Стабилизатор переменного напряжения Советский патент 1983 года по МПК G05F1/24 

а

-ч1

Изобретение относится к электро,технике, в частности к преобразова.тельной технике, и может быть исполь зовано в системах электропитания. Известен стабилизатор переменного напряжения, содержащий трансформатор с регулироночными секциями, каждая из которых включена в диагональ переменного тока тиристорного моста Г UК недостаткам указанного устройст ва относятся необходимость большого количества ключевых элементов, при заданном коэффициенте стабилизации, а также отсутствие защиты тиристорных ключей в аварийных режимах работы . Наиболее близким к предлагаемому является стабилизатор переменного напряжения, содержащий трансформатор с секциош рованной обмоткой, диодно-тиристорный мост, включенный между выводаг и секций обмотки трансформатора и одним из входных выводов, в диагональ постоянного тока которого включен токоограничиваюпщй элемент в виде параллельно соединенных ограничительного резистора и основного силового транзистора .2 J. Недостаток известного устройства заключается в невысоком коэффициенте стабилизации выходного напряжения 3 что ограничивает область его ис пользования , Цель изобретения - повышение коэффициента стабилизации. Поставленная цель достигается .тем что в стабилизаторе переменного напряжения , содержащем трансформатор с секционированной обмоткой, диоднотиристорный мост, включенный между выводами секций обмотки трансформатора и одним из входных выводов, в диагональ постоянного тока которого включен токоограничительный элемент в виде параллельно соединенных огра ничительного резистора и основного силового транзистора, токоограничительн1з й элемент стабилизатора снабжен дополнительным силовым транзис тором, который включен параллельно ограничительному резистору, а трансформатор выполнен с двумя вспомогательны1.1и регулировочными обмотками, одна из которых включена в коллекторную цепь основного, а другая - в коллекторную цепь дополнительного, силовых транзисторов токоограничительного элемента. На чертеже приведена функциональная схема стабилизатора переменного напряжени). Стабилизатор содержит трансформатор 1, диодно-тиристорный мост 2, силовые диоды 3 и 4 диодно-тиристорного моста 2f ограничительный резистор 5 и основной 6 и дополнительный 7 силовые транзисторы токоограничительного элемента со вспомогательными регулировочными обмотками 8 и 9, вспомогательные (управляющие) транзисторы 10 и 11, резисторы 12-14 и стабилитрон 15 моста 2, тиристорные ключи 16-18 моста 2, обмотки трансформатора 1, входные выводы 23 и 24 и систему управления, состоящую из компараторов 25 и 26, усилителя 27, инвертора 28, ждущих блочных генераторов 29-21, дешифратора 32 и компаратора 33. Стабилизатор работает следующим образом. При подаче питающего напряжения на вход стабилизатора грубая стабилизация напряжения на его выходе осуществляется путем коммутации тиристор ных ключей 16-18 моста 2 и подключением соответствующих выводов обмоток 2 , 20 и 19 через мост 2 к входным выводам 23 и 24. При этом в силовую цепь оказывается включенной и одна из вспомогательных обмоток 8 или 9 трансформатора 1 . Более точная стабилизация выходного напряжения осуществляется с помощью регулирующего органа на основном 6 и дополнительном 7 силовых транзисторах токоограничительного элемента. Грубая стабилизация осутцествляется по сигналам системы управления от компараторов 25 и 26 через дешифратор 32 и блокинг-генераторы 29, 30 и 31, а точная стабилизация - по сигналам обратной связи, передаваемым с выхода стабилизатора компаратором 33 на первый вход инвертора 28, на второй вход которого подается синхронизируюп ий сигнал от питающей сети (входных выводов 23 и 24). Фаза выходного сигнала инвертора 28, работающего с частотой сети, в зависимости от сигнала с выхода компаратора 33 либо совпадает с фазой сети, либо меняется на противоположную. Для управления основным 6 и дополнительным 7 силовыми транзисторами, выполняю1ци ми роль регулирующего органа точной стабилизации выходного напряжения, используются две цепи, одна из которых выполнена на вспомогательных транзисторах 10 и II, резисторе 14 и стабилитроне 15 и обеспечивает выключение транзисторов 6 и 7 при увеличении тока нагрузки выше допустимой величины, а другая выполнена на-к-омпараторе 33, инверторе 28 и усилителе 27 системы управле ния и обеспечивает ключевой режим транзисторов 6 и 7, причем частота переключения их соответствует частоте питающей сети.

Предположим, что на входе устройства уровень напряжения соответствуе номинальному, на синхронизирующем входе инвертора 28 и на входном выводе 23 имеет место положительная полуволна напряжения, а на втором входе инвертора 28 присутствует логическая 1 и работает тиристорный ключ 17, в этом случае силовая цепь замкнута через диод 3, транзистор 6, обмотку 8, тиристор ключа 17, обмотки 20 и 21 и входной вывод 24, а в отрицательной полупериод цепь замкнется через диод 4, обмотку 9, транзистор 7, тиристор ключа 17, обмотки 20 и 21, входной вывод 24. Такой режим работы будет соответствовать подключению к входным выводам 23 и 24 обмоток трансформатора, общее количество витков в которых буде

равно (9 20 2-1 Й(9) количество витков в обмотках 20, 21 и 8(9).

Предположим, что на входе устройства уровень напряжения понизился. Компаратор 33 подает на вход инвертора 28 сигнал в виде логического О. Предположим также, что на входном i выводе 23 и синхронизирующем входе инвертора 28 присутствует поло жительная полуволна напряжения и работает тиристорный ключ 17. В этом случае силовая цепь будет замкнута через диод 3, транзистор 7, обмотку 9, тиристор ключа 17, обмотки 20 и 21 и вывод 24, а в отрицательный полупериод силовая цепь замкнется через диод 4, обмотку 8, транзистор 6, тиристор ключа 17, обмотки 20 и 21, вывод 24. Такой режим работы устройства будет соответствовать подключению к выводам 23 и 24 обмотки, количество витков в которой будет W2o+W2 -W8(9,.

При дальнейшем снижении уровня входного напряжения по сигналу компараторов 25 и 26 через дешифратор 32 и блокинг-генератор 29 включится тиристорный ключ 16 (выключится 17), исключив тем самым из цепи протекания тока обмотку 20, а алгоритм работы транзисторов 6 и 7 изменится на противоположный, т.е. таким образом , чтобы индукция в сердечнике трансформатора оставалась постоянной тем самым будет оставаться постоянным выходное напряжение.

В таблице проведен алгоритм работы транзисторов 6 и 7.

СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий трансформатор с секционированной обмоткой, диоднотиристорный мост, включенный между выводами секций обмотки трансформатора и одним из входных выводов, в диагональ постоянного тока которого включен токоограничительный элемент в виде параллельно соединенных ограничительного резистора и основногЬ силового транзистора, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента стабилизации,токоо граничительный элемент стабилизатора .снабжен дополнительным силовым транзистором, который включен параллельно ограничительному резистору, а трансформатор выполнен с двумя вспомогательными регулировочными обмотками, одна из которых включена в коллекторную цепь основного, а о другая - в коллекторную цепь дополнительного силовых транзисторов то- (Л коограничительного элемента.

Таким образом, предлагаемый стабилизатор сохраняет основное преимущество прототипа - возможность устранения короткозамкнутых режимов работы коммутируемых секций трансформатора и имеет вдвое больший коэффициент стабилизации выходного напряжения при этом же количестве;, тиристорных ключей диодно-тиристорного моста, что расширяет область его применения,

V

CM cvj

«