Стабилизированный умножитель частоты

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОЛ ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ц 892618(22)Заявлено 30.11.78(2) 2689980/2 ч с присоелинением заявки МЮ(51)М, Кй. Н 02 И 5/16 тооударстмниый квинтет СССР ао долом изобретений и открытий(5 Й) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ УННОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ Изобретение относится к электротехнике, в частности, преобразователь. ной технике и может быть использовано в качестве источника питания током повышенной частоты.5Известно устройство для питания током повышенной частоты с помощью преобразователей частоты - инверторов мостового типа 11.Недостатком этого устройства является необходимость наличия звена постоянного тока, двух тиристоров, блока управления.Известен также стабилизированный умножитель частоты, содержащий трех- стержневой магнитопровод с располо" женными на нем двумя соединенными согласно последовательно первичными и вторичными обмотками, конденсатор, одна обкладка которого подключена к одному из входных выводов для под-. ключения однофазного источника питания, диод и фильтр, причем первичные обмотки расположены на одном из крайних стержнях магнитопровода 21.Недостатками этого умножителя частоты является низкий КПД и недоста" точный коэффициент умножения частоты.Цель изобретения - увеличение коэффициента умножения и повышения КПД.Поставленная цель достигается тем, что в стабилизированном умножителе частоты, содержащем трехстержневой магнитопровод с расположенными на нем двумя, соединенными согласно последовательно первичными и вторичной обмотками, конденсатор, одна обкладка которого подключена к одному из входных выводов для подключения однофазного источника питания, диод и фильтр, причем первичные обмотки расположены на одних из крайних стержнях магнитопровода, вторичнал обмотка снабжена двумя дополнительными отводами и выполнена в виде двух встречно последовательно соединенных секций, распо892618 20 40 45 ложенных на других крайних стержняхи дополнительно введены обмотка подмагничивания постоянным током, расположенная на среднем стержне магнитопровода, две обмотки самоподмагничивания, соединенные последовательно и расположенные каждая на одном из свободных стержней, два конденсатора, двухполупериодный выпрямитель и переменный резистор, причем фильтр выполнен в виде одного изуказанных дополнительных конденсаторов и переменного резистора, одниобкладки дополнительных конденсаторовобъединены и их общая точка подключена к точке соединения одного концаобмотки подмагничивания постояннымтоком со свободным концом одной изобмоток самоподмагничивания, междудругими обкладками дополнительныхконденсаторов включен диод в направлении, обратном направлению постоянной составляющей потока первичных обмоток, другой конец обмоткиподмагничивания постоянным током соединен с переменным резистором, подключенным другим концом к общей точке соединения диода и дополнительногоконденсатора Фильтра, общая точка соединения диода и второго дополнительного конденсатора подключена к свободному концу другой обмотки самоподмагничивания, а вход двухполупериодного выпрямителя, к выходу которогоподключена цепь первичных обмоток,включен между второй обкладкой основного конденсатора и другим входнымвыводом. Кроме того, стабилизированный умножитель частоты отличаетсятем, что, с целью обеспечения точнойнастройки, введен дополнительный переменный резистор, включенный парал,.ельно обмотке подмагничивания постоянным током, а также тем, что онвыполнен на двух каскадах,На фиг, 1 представлена принципиальная схема стабилизированного умножителя частоты; на Фиг. 2 - вариант выполнения умножителя частоты, в котором каждая из первичных обмоток выполнена в виде двух .согласно последовательно соединенных секций, расположенных на разных стержнях и подключена к входным выводам через один диод, причем каждая пара секций пи тается напряжением сдвинутым относительно напряжения питания другой пары секций на 180 4Переменный ток промышленной частоты, снимаемый с входных выводов 1и 2 (Фиг. 1) после конденсатора 3включенного последовательно с сетьюи при помощи диодов выпрямительногомоста 4 преобразуется в однополярныеимпульсы удвоенной частоты, которыепоступают к двум последовательно исогласно соединенным обмоткам 5 и 6.Обмотки самоподмагничивания 7 и 8размещены на крайних стержнях и соединены между собой последовательнои согласно и нагружены на конденсатор 9, Обмотка подмагничивания 1 О размещена на среднем стержне и питается от обмоток самоподмагничиваниячерез вентиль 11, переменный резистор12, а конденсатор 13 является фильтром, причем вентиль включен так, чтопостоянная составляющая потока обмоток самоподмагничивания полностьюкомпенсирует постоянную составляющуюпотока, образованную первичными обмотками. Выходная (вторичная) обмоткасостоит из двух обмоток 14 и 15, которые размещены на крайних стержнях исоединены между собой последовательнои встречно. Для точного подбора параметров может быть применен переменный резистор 16, шунтирующий обмотку 1 О. Для зажигания газоразрядныхламп с подогревными электродами накрайних стержнях могут быть размещены обмотки для накала нитей катодов лампы 16 (Фиг. 2) или от концевых выводов выходной обмотки сделаны отводы 17 и 18. Однако не исключена возможность для зажигания ламписпользовать стартер тлеющего разряда 19Работа устройства происходит следующим образом.