой трансформатора, которая через введенный второй выпрямитель подключена к управляющему входу второго ключа, при этом выводы первой дополнительной обмотки трансформатора подключены соответственно к средним точкам упомянутых диодных цепочек через соответствующие КС-цепочки, каждый из конденсаторов которой зашунтирован одним из дополнительных диодов, а его обкладки перекрестно соединены с обкладками конденсатора другой КС-цепочки через соответствующие КС-цепочки.2. Стабилизатор по и. 1, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что второй управляемый ключ выполнен в виде двух параллельных цепочек, состоящих каждая из последовательно соединенных диода и тнристора, причем общая точка цепочки соединена с одной из обкладок конденсатора..Дидык в рректор А,Тяск едактор М.Товти хр аказ 3961/4 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная,Тираж 8 ВНИИПИ Госуда по делам и 113035, Моск3 Подписственного комитета СССРбретений и открытийЖ, Раушская наб., д. 4