Стабилизатор переменного напряжения Советский патент 1984 года по МПК G05F1/20 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, .например, при разработке вторичных источников электропитания. Известны стабилизаторы переменного напряжения, содержащие регулирующий о ган, представляющий собой два последо вательно соединенных трансформатора (автотрансформатора), блок управления подключенный своими входами к выходны зажимам устройства, причем каждый трансформатор (автотрансформатор) со держит обмотку управления, выводы кот рых замыкаются накоротко через управляемый ключевой элемент, управляющий вход которого соединен с выходом блока управленияCl 1 Наиболее близким к предлагаемому является стабилизатор, содержащий регулирующий орган, представляющий собой трансформатор (автотрансформатор) на трехстрежневом магнитопроводе с дв мя последовательно соединенными сетевыми обмотками, расположенными на крайних стержнях и подключенньми своими входами к выходным зажимам устройства, выходную обмотку, расположен ную на одном из крайних стержней и подключенную своими выводами к выходным зажимам устройства, две обмотки управления, расположенные на крайних стержнях, причем каждая из них замыкается накоротко через управляемый ключевой элемент, блок управления. подключенный своими входами к выходным зажимам устройства, подключенный своими выходами к управляющим входам управляемых ключевых элементов f2j. Недостатками известных стабилизато ров являются большие масса и габариты и значительное искажение формы выходного напряжения относительно формы входного напряжения. Цель изобретения - уменьшение маесы и габаритов устройства и уменьшение искажения формы выходного напряжения. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе переменного напря жения, содержащем блок управления, присоединенный своим входом к выходным выводам, управляемый ключевой узел, присоединенный своими управляющими входами к выходу блока управлеч jния, регулирующий орган, выполненньй в виде трансформатора на трехстержневом магнитопроводе, на одном крайнем стержне которого расположены первичная обмотка, одним выводом подключенная к одному из входных выводов, и первая обмотка управления, а на другом крайнем стержне размещены вторичная обмотка, присоединенная своими выводами к выходным выводам, и вторая обмотка управления, другой вывод первичной обмотки подсоединен к другому входному выводу, первая обмотка управления выполнена секционированной, а управляемый ключевой узел выполнен на двух группах ключевых элементов, число элементов каждой группы соответствует числу секций первой обмотки управления, причем начало каждой из секций соединено с одним из силовых выводов ключевых элементов первой группы, конец каждой из секций соединен с одним из силовых выводов ключевых элементов второй группы, вторые силовые выводы ключевых элементов первой и второй групп каждой секциисоединены между собой, при этом общий вывод ключевых элементов первой секции соединен с концом второй управляющей обмотки, а общий вывод ключевых элементов каждой из остальных секций соединен с концом последующей секции, конец последней секции соединен с началом второй управляющей обмотки. На чертеже приведена схема предлагаемого стабилизатора. Регулирующий орган устройства вьгаолнен в виде трансформатора (автотрансформатора) на трехстержневом магнитопроводе 1. Первичная обмотка 2 подключена к выводам устройства, а вторичная обмотка 3 - к выходным выводам устройства. Обмотка управления 4 соединяется с выводами (секциям) обмотки управления 5 через управляемые ключевые элементы 6, управляющие входы последних подсоединяются к выходам блока управления 7, подключенного своими входами к выходным выводам устройства. Устройство работает следующим образом. На входные выводы подается переменное напряжение U , в результате чего первичная обмотка создает МДС и в стержне магнитопровода, на котором размещена обмотка, создается магнитный поток Фр , уравновешивающий сетевое напряжение. Поток Фд разделяется на два потока Ф и Ф2 . Поток Ф проходит по среднему стержню магнитопровода, а поток Ф2 по крайнему стержню, на котором расположена вторичная обмотка. Поток Ф индуктирует в первой обмотке управления ЭДС , а поток 2 индуктирует во второй обмотке управления ЭДС е j 2 При параллельном включении обмоток управления е е,. Поэтому изменение числа витков первой обмотки управления, соединенной со второй обмоткой управления, приво дит к изменению величины потоков Ф и 2 Р этом изменяется ЭДС индуктируемая во вторичной обмотке потоком Стабилизация выходного напряжения обусловлена изменением величины магнитного потока «fj, сцепленного с вторичной обмоткой, и осуществляется коммутацией числа витков первой рбмотки управления, соединенных со второй обмоткой управления. Обоснование процесса стабилизации выходного напряжения, происходящего в устройстве, проводят на упрощенной модели, которая не учитывает падения напряжения на активном сопротивлении проводников обмоток, потоков рассеивания и потерь энергии на перемагничивание материала магнитопровода, .Напряжение сети U уравновешивается ЭДС индуктируемой в сетевой обмотке потоком Фо , т.е. где у/ - число витков первичной обмотки. Аналогично выходное напряжение определяется равенством Ф. r- 2-df 2 где W 2 число витков вторичной обмотки. в параллельно включенных обмотках управления могут индуктироваться только равные ЭДС, поэтому -Ы ,. -if dt 2 - числа витков обмоток где w,, и w 4 и 6, соединенные, между собой. Из выражений (1) - (3) нетрудно получить выражение для выходного напряжения устройства. Управление числом витков соеVдиняемых с обмоткой ы а также моментами переключения числа витков Nx/ производится с помощью блока управления 7. Он вырабатывает управляющие сигналы в зависимости от отклонения выходного напряжения от заданного значения таким образом, чтобы скомпенсировать эти отклонения. Если производить изменение числа витков в моменты прохождения тока через нулевое значение, то регулирование выходного напряжения происходит без искажения его формы относительно формы входного напряжения. Заданная точность регулирования выходного напряжения обеспечивается выбором соответствующего числа секций обмотки 4 управления и .числа управляемыхкдючевых элементов. Это следует нз многоступенчатого регулирования выходного напряжения. Устройство позволяет экономить массу и габариты сгабилизатора примерно на 20% по сравнению с прототипом, сохраняя достоинства устройств этого класса, в котором управляемые ключевые элементы вынесены в специальные цепи управления.

СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий блок управления, присоединенный своим входом к выходным выводам, управляемый ключевой узел, присоединенный своими управляющими входами к выходу блока управления, регулирующий орган, выполненный в виде трансформатора на трехстержневом магнитопроводе, на одном крайнем стержне которого расположены первичная обмотка, одним выводом подключенная к одному из входных выводов, и первая обмотка управления, а на другом крайнем стержне размещены вторичная обмотка, присоединенная своими выводами к выходным выводам, и вторая обмотка управления, отличающийся тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов устройства и уменьшения искажения формы выходного напряжения, другой вывод первичной обмотки подсоединен к другому входному выводу, первая обмотка управления выполнена секционированной, а управляемый ключевой узел выполнен на двух группах ключевых элементов, число элементов каждой группы соответствует числу секций первой обмотки управления, причем начало каждой из секций соединено с одним из силовых выводов ключевых элементов первой группы, конец каждой из секций соединен с одним из силовых выводов ключевых элементов второй группы, вторые силовые выводы ключевых элементов, первой и второй групп каждой секции соединены между собой, при этом общий вывод ключевых элементов первой секции соединен с концом второй управляющей обмотки, а общий вывод ключевых элементов каждой из остальных секций соединен с концом последующей секции, конец последней секции .соединен с началом второй управляющей обмотки.