Стабилизатор переменного напряжения

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 691814 Союз СоветскикСоциалистическикРеспублик Дополнительное к авт,ид 481225/24-0,77 (2 51) М. Р 1/4 присоединением за асударстааккык каиатет СССР ао делам кэабратаккк в открытка(088. 8) Опубляков Бюллетень РЙ 3 0.7 ата опубликования(7) Заявите 4) СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕН я - расширен реИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в целяхразличной радиотехнической аппаратуры.Известны стабилизаторы переменногонапряжения 11 и 2 .Первое из известных устройств содержит трансформатор, первичная обмоткакоторого выполнена с отводами, и контакты реле, служащие для переключения отводов и выводов первичной обмотки и диодов, служащих для обеспечения непрерывности переключения,Второе из известных устройств, являющееся наиболееблизким техническимрешением к данному изобретению, содержит силовой трансформатор, первичнаяобмотка которого выполнена с двумя отводами, узел управления с двумя реле,подключенный к одной из вторичных обмоток силового трансформатора, причем замыкающие контакты первого и второголе подключены к первому выводу и втому отводу первичной обмотки силовоготрансформатора,Недостатком известных устройств является сохранение перенапряжений на сетевойчасти обмотки трансформатора при работе устройства от сети с повышенным напряжением, возникновение полных разрывов всиловой цепи питания нагрузки во времяпереключении контактов реле, вызывающихобгорание контактов, а также являющихсяисточником радиопомех, снижающих надежность устройства.Бель данного изобретени иефункциональных возможностей, и повышние надежности,Указанная цель достигается тем, чтов релейно-полупроводниковый стабилизатор переменного напряжения, содержащийсиловой трансформатор, первичная обмотка которого выполнена с двумя отводами,узел управления с двумя реле, подключенный к одной из вторичных обмоток силового транСформатора, причем замыкающиеконтакты первого и второго реле подключены соответственно к первому выводуи второму отводу первичной обмотки сило/. 20 35 3 6вого трансформатора, дополнительно введены две цепи из последовательно соединенных и встречно включенных стабилитронов, причем размыкающие контактыпервого реле зашунтированы одной цепочкой стабилитронов, а замыкающие контакты второго реле - другой цепочкой стабилитронов, раэмыкающие контакты обоихреле включены последовательно и однимконцом подсоединены к первому отводупервичной обмотки силового трансформа"тора, а вторым - ко входной клемме.На фиг. 1 представлена схема релейнополупроводникового стабилизатора переменного напряжения на фиг. 2 и 3 - схе-мы узла управления реле.Стабилизатор содержит трансформатор1, первичная обмотка которого выполнена с отводами 2,3, 4, выпрямитель с емкостным фильтром 5 во вторичной обмоткетрансформатора, делитель напряжейия 6,подключенный к выходу емкостного фильт ра, реле 7 и 8, зашунтированные конденсаторами 9 и 10 с соответствующими имцепями управления 11 и 12, с контактами 13, 14, 15, 16, две электрическиецепочки 17 и 18 иэ последовательно соединенных и включенных встречно стаби. литронов, шунтирующие соответственноразмыкающий контакт 13 и замыкающийконтакт 15 реле для обеспечения бесперебойной подачи электроэнергий к нагрузкам, элементы 6-12, 14, 16 составляют узел управления 19,Цепь управления 11 (фиг. 2) являет" ся ключевым усилителем на транзисторах20 и 21, образующих составной транзистор, В базовую цепь транзистора 20включен стабилитрон 22, В коллекторнуюцепь трайзистора 21 включено реле 7,шунтированное диодом 23 ля защиты отперенапряжений и конденсатором 9 необходимой емкости, поддерживающим нужноенапряжение на реле в момент переключения его контактов. Резисторы делителянапряжения 6 и резисторы 24, 25, 26определяют режимы работы транзисторов. 20 и 21.Цепь управления 11 коллекторной цепью трайзисторов 20 и 21 подключена к выходу выпрямителя с емкостнымфйльтром 5, а базовой цепью через переключающиеся контакты 14 реле 7 - кделителю напряжения 6.