Протекание пульсирующего тока попервичным обмоткам создает в магнитопроводе два магнитных потока, постоянную и переменную составляющую удвоенной частоты. Постоянная составляющая потока, создаваемая током первичных обмоток компенсируется потоком постоянной составляющей тока обмоток самоподмагничивания 7 и 8. Одновременно выпрямленный диодом 11 иотфильтрованный конденсатором 13, атакже регулируемый резистором 12 токподмагничивает посредством обмотки10 средний стержень магнитопровода,причем постоянный магнитный потокподмагничивания среднего стержня делится на две равные части. Одна частьФормула изобретения 5 89261 потока проходит через правый стержень и направлена по часовой стрелке, а вторая часть потока - против часовой стрелки и проходит через левый стержень магнитопровода, Поэтому в один полупериод удвоенной частоты пе" ременная магнитодвижущая сила (МДС) первичной обмотки и постоянная МДС обмотки подмагничивания суммируясь, намагничивают правый стержень в одном направлении, в тот же полупериод(тот же момент времени) в левом стерж" не переменная МДС и постоянная МДС стремятся намагнитить левый стержень в противоположных направлениях, В15 другой полупериод удвоенной цастоты переменного тока картина меняется и в правом стержне МДС вычитаются, а в левом - складываются. Наличие не- симметрии в кривой намагничивания дает возможным получить и выделить вторую гармонику от удвоенной частоты переменного тока по сравнению с входной частотой сети.Конкретное выполнение учетверителя цастоты для питания люминесцентных ламп, и в общем случае для газо- разрядных, показано на фиг. 2.Блок преобразования частоты на трехстержневом Ферромагнитном элементе совместно с конденсатором включенном на входе представляет собой одновременно уцетверитель частоты и ограничитель-балласт со стабилизацией тока газоразрядной лампы, Эффект стабилизации достигается за счет конден" сатора включенного в первичную цепь преобразователя цастоты. Этот же конденсатор одновременно исключает появление постоянной составляющей тока в питающей цепи.Для зажигания газоразрядных ламп с предварительным подогревом электро" дов может быть использован обычный стартер тлеющего разряда или взяты43 отводы от выходной обмотки для питания нитей подогрева электродов (фиг. 2).Для получения более повышенной цастоты используются два каскада .учет- верителей частоты. В этом случае частота выходного напряжения по сравнению с частотой тока сети увеличится в 16 раз и станет равной 800 Г, при этом используют всего лищь два ферромагнитных трехстержневых элемента.На фиг. 3 представлены временные диаграммы напряжений уцетверителя частоты. На диаграмме За показано 8 6пульсирующее напряжение удвоеннойчастоты, подаваемой на первичные обмотки преобразователя.На диаграмме 3 б дана форма выходного напряжения на одной любой выход.ной полуобмотке при отсутствии самоподмагницивания и подмагницивания емкостным и постоянным токами.Налицие только самоподмагничивания емкостным током при тех же условиях улучшает форму выходного напряжения(диаграмма 3 в),При одновременном самоподмагницивании емкостным током и подмагницивании постоянным током напряжение навсей выходной обмотке показано надиаграмме Зг.Технико-экономическая эффектив".ность предлагаемого умножителя состоит в том, что светоотдаца люминесцентной лампы при питании ее повышенной частотой по сравнению с про/мышленной увеличивается, снижаетсястробоскопицеский эффект, пульсациисветового потока уменьшаются и становятся неощутимыми, преобразовательчастоты упрощается и является одновременно балластом и стабилизатором,поэтому предлагаемый умножитель частоты найдет широкое применение не.только в практике освещения, но ив других областях народного хозяйства. 1. Стабилизированный умножитель частоты, содержащий трехстержневой магнитопровод с расположенными на нем двумя соединенными согласно последовательно первичными и вторичной обмотками, конденсатор, одна обкладка которого подключена к одному из входных выводов для подключения однофазного источника питания, диод и фильтр, причем первичные обмотки расположены на одних из крайних стерж" нях магнитопровода, о т л и ч а ющ и й с я тем, цто, с целью увеличения коэффициента умножения и КПД, вторицная обмотка снабжена двумя до" полнительными отводами и выполнена в виде двух встречно последовательно соединенных секций, расположенных на других крайних стержнях и дополнительновведены обмотка подмагницивания постоянным током, расположенная на среднем стержне магнитопровода,892618 две обмотки самоподмагничивания, соединенные последовательно и расположенные каждая на одном из свободных стержней, два конденсатора, двухполупериодный выпрямитель и переменный резистор, причем фильтр выполнен в виде одного из указанных дополнительных конденсаторов и переменного резистора, одни обкладки дополнитель-. ных конденсаторов объединены и их в общая точка подключена к точке соединения одного конца обмотки подмагничивания постоянным током со свободным концом одной из обмоток самоподмагничивания, между другими обкладка ми дополнительных конденсаторов включен диод в направлении, обратном направлению постоянной составляющей потока первичных обмоток, другой конец обмотки подмагничивания постоян- ным током соединн с переменным резистором, подклеенным другим концом к общей точке соединения диода и дополнительного конденсатора фильтра, общая точка соединения диода и второго дополнительного конденсатора подключена к свободному концу другой обмотки самоподмагничивания, а вход двухполупериодного выпрямителя, к выходу которого подключена цепь первичных обмоток, включен между второй обкладкой основного конденсатора и другим входным выводом.2, Стабилизированный умножитель частоты по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью обеспечения точной настройки, введен дополнительный переменный резистор, включенный параллельно обмотке подмагни" чивания постоянным током.3. Стабилизированный умножитель частоты по п. 1 и 2, о т л и ч а ющ и й с я тем, что выполнен на двух каскадах. Источники информации, принятые во внимание при экспертизефугенфаров М,И. Электрические схемы с газоразрядными лампами. М., "Энергия", 1974, с. 238, рис, 3-70.2. Авторское свидетельство СССР Ю 540333, кл, Н 02 М 5/16, 1973.892618 Составитель Л, Устинки Техред Л, Пекарь Корректор Г,Редактор нчицк ова 6/81ВНИ а 113035,иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,ираж 733И Государствделам изобреМосква, ЖПодписноенного комитета СССРений и открытийРаущская наб., д, 4/