Устройство для ограничения напряжения Советский патент 1986 года по МПК G05F1/44 

«

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для ограничния напряжения, преимущественно в оветительных установках с лампами накаливания при их питании от сетей с превышением напряжения относительно номинального.

Целью изобретения является повышение стабильности BbixoAHOifo напряжения.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит, лампу накаливания, которая через тиристор (си мистор) 2 подключена к клеммам 3 и 4 сети переменного тока, диодный мост 55 стабилитрон 6, однопереход- ный транзистор 7, трансформатор 8, конденсаторы 9-12, диоды 13-15 и резисторы 16-23.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения питания на

клеммы 3 и 4 по цепи, составленной параллельно включенным резисторам 16 и конденсатором 9, диодным мостом 5 резисторами 17, 18 и стабилитроном 6, проходит ток, под действием которого на стабилитроне 6 выделяются и шульсы пульсирующего напряжения стабилизированной амплитуды,, Под действием этих импульсов напряжения через диод 4 и резистор 20 начинает в течение длительности ка/кдого импульса заряжаться конденсатор 11 до порога отпирания транзистора 7. Одновременно заряд .конденсатора 11 осуществляется через резистор 19 под действием суммарного напряжения на стабилитроне 6 и резисторах 17 и 18. Каждый полупернод при заряде конденсатора I1 до порога отпирания транзистора 7 конденсатор 11 разряжается через транзистор 7 и конден-. сатор 12, зашунтированный резистором 2, на парвичнзло обмотку трансформатора 8, вызывая отпиран г1е си- шcтopa 2 и протекание тока через лампу 1 накаливания в

,Верхняя база транзистора 7 питается не напряжеш-1ем стабилизированной a mлитyды, снимаемым со стабилитрона 6, а напряжением, равным сумме напряжения на стабилитроне 6, и нестабклизированного напряжения, падающего на резисторе 1.8 и сглажен- ,ного конденсатором 10 Напряженке iна резисторе 8, конденсаторе 10 и.

460652

следовательно, на верхней базе трак-, зистора 7 изменяется линейно, увеличиваясь с ростом напряжения сети. Следовательно, линейно изменяется

.5, напряжение отпирания транзистора 7. Поэтому при увеличении напряжения в сети время заряда конденсатора 11 увеличивается, поскольку напряжение питания RS-контура 20,1 осуществля10 ется стабилизируемым с помощью стабилитрона 6 напряжением. С увеличением времени заряда конденсатора 11 увеличй вается и фазовый- сдвиг в отпирании транзистора 7 и следователь15 но, симистора 2 Напряжение на лампе 1 стабилизируется и не превьшгает номингшьного значения напряжения сети. Заряд конденсатора П. через резистор 19 под действием напряжения,

20 падающего на резисторе 17 и имеющего синусоидальный характер, позволяет нелинейно изменять угол отпирания сиг-гастора 2 при линейном изменении напряжения сети, что при сину25 соидальном напряжении питания позволяет лучше стабилизировать напряжение в нагрузке. Этой же цели служит диод 14„ исключ;,:;ощий разряд конденсатора 11 через резистор 20. j

30 Одновременно с подачей изменяющего в зависимости от напряжения сети напряжения на базы транзистора 7 с резистора 18 поступает напряжение в цепь первой базы транзистора 7, из35 меняющееся пропорционально напряжению на нагрузке-лампе 1. Под действием напряжения, падающего на лам- г , по цепи, образованной диодом 15, резистором 22, резистором 21 и

40 одним из диодов выпрямительного моста 5, протекает пульсирующий ток. Под действием этого тока выделяется напряжение, сглаженное конденсатором фильтра 12, пропорциональное нап45 ряжению в нагрузке I . Чем вьпде напряжение на лампе 1, тем вьппе напряжение на конденсаторе 12 и тем са- - порог отпирания транзистора 7. Следовательно, увеличивается и вретчя

50 заряда конденсатора 11 через резистор 20 и за счет этого уменьшается напряжение в нагрузке. То есть в предлагаемом устройстве за счет отрицательной обратной связи с выхода

55 устройства на его вход, выполненной в виде последовательно соедлненных диода 15, резистора 22, конденсатора 12 с параллельно подсоединенным

резистором 21, включенных в цепь первой базы однопереходного транзистора 7, и одного из диодов моста, обеспечивается дополнительная стабилизация напряжения в нагрузке 1,

Благодаря этой обратной связи компенсируется изменение напряжения в нагрузке за счет колебания порога срабатывания однопереходного транзистора 7, стабилитрона 6 и других элементов, в зависимости от температуры, времени и других факторов, т.е. повышаются стабилизирующие характеристики описываемого устройства.

