Параметрический трансформатор Советский патент 1987 года по МПК H01F29/00 

Изобретение относится к электротехнике, выполняет одновременно функции трансформации, стабилизации и фильтрации выходного напряжения и входит в состав блоков систем вторичного электропитания устройств, предъявляющих повьппенные требования к качеству питающих напряжений и надежности системы электропитания.

Цель изобретения - улучшение фильтрующих и стабилизирующих свойст параметрических трансформаторов за счет двойной фильтрации и стабилизации входного напряжения.

На фиг.1 показана принципиальная схема трансформатора; на фиг.2 - зависимость изменения напряжения промежуточного контура от изменения входного напряжения; на фиг.З - зависимость изменения выходного напряжения от изменения напряжения промежуточного контура.

Параметрический трансформатор состоит из входной 1, первой шунтирующей 2, промежуточной 3, второй щунти- рующей А и выходной 5 областей магни- топровода, первичной обмотки 6, подключенной к источнику 7 переменного напряжения, промежуточной обмотки 8, конденсатора 9 промежуточного резонансного контура, выходной обмотки 10, конденсатора 11 выходного резонансного контура, нагрузки 12.

Как видно из фиг.1, предложенный параметрический трансформатор представляет собой каскадную конструкцию и содержит два каскада 13 и 14. « Первый каскад 13 включает в себя

45

входную 1, первую шунтирующую 2, про- Q ет во время этого короткого интерва- межуточную 3 и вторую шунтирующую 4 области магнитопровода, первичную обмотку 6, промежуточную обмотку 8, конденсатор 9 промежуточного резонансного контура. Второй каскад 14 содержит первую шунтирующую область 2, промежуточную область 3, вторую шунтирующую область 4, которая конструктивно входит в состав промежуточной области, выходную область 5, промежуточную обмотку 8, конденсатор 9 промежуточного резонансного контура, выходную обмотку 10, конденсатор 11 выходного резонансного контура, нагрузку 12. Промежуточная область 3 и вторая шунтирующая область 4 магнитопровода, промежуточная обмотка 8, кoндeнcaтopv 9 промежуточного резонансного контура являются выходными

50

55

ла времени. В течение остального времени каждого полупериода входного напряжения входная 6 и промежуточная 8 обмотки полностью изолируются.

Энергии, запасенной в промежуточном резонансном контуре, достаточно для создания переменного магнитного потока в промежуточной области 3 магнитопровода. В местах соединения промежуточной 3, второй шунтирующей 4 и выходной 5 областей промежуточный магнитный поток разветвляется в выходную 5 и вторую шунтирующую 4 области обратно пропорционально их магнитным сопротивлениям. Так как магнитное сопротивление второй шунтирующей области 4 значительно меньше магнитного сопротивления выходной области 5, то происходит эффективное

и входными параметричес0

5

для первого каскада 13 для второго каскада 14 кого трансформатора.

Параметрический трансформатор работает следуюпсим образом.

Под действием входного переменного напряжения первичной обмотки 6 создается переменный магнитный поток во входной области 1 магнитопровода. В местах соединения 1, первой шунтирующей 2 и промежуточной 3 областей магнитопровода первичный магнитный поток разветвляется в первую шунтирующую 2 и промежуточную 3 области обратно пропорционально их магнитным сопротивлениям. Так как магнитное сопротивление первой шунтирующей области 2 значительно меньше магнитного сопротивления промежуточной области 3, то происходит эффективное шунтирование магнитного потока, создаваемого первичной обмоткой 6, первой шун- тируюпей областью 2, что происходит 5 до тех пор,пока последняя не войдет в насьш;ение, в этом случае магнитное сопротивление этой области возрастает, и первичный поток перераспределяется в промежуточную область 3 магнитопровода, создавая в промежуточной обмотке 8 напряжение, необходимое дпя возникновения параметрических колебаний в промежуточном резонансном контуре. Первая шунтирующая область 2 насьщается в кольких градусов

от полупериода входного напряжения) и сильная потоковая связь первичной обмотки 6 с промежуточной 8 возника

0

5

течение нес

(обычно меньше 15

ет во время этого короткого интерва-

ла времени. В течение остального времени каждого полупериода входного напряжения входная 6 и промежуточная 8 обмотки полностью изолируются.

Энергии, запасенной в промежуточном резонансном контуре, достаточно для создания переменного магнитного потока в промежуточной области 3 магнитопровода. В местах соединения промежуточной 3, второй шунтирующей 4 и выходной 5 областей промежуточный магнитный поток разветвляется в выходную 5 и вторую шунтирующую 4 области обратно пропорционально их магнитным сопротивлениям. Так как магнитное сопротивление второй шунтирующей области 4 значительно меньше магнитного сопротивления выходной области 5, то происходит эффективное

шунтирование промежуточного магнитного потока второй шунт.ирующей областью А, причем до тех пор, пока последний не войдет в насьш;ение, в этом случае efo магнитное сопротивление возрастает, и промежуточный магнитньш поток перераспределяется в выходную область 5 магнитопровода,

