Стабилизатор переменного напряжения Советский патент 1985 года по МПК G05F1/20 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания стабилизированным переменным напряжением электро- и радио аппаратуры. Известны транзисторные ;.табилиза торы переменного напряжения, содержа1цие регулирующие элемент и схему управления l . Данные стабилизаторы имеют малый КПД, особенно при повышенном напряжении сети, из-за существенных потерь мощности на регулирующих элементах . Наиболее близким по технической сущности к изобретению является ста билизатор переменного напряжения, в котором последовательно с нагрузк включена вторичная обмотка вольтодобавочного трансформатора и применены Пороговые схемы, вьтолненные с электромеханическими реле. Пороговые схемы производят переключение первичной обмотки таким образом, чт бы при пониженном напряжении питани напряжение на вторичной обмотке суммировалось с питающим напряжение а при повьшенном напряжении питания вычиталось из него 2j. Известный стабилизатор имеет невысокие КПД и надежность. Цель изобретения - повышение КПД и надежности. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор переменного напряжения, содержащий вольтодобавочньй трансформатор, вторичная обмотка которого включена между входной и выходной клеммами, а первичные обмотки, число которых соответствует числу диапазонов регулирования, подкл}очены к соответствующим переключающим элементам, выпрямитель и первый пороговый элемент, введены второй и третий пороговые элементы, дифференцирующая цепь, дополнительный переключаюпшй элемен а также делители напряжений, оптоэлектронные ключи, инверторы по числу диапазонов регулирования и логические элементы И по числу пере ключающих элементов, причем выпрямитель входом подключен к входным клеммам, а выходом - к трем пороговым элементам, при этом к выходу первого порогового элемента подключена дифференцирующая цепь, к выходу второго.- делители напряжения. а между третьим пороговь м элементом и делителями напряжения включены соответствующие оптоэлектронные ключи, выходы которых соединены с входами соответствующих инверторов и первыми из входов соответствующих логических элементов И, выходы инверторов подключены к вторым входам соответствующих элементов И, кроме элемента И, выход которого соединен с управляющим входом дополнительного переключающего элемента, третьи входы элементов И подключены к выходу дифференцирующей цепи, а выходы их соединены с управляющими входами переключаю цих элементов, дополнительный переключающий элемент включен между входной клеммой и одним из выводов цепи, образованный из последовательно соединенных первичных обмоток вольтодобавочного трансформатора, другой вывод которой соединен с выходной клеммой. На чертеже представлена схема предлагаемого стабилизатора. Стабилизатор содержит выпрямитель 1, дифференцирующую цепь- 2, пороговые элементы 3,4 и 5 уровня напряжения, делители 6 напряжения, оптоэлектронные ключи 7, инверторы 8, логические схемы 9, переключающие элементы 10 и вольтодобавочный трансформатор 11. Выпрямитель 1 подключен к входным клеммам, к его выходу подключены пороговые элементы 3, 4 и 5 уровня напряжения, к элементу 3 подключена дифференцирующая цепь 2, к выходу элемента 4 - делители напряжения 6, а между пороговым элементом 5 уровня напряжения и делителями 6 напряжения подсоединены оптоэлектронные ключи 7, выходы ключей 7 подключены к одному входу логических схем 9 и к входам инверторов 8, выходы которых подключены к вторым входам логических схем, а к третьему их входу подсоединен выход интегрирующей цепи 2, выходы логических схем подключены к входам переключающих элементов 10, например оптосимисторов, а выходы переключающих элементов подсоединены к выводам вторичной обмотки вольтодобавочното трансформатора 11 . Причем выходы инверторов 8 подключены к входам тех логических схем, на входы которых подается сигнал с делителя более низкого уровня

напряжения, а на границах диапазоно на входы логических схем подаются два сигнала: на нижнем уровне напряжения - с инвертора 8, а на верхнем уровне - с оптоэлектронного ключа, подсоединенного к делителю напряжения верхнего уровня, и с дифференцирующей цепи.

Устройство работает следующим образом.

На оптоэлектронных ключах 7 сравнивается амплитуда выпрямленного питающего напряжения с уровнем напр жения, задаваемым пороговым элементом 5. Амплитуда напряжения на входе делителей равна разности амплитудного значения выпрямленного питающего напряжения и падения напряжения на элементе 4. Применением элемента 4 достигается передача изменения амплитуды питающего напряжения на вход делителя напряжения, повышение чувствительности схемы и изменению питающего напряжения. С выходов ключей 7 и инверторов 8 на логические схемы 9 поступают сигналы о значении питающего напряжения за каждый полупериод и инвертированные эти же сигналы. В момент перехода питающего напряжения через О с дифференцирующей цепи 2 на входы логических схем приходит сигнал перехода напряжения через О, В этот момент логической схемой выдается импульс на открытие соответствующего переключающего элемента (фотосимисторы, тиристоры) и встречно напряжению питания подается напряжение с определенного вывода вторичной обмотки вольтодобавочного трансформатора.. На границах диапазонов регулирования на логические схемы подаются два сигнала-- в одном содержится информация- о пониженном напряжении, во втором - о повьшенном напряжении питания. Причем выходы инверторов В подключены к

входам тех логических схем, на входы которых подается сигнал с делителя более низкого уровня напряжения. Срабатывание переключающих элементов в момент перехода питающего напряжения через О позволяет снизить уровень помех и повысить надежность стабилизатора, расширить возможность его применения. Высокая

чувствительность к изменению питающего напряжения и стабильность порогов срабатывания при изменении температуры и во времени позволит расширить количество диапазонов регулирования. Чувствительность схемы к изменению питающего напряжения составляет +1 В. Работа устройства в режиме сравнения амплитуды питающего напряжения с заданным

уровнем позволяет снизить потребляемую элементами стабилизатора мощность до 2-3 Вт, т.е. на порядок.

Предлагаемое устройства целесообразно использовать в зависимости

от требуемого коэффициента-стабилизации как автономно, так и-в качестве предварительного стабилизатора.

СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий вольтодобавочный трансформатор, вторичная обмотка которого включена между входной и выходной клеммами, а первичные обмотки, число которых соответствует числу диапазонов, .регулирования, подключены к соответствуюпщм переключающим элементам, выпрямитель и первый пороговый элемент, от л ичающийся тем, что, с целью повьшения КПД и надежности, в него введены второй и третий пороговые элементы, дифференцирующая, цепь, дополнительный переключающий элемент, а также делители напряжений, оптоэлектронные ключи, инверторы по числу диапазонов регулирования и логические элементы И по числу переключающих элементов, причем выпрямитель входом подключен к входным клеммам, а выходом - к трем пороговым элементам, при этом к выходу первого порогового элемента подключена дифференцирующая цепь, к выходу второго - делители напряжения, а между третьим пороговым элементом и делителями напряжения включены соответствующие оптоэлектронные ключи, выходы которых соединены с входами соответствующих инверторов и первы- ми из входов соответствующих логических элементов И, выходы инверторов подключены к вторым входам соответствующих элементов И., кроме элемента И, выход которого соединен с управлякщим входом дополнитель(Л ного переключающего элемента, третьи входы элементов И, подключены к выходу дифференцирукицей цепи, а выходы их соединены с управляющими входами переключаюпщх элементов, дополнительный перекпючаюпцй элемент включен между входной клеммой и ел одним из выводов цепи, образованный о из последовательно соединенных перо вичных обмоток.вольтодобавочного трансформатора другой вывод котосо рой соединен с выходной кпекр ой.