Стабилизатор-ограничитель напряжения переменного тока Советский патент 1983 года по МПК G05F1/44 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использоваш в сетях освещения произвоаствеиных помещений с лампами апя накаливания и люмияесцентными лампами для ограничения и стабилизаЗ ции величины действующего значения переменного напряжения на осветительных нагрузках при повьпиении напряжения сети от носительно номинального или установленного значения. Известны схемы тиристорных стабили заторов напряжения переменного тока C и Саз .. Недостатком схем является значи11гльная сложность из-за большого количества элементов. Наиболее близким по технической сущ ности к изобретению является стабилизатор напряжения переменного тока, коTopbiu содержит симистор, включенный последовательно между входным и выходным выводами, вып митель, выход которого подключен к входу формирователя импульсов на оанопереходном транзисторе с выходным управляющим трансформатором, вторичная обмопса которого подключена к управляющему переходу сим тора, делитель напряжения, выход которо го подключен между вторЫ базой однопереходного транзистора формирователя импульсов и точкой соединения выхода выпрямителя и формирователя импульсов, сглаживакядий фильтр. Схема использует принцип фазового управления,т.е. изменения угла проводимости симистора при изменении напряжения сети. Для к.омпенсацин колебаний напряжения сети вводится оепь из параллельно соединенных резистора и конденсатора, установленная между выпрямителем и фо мирователем импульсов,, с ее помощью к напряжению формирователя добавляется постоянное напряжение, величина которого изменяется пропорционально изменению напряжения сети.. .Эта сумма напряжений является междубазо&ым напряжением однопереходного транзистора (ОПТ). Уменыиение напряжения сети вызывae соответствующее уменьшение междубазового напряжения, что приводит к более раннему {при отсчете от начала полупериоца) открытию симистора, т.е. к умень шению угла задержки (или увеличению угла проводимости) и наоборот. Подбором элементов схемы можно добиться ее работы в качестве ограничите ,лч. - - --- ля-стабилизатора 3. Недостатком схемы является низкая трчность стабилизации: изменения параметров любого элемента схемы при изменении окружающих условий или с течением времени (коэффициента передачи ОПТ, емкости конаенсаторов и т.п.) приводят. к существенному изменению величины напряжения йа нагрузке. Кроме того, известная схема для получения хороших стабилизирующих свойств (на уровне 2%) требует значительного запаса по напряжению (не менее 30-4О ВУ. что не позволяет использовать ее в качестве ограничителя напряжения сети. Целью изобретения является noBbj ueние точности стабилизации выходного напряжения. Указанная цель достигается тем, что в сгабилизагор-ограничитель, содержащий симистор, включенный последовательно ду входными и выходными выводами, выпрямитель, выход которого подключен к входу формирователя иь пульсов на однопереходном транзисторе с. выходным управляющим трансформатором, втортчная обмотка которого подключена к управляющему переходу симистора, делитель напряжения, выход которого подключен между второй базой однопереходного транзистора формирователя импульсов и точкой соединения В1 1хода выпрямителя и формирователя импульсов, сглаживающий фильтр, введены разделительный трансформатор, до- i полнительные вьшрямитель, диод и резистор, при этом первичная обмотка разделительного трансформатора подключена к выходным выводам, вторичная обмотка через дополнигельный выпрямитель и сглаживак ший фильтр - к делителю напраж ния, вход выпрямителя подключен параллельно симистору, вход делителя напряжения через последовательно соединенные дополнительные диод и резистор подключен к выходу выпрямителя. На чертеже приведена принципиальная электрическая схема стабилизатора-ограничителя. Стабилизатор-ограничитель напряжения переменного тока содержит- силовой элемент - симистор 1, включенный последовательно с нагрузке 2, выпрямитель 3, подключенный параллельно симисгору 1, формирователь 4- импульсов, подключенный к выходу выпрямителя 3 и включак щий формирователь 5 импульсов опорного напряжения, интегрирующую ;цепь 6, вход1 которой подключен, к выходу формиров4теля 4 импульсов опо рного напряжения, однопереходный транзистор (ОПТ) 7, управляюший трансформатор 8, причем вььхоп интегрирующей цепи 6 включен межау эмиттером ОПТ 7 и оцним концом первичной обмотки управляющего трансформатора 8, второй конец которой, соединен с первой базой ОПТ 7, а вторичная обмотка, выходного трансформатора 8 поцключена к управляющему переходу симистора 1, цепь обратной связи по напряжению