Стабилизатор переменного напряжения Советский патент 1984 года по МПК G05F1/24 

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в устройствах электропитания различной аппаратуры. Известен стабилизатор переменного напряжения, содержащий силовой трансформатор, одна из связанных с входными ВЫВОДШ4И обмоток которого выполнена из регулировочных секций, включенных каждая в диагональ переменнбго тока однофазного тиристорного моста, причем все мосты соединены по постоянному току последовательно, другая же, выполненная нерегулируемой связана с входными выводами через дополнительный однофазный тиристорный мост, в диагональ постоянного тока которого включена цепь, образованная основными мостами Cl 3.

Наиболее близким к изобретению является стабилизатор, содержащий регулируннций элемент в виде вольтодобавочных трансформаторов с двумя группами выключателей в первичных обмотках и схему управления с измерительньи органом, пороговыми элементами мультивибратором, схемами совпадения, инверторами, схемой ИЛИ, реверсивным двоичным счетчиком и усилителями управления, прочем вторичные обмотки вольтодобавочных трансформаторов включены последовательно с ис.точником регулируемого переменного напряжения, а первичные - при помощи одной группы выключателей соединены с выходом устройства и шунтированы второй группой выключателей, взаимно сблокированных с первой группой выключателей, причем обе группы выключателей через усилитель управления соединены с триггерами реверсивного двоичного счетчика, которьй через схему совпадения, подключен к мультивибратору и при помощи реле времени ; и схемы ИЛИ - к пороговым элементам, один из которых через инвертор соединен с шиной уменьшения напряжения двоичного счетчика, а через другие инверторы - с шиной увеличения напряженйя двоичного счетчика, через регуя1фовочные резисторы делитель напряжения, выпрямитель, фильтр и согласующаА трансформатор пороговые элементы соединены с выходом устройства С2Д

Недостатком известных стабилиза- торов является низкое быстродействие, так как они «е реагируют на быстрые изменения входного напряжения и сопзакрываться только при равном нулю токе через ключи, т.е. при мгновеном значении на нагрузке, равном нулю. Время реагирования на изменения входного напряжения и сопротивления нагрузки не может превышать половину периода сетевого напряжения. Кроме того, применяемое в схеме реле времени исключает возможность реагирования на быстрые изменения входного напряжения и сопротивления нагрузки. Целью изобретения является повышение быстродействия стабилизатора переменного напряжения.