Цепь управления 12 (фиг. 3) является ключевым усилителем на транзисторах27 и 28, В коллекторную цепь транзистора 27 включено реле 8, шунтированиедиодом 29 для защиты от перенапряже 91814 4 ний и конденсатором 10 необходимой емкости, поддерживающим нужное напряжениена реле в момент переключения его контактов. В базовую цепь транзистора 27включен стабилитрон 29. Резисторы делителя напряжения 6 и резисторы 30,31, 32 определяют режим работы транзисторов 27 и 28 усилителя. Коллекторные цепи транзисторов 27 и 28 подключены к выходу выпрямителя с емкостным фильтром, а базовая цепь транзистора 27 подключена к делителю напряжения 6 через контакты 16 реле 8.Релейно-полупроводйиковый стабилизатор переменного напряжения работает следующим образом.Напряжение на нагрузку подается со вторичных обмоток трансформатора 1, ра- . ботающего в линейном режиме. Первичная обмотка подключается к сети, причем в зависимости от величины сетевого напряжения к сети подключаются ее выводы 2,3 или,4 через контакты 13 и 15 реле 7 и 8. Исходное состояние контактов 13 и 15 таково, что при номинальном диапазоне напряжений питающей сети она подключена к отводу 3 трансформатора. При этом электрическая цепочка из последовательно соединенных и включенных встречно стабилитронов 17 щунтируется нормально-замкнутыми контактами 13 и наработу стабйлизатора влияния не оказывает, а стабилитроны электрической цепочки 18 выбираются на напряжение несколько большее, чем напряжение между выводами 3 и 4 первичной обмотки трансформатора, и поэтому не влияют на работу участка 3-4 трансформатора. При этихусловя напряжения на нагрузке и выхо 40 де выпрямителя с емкостным фильтром5 будут номинальными, а цепи управления11 й,12 реле будут находиться в такомсостоянии, при котором реле 7 и 8 будутобесточены,45 При повышении напряжения питающейсети против нормы повьпцается напряжение на выходе выпрямителя с емкостнымфильтром 5, включается стабилитрон 22цепи управления 11 и током транзисторов5020 и 21, которые начинают при этом проводить, включается реле 7 и заряжаетсяконденсатор 9. Один из контактов этогореле 13 подключает сетьк повышающему выводу 2 трансформатора, Благодаря55этому напряжение на вторичных обмоткахтрансформатора становятся номинальными,но реле 7 при этом не отпускает, таккак конденсатор 9 заряжен, а через вто5 691рые контакты 14 реле 7 на стабилитрон21 схемы управления 11 подается болеевысокое по сравнению с исходнымсосгоя-"нием схемы напряжение, снимаемое ужес другой точки делителя напряжения 6,поддерживающее стабиллитрон 22, а значит и реле 7, во включенном состоянии.. Электрическая цепочка 17, рассчитаннаяна несколько большее напряжение, чемто, которое она воспринимает в момент 1 Опереключения контактов 13, и реле 7,работа которого определяется разностьюповышенного и номинального напряжений,обеспечивают бесперебойность силовой цепи питания. После срабатывания реле 7,т. е. замыкания его замыкающих контактов 1 3, электрическая цепочка 17 выпол-няет функции, аналогичные функциям цепочки 18 в исходном состоянии схемы.Если напряжение сети от повышенного 0значения возвратится к своему номинальному значению, то по мере уменьшенияоно остается поданным на вывод 2 трансформатора, предназначенный для повышенного напряжения, поэтому напряжение навыходе выпрямителя с емкостным фильтром 5 уменьшится, а это значит, чтоуменьшиться напряжение, подаваемое настабилитрон 22, которое его включит. Врезультате транзисторы 20 и 21 закроют-з 0ся, конденсатор 9 разрядится, реле 7обесточится, его койтакты 13 подключатсеть к выводу 3 трансформатора, рассчитанному на номинальное напряжение, аконтакты 14 займут первоначальное положение, Схема возвратится в исходноесостояние. Напряжение на нагрузке опятьстанет номинальным. В момент отпускания реле 7, т. е, размыкания замыкающих контактов 13, нарушения бесперебой 40ности подачи питания не происходит,таккак сетевое напряжение будет восприниматься стабилитронами цепочки 1 7, замыкающими контактами 15 и первичнойобмоткой трансформатора, рассчитанной45на номинальное напряжение (начиная свывода 3),При понижении напряжения питающейсети против нормы понижается напряже 50ние на выходе выпрямителя с емкостнь 1 мфильтром 5 и стабилитрон 29 схемы управления 12, который определяет порогсрабатывания ключевого усилителя натранзисторах 27 и 28, закрывается. При55этом закрывается транзистор 27, а тран-.