Введение конденсатора 9 с параллельно подключенным резистором 16, через которые одна диагональ диодного моста 5 подключена к клеммам сети 3 и 4, позволяет осуществить фазовьй сдвиг импульсов напряжения на стабилитроне 6 по отношению к напряжению на симисторе 2. За счет этого можно получить минимальную разницу между напряжениями на лампах накаливания и напряжением в сети,ког да последнее меньше номинального значения.

Диод 13 исключает разряд конденсатора 10 на резистор 18 в паузах между импульсами вьтрямленного напря жения, что позволяет существенно снизить пульсацию напряжения на конденсаторе 10 при незначительной его емкости и за счет этого уменьшить время заряда конденсатора при возрастании напряжения в сети, а следовательно, и исключить автоколебания напряжения в нагрузке при колебаниях напряжения в сети.

С помощью резистора 23 возможна корректировка порога отпирания транзистора 7. Изменением величины ре

ор Н.Егорова 3998/40

Составитель С.Ситко Техред М.Ходанич

Корр Подп

Тираж 836 ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие г.Ужгород, ул.Проектная, 4

10

1246065

зисторов 18 и 21 возможна регулировка отрицательной обратной связи и, следовательно, коэффициента стабилизации выходного напряжения. 5 Таким образом, в простой схеме предлагаемого устройства может быть использована мощная нагрузка, достигающая десятков кВт, причем потребляемая схемой не превьш1ает нескольких ватт. Резкие превьш ения напряжения в сети не вызывают повышения напряжения на лампах, а при номинальном и меньше номинального значениях напряжения в сети напряжение на нагрузке практически не снижается по отношению к напряжению в сети. Все это позволит применять устройство для ограничения напряжения на лампах накаливания, значительно продлив срок их службы, в частности при питании ламп от сельскохозяйственных сетей, где имеются особенно в ночные периоды, значительные превышающие норму напряжения и в других случаях.

15

20

25

Формулаизобретения

Устройство для ограничения напряжения по авт.св. № 1182497, о т л и- чающееся тем, что, с целью повышения стабильности выходного напряжения, в него введены третий диод, четвертый конденсатор, шестой и седьмой резисторы, причем второй вывод первичной обмотки трансформатора соединен с третьим выводом мостового выпрямителя через параллельно включенные шестой резистор и четвертый конденсатор, а через цепочку из последовательно соединенных седьмого резистора и третьего диода- с выходным выводом устройства.

Корректор Г.Решетник Подписное

Изобретение относится к области стабилизированных источников питания. .Цель изобретения - повьшение стабильности выходного напряжения устройства для ограничения напряжения. Это достигается тем, что при подаче питания иа клеммы 3 и 4 устройства на стабилитроне 6 появляются импульсы напряжения. Под действием этих импульсов начинает заряжаться конденсатор 11 до отпирания транзистора 7 При разряде конденсатора 11 отпирается симистор 2 и через лампу накаливания 1 течет ток. Напряжение на верхней базе и, следовательно, напряжение отпирания транзистора 7 изменяется линейно с ростом напряжения сети. Поэтому с ростом напряжения сети увеличивается время заряда конденсатора 11, что приводит к увеличению фазового сдвига симистора 2. Напряжение на лампе 1 стабилизируется. Кроме того, за счет отрицатель- . ной обратной связи с выхода устройства на его вход, вьтолненной на диоде 15, резисторе 22, конденсаторе 12 и резисторе 21, обеспечивается дополнительная стабилизация напряжения на нагрузке 1. 1 ил. § (Л INS 4 О) О а СП N