Поставленная цель достигается

тем, что в стабилизатор, содержащий вольтодобавочный трансформатор, первичная обмотка которого подключена к выходу регулирующего органа дискретного действия, включенного в одну силовую шину, а вторичная обмотка вольтодобавочного трансформатора вклчена в другую силовую щину и одним выводом соединена с одной выходной клеммой и одним выходом регулирующего органа дискретного действия, узел измер ения, входом соединенный с выходом регулирующего органа дискретного действия, выходом через последовательно соединенные пороговый элемент и инвертор - с вь1читающим входом реверсивного счетчика и первым входом элемента ИЛИ, а через второй пороговый элемент - с суммирующим входом реверсивного счетчика и вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом элемента И, второй вход которого подключен к мультивибратору, а выход - к счетному входу реверсивного счетчика, выходы которого через усилители управления соединены с управляющими входами регулирующего органа дискретного действия, введены формировател импульсов, дополнительный усилитель управления и полностью управляемый Kjno4i включенный между вторым выходом регулируюв(его орган.а дискретноротивления нагрузки. При этом низкое быстродействие обусловлено тем, tiTo в случае применения в качестве ключей электромагнитных реле - быстродействие реле ограничено, в случае применения тиристоров (семисторов) - переключение ключей может осуществляться только в момент перехода синусоиды входного напряжения через нуль. так как тиристоры (семисторы) могут го действия и второй выходной клеммой, при этом управляющий вход полностью управляемого ключа через последовательно соединенные дополнительный усилитель управления и формирователь импульсов соединен с выходом элемента И. На чертеже изображена схема стабилизатора переменного .напряжения. Стабилизатор переменного напряжения содержит вольтодобавочный трансформатор 1, регулирующий орган 2 дискретного действия, узел 3 измерения, пороговые элементы 4 и 5, инвер тор 6, реверсивный счетчик 7, элемент ИЛИ 8, элемент И 9, мультивибра тор 10, усилители 11 управления, формирователь 12 И1 тульсов, дополни- тельный усилитель 13 управления, пол ностью управляемый ключ 14. Первичная обмотка трансформатора 1 подключена к вЬвсоду регулирующего органа 2, включенного водну силовую шину, а вторичная обмотка трансформатора 1 включена в другую силовую шину и одним выводом соединена с од ной выходной клеммой и одним выходом регулирующего органа 2. Узел 3 измерения входом соединен с выходом регулирукяцего органа 2, выходом через пороговый элемент 4 и инвертор 6 с вычитаюцим входом реверсивного счетчика 7 и первьм входом элемента ИЛИ 8, а через пороговый элемент 5 с суммирующим входом счетчика 7 и вт рым входом элемента ИЛИ 8. Выход эле мента ИЛИ .8 соединей с первьм входом элемента И 9, второй вход которого соединен с мультивибратором 10, а выход - со счетньм входом счетчика 7 выхода которого через усилители.11 управления соединены с управляющими входами регулирующего .органа 2. Полностью управляем ключ 14 включен между втррьм выходом регулирующего органа 2 и второй выходной клеммой. Управляющий вход полностью управляемого ключа 14 через дополнительный усилитель 13 управления и формирователь 12 импульсов соединен с выходом элемента И 9. Регупируюп й орган 2 выполнен на основе трансформаторов с коммутируемыми симметричньми тиристорами КУ208 обмотками. Узел 3 измерения представ ляет собой выпрямитель в виде диодно го моста с фильтрукицим кондеисатором и токоограничивающим резистором. Пороговые элементы 4 и 5 выполнены на микросхемах К521САЗ, логические элементы (инвертор, Tf, ЛЛИ) - на микросхемах К155ЛАЗ, К155ЛЕТ, счетчик 7 - на микросхеме К155ИЕ7. Усилители 11 и 13 управления представляют собой транзисторные ключи. Формирователь 12 импульсов представляет собой формирователь короткого импульса по фронту и д1ульсного сигнала. Стабилизатор переменного напряжения работает следующим образом. При напряжении на выходе U g,,J , превышающем верхний пороговый уровень сигнал Лог. 1 с выхода порогового элемента 5 поступает на вычитающий вход счетчика 7. При этом импульсы от мультивибратора 10 поступают через элемент И 9 на счетный вход счетчика 7. Под действием этих импульсов состояние счетчика 7 изменяется.Этб изменение передается усилителями 11 травления регулирующему органу 2, осуществляя уменьшение коэффициента .его передачи до тех пор пока (вь не станет меньше верхнего порогового уровня. Далее процесс уменьшения коэффициента передачи трансформаторного регулирующего органа 2 прекращается, так как сигнал ЛоГ. О с выхода порогового элемента 5 запрещает прохождение импульсов на счетный вход счетчика 7. Если Ogt,(x ниже некоторого порогового уровня, определяемого пороговым элементом 4, сигнал Лог. 1 с выхода инвертора 6 поступает на суммирующий вход счетчика 7, а также разрешает прохождение импульсов с мультивибратора 10 на счетный вход счетчика 7. Состояние счетчика 7 изменяется. При этом возрастает коэффициент передачи регул1фующегр органа 2 до тех пор,, пока выходное напряжение не превысит нижний.пороговый уровень, установленньтй элементом 4. Состояние счетчика остается неизменньм до тех пор, пока не превысит верхний граничньй уровень или не станет меньше нижнего граничного уровня. В начале каждого иьшульса, приходящего на счетный вход счетчика 7 (т.е. при каждом изменении состояния триггеров счетчика 7), на вьпсоде формирователя 12 импульсов появляется короткий импульс, который передается усилителем 13 на ключ 14. Ключ 14 закрывается на коррткое время и тиристоры регулирующего органа 2 зак- i рьтаются. Длительность запирающего

импульса на выходе формирователя 12 равна врегюнй выключения тиристоров. Цапее при открывании ключа 14 ключи регулирующего органа 2 открываются в соответствии с кодом на выходе счетчика 7.

Таким образом, переключение ключей регулирующего органа 2 может производиться в любой момент времени независимо от величины мгновенного значения выходного, напряжения.

Предлагаемый стабилизатор переменного напряжения выгодно отличается от известного, так как существенно повышается его быстродействие, В предложенном стабилизаторе за счет высокого быстродействия выходное напряжение поддерживается в граничных пределах (в отличие от известного стабилизатора).при быстром изменении входного напряжения или сопротивления нагрузки.

СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЗКЕНШ, содержащий вольтодобавочный трансформатор, первичная обмотка которого подключена к выхоДу регули-. pjTOiUero органа дискретного действия, включенного в одну силовую шину, а вторичная обмотка вольтодобавочного трансформатора включена.в другую си ловую шину и одним выводом соединена с одной выходной клеммой и одним выходом регулирующего органа дискретного действия, узел измерения, входом соединенный с выходом регулирунжцего органа дискретного действия, выходом через последовательно соединенные пороговый элемент и инвертор с вычйтаюдам входом реверсивного счетчика и первым входом элемента ИЛИ, а через второй пороговый элемент - с суммирующим входом реверсивного счетчика и вторым входом элемен.та ИЛИ, выход которого соединен с входом элемента И, второй вход которого подключен к мультивибратору, а выход - к счетному входу реверсивного счетчика, выходы которого через усилители управления соединены с управляющими входами регулирующего органа дискретного действия, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены формирователь импульсов, дополнительный усилитель управления и и полностью з равляемый ключ, включенС ный между вторым выходом регулирующего органа дискретного действия и второй выходной клеммой, при этом а в управляющий вход полностью управляемого ключа через последовательно соединенные дополнительньй усилитель управления и формирователь импульсов D соединен с выходом элемента И. :о ю SD

IfgM