зистор 28, открывается, конденсатор 10заряжается и реле 8 срабатывает. Одиниз его контактов 15 подключает сеть к 814 6понижающему выводу 4 трансформатора.Благодаря этому напряжения на вторичных обмоткахтрансформатора становятся номинальными, но реле 8 при этом не отпускает, так как конденсатор ХО заряжен, а через вторые контакты 16 реле,на стабилитрон 29 подается более низкое напряжение по сравнениюс исходным состоянием схемы, снимаемое с другой точки делителя напряжения 6, поддержи вающее стабилитрон 29 в закрытом состоянии. Таким образом, реле 8 остается ,включенным. В момент переключения контактов 15 реле 8 в силовой цепи питания обеспечивает бесперебойность подачи электроэнергии к нагрузкам за счет подсоединения к замыкающим контактам электрической цепочки 18, После истечения времени срабатывания реле замыкающие контакты 15 реле шунтируют цепочку 10 и последняя начийает выполнять такие же функции как и цепочка 1 7 в исходном состоянии схемы.Если напряжение сети от пониженного значения возвратиться к своему номинальному значению, то по мере увеличения оно остается поданным"на вывод 4 трансформатора, предназначенный для пониженного напряжения, поэтому напряжение на выходе выпрямителя с емкостным фильтром 5 увеличивается. Это вызывет увеличение напряжения, подаваемого на стабилитрон 29, которое его пробьет и откроет транзистор 27, В результате будет эашунтирован переход база-эмиттер транжстора 28, вследствие чего последний закроется, конденсатор 10 разрядится и реле 8 обесточится. Один иэ его контактов 15 подключит сеть к выводу 3, рассчитанному на номинальное напряжение, другие его контакты 16 займут первоначальное положение на делителе напряжения 6. Схема придет в исходное состоиние. Напряжение опять станет номинальным, В момент переключения контактов 15 электрическая цепочка 18 опять будет обеспечивать бесперебойную подачу электроэнергии к нагрузкам.Введение двух электрических цепочек из последовательно соединенных и встречно включенных стабилитронов, обеспечивающих бесперебойность силовой цепи питания, существенно уменьшает помехи радиоприему, Введение резисторного делителя напряжения, подключенного к выходу выпрямителя. с емкостным фильтром,. и дополнительной группы контактов на переключение для двух реле, обеспечивающей необходимый режим работы каждой цепи управления, выгодно отличает предлагаемый релейно-полупроводниковый стабилизатор переменного напряжения от указанного прототипа, так как он станощтся существенно надежнее, Кроме это о в предлагаемом стабилизаторе могут быть использованы элементы (трансформатор, выпрямитель, фильтр) блока питания различных радиотехнических устройств, таких как телевизоры, радиоприемники и т. п, что позволяет обеспечивать подобные радиотехнические устройства стабилизированным напряжением путем дополнительного введения в их блоки питания резисторного делителя напряжения, реле с цепями управления, электрических цепочек из стабилитронов.Формула и з о б р е т е н и яСтабилизатор переменного напряжения, содержа,ций силовой трансформатор, первичная обмотка которого выполнена с двумя отводами, узел управлении двумя реле, подключенный к одной из вторичных обмоток силового трансформатора, причемзамыкающие контакты первого и второгореле подключены соответственно к первому выводу и второму отводу первичнойобмотки силового трансформатора, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюрасширения функциональных возможностейй повышения надежности, в него дополнительно введены две цепи из последовательно соединенных и встречно включенныхстабилитронов, причем размыкающие контакты первого реле зашунтированы однойцепочкой стабилитронов, а замыкающиеконтакты второго реле - другой цепочкойстабилитронов, размыкающие контактыобоих, реле включены последовательнои одним концом подсоединены к первомуотводу первичной обмотки силового транс- .форматора, а вторым - ко входной клемИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРЯо 494832, кл. Н 02 М 7/537, 1973.252. Авторское свидетельство СССРФилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная 14/337ЦНИИПИпо д3035, Мос Тираж 1015 Подписноеударственного комитета СССРм иэобретений и открытийЖ, Раушская набд, 4/5