нагрузки, представляющую выпрямитель 9, поаключенный через разделительный , трансформатор 10 параллельно нагрузке 2, сглаживающий фильтр 11 вход коI торого подключен к выходу выпрямите- ля 9, делитель 12 напряжения, вход которого подключен к выходу сглаживающего фильтра 11, а выход подключен между второй базой ОПТ7 и концом первичной обмотки выходного трансформатора 8, соединенным с интегрирующей цепью, и цепь обратной связи по напряжению сети, предв ставляющую последовательно соединенные диод 13 и резистор 14, включенные межд выходом выпрямителя 3 и входом делителя напряжения. Схема работает следующим образом. В начале кажцогЬ полупериода напряжение- сети приложено к силовому элементу 1. Это напряжение подается на выпрямитель 3, выпрямляется и затем подается , на формирователь 5 импульсов опорного напряжения,.на выходе которого образуются трапецеидальные импульсы постоянной амплитуды. Эти импульсы подаются на интегрирующую цепь 6, обеспечивающую плавно нарастающее напряжение на эмиттере ОПТ 7. Выпрямитель 9 через раз-. целительный трансформатор 10 подключен параллельно нагрузке 2. Выпрямленное им напряжение через сглаживающий фильтр 1 подается на вход делителя 12 напряжения Сюоа же подается напряжение, пропорциональное сетевому, с выхода выпрямителя 3 через последовательно соединенные аиоа 13 и резистор 14. С выхода делите ля 12 напряжение подается в междубазовую чепь ОПТ 7. . Величина этого напряжения определяет время отпирания ОПТ и возникновения в цепи эмиттер - первая база ОПТ первичная обмотка трансформатора 8 импульса, который через вторичную обмот ку этого трансформатора, подключенного X управляющему переходу симистора 1, отп рает симистор, обеспечивания в оставшуюся часть полупериода ток в нагрузке 2. Любое изменение, например, увеличение напряжения на нагрузке 2, вызванное изменением величины напряжения сети или параметров схемы, вызывает пропорциональное увеличение междубазового напряжения ОПТ 7, а значит требует большего времени нарастания напряжения на вмит те ре до значения, достаточного для oiv. пирания ОПТ. Это приводит к увеличению угла задержки (уменьщению угла провооимрс;ти) симистора и, следовательно, к уменьшению напряжения на нагрузке, т.е. происходит стабилизация напряжения. Параметры делителя 12 напряжения и величина сопротивления резистора 14 определяют величину напряжения загрузки, с которой начинается ограничение. . Параметры сглаживающего фильтра 11 .определяют, какое значение напряжения (максимальное, действующее или какоелибо другое) подлежит ограничению. Все зависит от того, какому значению напряжения на нагрузке пропорционально напряжение на выходе делителя к моменту отпирания симистора. Применение комбинированной обратной связи значительно улучшает стаби- лизи{:огюшие свойства схемы как при изменении параметров элементов схемы, так и при изменении напряжения сети благодаря суммарному воздействию обеих связей. Использов1ание предлагаемой схемы выгодно отличает ее от известной, поскольку знача телыю повышает качество стабилизации напряжения нагрузки, что очень важно, теис как увеличение напряжения в осветительной сети сверх 22О В на каждые 5% сокращает срок ламп накаливания в два раза. Используя ограничитель с выходным напряжением (на нагрузке), составляющем 98-95% номинального значения напряжения сети можно добиться увеличения ресурса ламп накаливания в 1,5 - 2 раза уже при номинальном напряжении сети. Помимо значительного увеличения срока службы ламп схема обеспечивает экономию электрической энергии.

СТАБИЛИЗАТОР-ЮГРАНИЧИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТО- . КА, сопержащий симистор, включенный последовательно между входными и выхопными вывопами, выпрямитель, выход которого подключен к входу формирователя импульсов на однопере- ходном транзисторе с выходным управляющим трансформатором, .вторичная обмотка которого поцкпючена к управляющему переходу симистора, целитель напряжения, выхоп которого поцключен межцу второй базой оаноперехоаного транзистора формирователя импульсов и точкой соединения выхода выпрямителя . д формирователя импульсов, сглаживаюший фильтр, отличающийся тем, что, с целью повышения точности стабилизации напряжения на нагрузке, введены раздели- тельньШ трансформатор, дополнительные выпрямитель, аиоц и резистор, при этом первичная обмотка разделительного трансформатора подключена к выходным вывоцам, вторичная обмотка через дополнительный выпрямитель и сглаживающий фильтр SL делителю напряжения, вхоп (Л выпрямителя подключен параллельно си- мисто1:у, вход делителя напряжения через поспедователЕзНО соединенные дополнительные диод и резистор подключен к выходу выпрямителя. ел 35