пром

и,

п. вен

и„ - напряжение помех в промежуточном контуре, В; напряжение помех на выходе параметрического трансформатора, В,

Коэффициент стабилизации данного параметрического трансформатора равен произведению коэффициентов стабисоздавая в выходной обмотке 10 напря- Q лизации первого и второго каскадов,

жение, необходимое для возникновения параметрических колебаний в выходном резонансном контуре. Вторая шунтирующая область 4 насыщается в течение 10-15 от полупериода напряжения, созданного в промежуточном резонансном контуре, и сильная потоковая связь промежуточной обмотки 8 с выходной 10 возникает только во время этого короткого интервала времени. В течение остального времени каждого полупериода напряжения, созданного в промежуточном резонансном контуре, промежуточная 8 и выходная 10 обмотки полностью изолируются.

Фазовый сдвиг между первичным магнитным потоком и промежуточным, а также между промежуточным магнитным потоком и выходным равен соответственно п /2 . Следовательно, короткие временные интервалы, во время которых возникают сильные потоковые связи первичной обмотки с промежуточной и промежуточной обмотки с выходной обмоткой, также сдвинуты на угол друг относительно друга, поэтому первичная и выходная обмотки полностью изолированы одна от другой.

Коэффициент фильтрации данного параметрического трансформатора равен сумме коэффициентов фильтрации первого и второго каскадов (дБ), т.е.

а именно

15

20

25

40

К.

30

ли

К,

Rbl

uU

про ц

ц

пром

и

),

вы

где

и,

и.

iU,

ром

ли,

36

коэффициент стабилизации первого каскада параметри ческого трансформатора; коэффициент стабилизации второго каскада параметри ческого трансформатора; диапазон изменения входно го напряжения; номинальное значение вход ного напряжения; диапазон изменения напряжения промежуточного контура;

номинальное значение напряжения промежуточного контура;

диапазон изменения выходного напряжения; Uj(,|, - номинальное значение выходного напряжения,

|Формула изобретени

Параметрический трансформатор, с держащий магнитопровод, состоящий и входной, выходной и шунтирующей областей, входную обмотку, установлен ную на входную область магнитопрово да, вьтходную обмотку, расположенную на выходной части магнитопровода, и конденсатор, подключенный параллель но к выходной обмотке и образующий с ней резонансный контур, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения стабилизирующих и фильтру щих свойств, его магнитопровод соде жит промежуточную и вторую шунтирую щую области между первой шунтирующе и выходной областями, промежуточную обмотку, расположенную на промежуточной области, к которой подключен конденсатор, образующий с ней резонансный контур.

20 Ig

п.пром

s,

де К

К

+ К

ф.

г

и, бх

Тг

коэффициент фильтрации первого каскада параметрического трансформатора; коэффициент фильтрации второго каскада параметрического трансформатора; напряжение помех на входе параметрического трансформатора, В;

а именно

К.

К,

uU

про ц

ц

)х

пром

ли

Rbl

и

),

вы

5

0

5

0

0

5

где

и,

и.

iU,

ром

ли,

6

коэффициент стабилизации первого каскада параметрического трансформатора; коэффициент стабилизации второго каскада параметрического трансформатора; диапазон изменения входного напряжения; номинальное значение входного напряжения; диапазон изменения напряжения промежуточного контура;

номинальное значение напряжения промежуточного контура;

диапазон изменения выходного напряжения; Uj(,|, - номинальное значение выходного напряжения,

|Формула изобретения

Параметрический трансформатор, содержащий магнитопровод, состоящий из входной, выходной и шунтирующей об ластей, входную обмотку, установленную на входную область магнитопровода, вьтходную обмотку, расположенную на выходной части магнитопровода, и конденсатор, подключенный параллельно к выходной обмотке и образующий с ней резонансный контур, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения стабилизирующих и фильтрующих свойств, его магнитопровод содержит промежуточную и вторую шунтирующую области между первой шунтирующей и выходной областями, промежуточную обмотку, расположенную на промежуточной области, к которой подключен конденсатор, образующий с ней резонансный контур.

Unpo

фи&2

Л/х.

Ug,

ых

Изобретение относится к электротехнике, выполняет одновременно функции трансформации, стабилизации и фильтрации выходного напряжения. Целью изобретения является улучшение фильтрующих и стабилизирующих свойств параметрических трансформаторов. Трансформатор (Тр) содержит входную 1, первую шунтирующую 2, промежуточ- ную З, вторую шунтирующую 4 и выходную 5 области магнитопровода. Тр имеет также первичную обмотку в, подключенную к источнику 7 переменного напряжения, промежуточную обмотку 8, подключенную к промежуточному резонансному контуру 9, выходную обмотку 10, подсоединенную к конденсатору выходногЬ резонансного контура (11, 12).-3 ил. сл со со о О)

Редактор М. Келемеш

Составитель В. Герих Техред М.Ходанич

Заказ 3586/52

Тираж 698Подписное

ВНИИПИ Государственного СССР

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

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

Корректор А. Зимокосов