Стабилизатор переменного напряжения Советский патент 1988 года по МПК G05F1/44 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания электроприборов различного назначения, в том числе и для питания электро- и радиоприборов бытового назначения.

Цель изобретения - уменьшение электрических помехо

На чертеже показана функциональ- ная блок-скема стабилизатора пере манного напряжения

Стабилизатор содержит первый трансформатор I с первичной 2, первой 3 и второй 4 вторичными обмотками, второй трансформатор 5 с первичной 6, первой 7 и второй 8 вторичными обмотками, третий трансформатор 9 с первичной 10 и вторичной 11 обмотка- ш, вьтрямитель 12, диод 13, фильтр 14, реле 15 минимального напряжения с управляющим ключом 16 на выходе и узлом 17 управления, на входе, реле 18 максимального напряжения с управляющим ключом 19 на выходе и узлом

20управления на входе, первый 21 и второй 22 силовые двухсторонние бесконтактные ключи, первый 23 и второй 24 стабилитроны, первый 25, второй 26, третий 27, четвертый 28, пятый 29 и шестой 30 резисторы, первый 31, второй 32, третий 33 и четвертый 34 транзисторные ключи, входные выводы 35 и 36 и выходные вьшоды 37 и 38 стабилизатора переменного напряжения

Стабилизатор переменного напряжения работает следукнцим образом

Напряжение сети через обмотку 3 подключается к первичным обмоткам 2 и 6 трансформаторов 1 и 5, причем первичные обмотки 2 и 6 включены последовательно, первые вторичные обмотки 3 и 7 трансформаторов 1 и 5 включены встречно-последовательно, поэтому при замыкании ключа 21 или 22, Тое« когда закорачивается обмотка 4 или 8 напряжение сети практически полностью прикладывается или к первичной обмотке -ирансформатора 5, или к первичной обмотке трансформатора 1 соответственно; в этих случаях выходное напряжение на вьшодах 37 и 38 равно сумме напряжения сети и напряжения на обмотке 7 трансформатора 5 или разности напряжения сети на вы- водах 35 и 36 и напряжения на обмотке 3 трансформатора 1 Когда ключи

21и 22 разомкнуты, напряжение на выходе стабилизатора на выходных вьшо0

-5

0

5

5

0 5 Q 5

дах 37 и 28 равно напряжению сети на входных выводах 35 и 36 плюс Напряжение на обмотке 7 трансформатора 5 и минус напряжение, снимаемое с обмотки 3 трансформатора 1, В случае равенства напряжений на обмотках 3 и 7 трансформаторов 1 и 5 выходное напряжение на вькодных выводах 37 и , 38 равно напряжению сети, прикладываемому к входным вьшодам 35 и 36 Рассмотрим, работу стабилизатора переменного напряжения в различных случаях „

Когда напряжение сети равно номинальному своему значению реле 15 и 18 не срабатывают, управляющие ключи 4,6 и 19 закрыты и соответственно закрыты силовые ключи 21 и 22о Обмотки 4 и 8 трансформаторов 1 и 5 разомкнуты, поэтому напряжение на выходе стабилизатора (вьшоды 37 и 38) равно напряжению сети (вьшоды 35 и 36) с прибавлением напряжения, снимаемого с обмотки 7 трансформатора 5, и с вычитанием напряжения, снимаемого с обмотки 3 трансформатора 1, при равенстве этих добавочньк напряжений они компенсируют друг друга, в результате чего выходное напряжение стабилизатора равно входному напряжению сети, при этом искажений выходного напряжения практически .

При повышении напряжения сети выше нормы пропорционально повышается напряжение на выходе фильтра 14 и входе узла 20 управления реле 18 максимального напряжения, которое сра- батьтает и замыкает (открьшает) ключ 19, благодаря чему положительное напряжение с выхода фильтра 14 через открытый ключ 19 и резистор 29 и стабилитрон 24 подается на вход ключа 22, ключ открывается и шунтирует обмотку 8, но это происходит только в том случ:ае, когда напряжение, снимаемое с вторичной обмотки 11 третьего трансформатора 9, проходит через нулевое значение и напряжение, снимаемое с выхода выпрямителя 12 через резистор 26, не открывает транзистор ключа 33, Если открьшается транзистор 19 не при переходе напряжения сети через нуль (тоже самое будет и на обмотке 11 трансформатора 9), ключ 33 открьшается и шунтирует вход силового ключа 22 до тех пор, пока напряжение не станет проходить через

свое нулевое значение. В этот момент транзистор (ключ) 33 закрьшается и напряжение с выхода фильтра 14 через ключ 19 резистор 29 и стабилитрон 24 поступает на вход ключа 22, кото- рьй открывается и шунтирует обмотку 8о В этом случае все напряжение се- ти прикладьшается к обмоткам 2 и 3 трансформатора 1, но так как напряжение на обмотке 3 включена встречно, то напряжение на обмотке 2 равно разности напряжения сети и напряжения, снимаемого с обмотки 3 трансформатора 1, а обмотка 7 трансформатора 5 представляет омическое сопротивление обмотки, которым можно пренебречь Поэтому выходное напряжение стабилизатора в этом случае равно разности напряжения сети и напряжения, снимаемого с обмотки 3 трансформатора 1, Тово выходное напряжение в этом случае равно номинальному значению сети. Ключ 33 после запирания при переходе через нулевое значение питающего напряжения (напряжения сети) не открывается, так как постоянное напряжение с выхода фильтра 14 через открытый ключ 19 и резисторы 29 и 30 открьшает ключ 34, который шунтирует вход ключа 33 на все время пока открыт ключ 19 Поэтому при любой фазе питающего напряжения .силовой ключ 22 или аналогично силовой ключ 21 открывается после срабатывания ключа 19 или 16 и при следующем переходе напряжения сети через нуль, а все последующее время ключ 21 или 22 открыт и помехи и искажения выходного напряжения отсутствуюто Аналогично работает стабилизатор прл пониженном напряжении сети В этом случае срабатьшает реле 15, открывается ключ 16 и напряжение с выхода фильтра 14 подается на вход силового ключа 21 через резистор 27 и стабилитрон 23, но это происходит также только в случае перехода напряжения сети .через нуль, когда ключ 31 заперт, а ключ 32 открывается с помощь подачи напряжения на вход через резисторы 27 и 28 на время, когда транзистор 16 открыт. Тогда напряжение на вьпсоде стабилизатора равно сумме напряжения .сети и напряжения, снимаемого с обмотки 7 трансформатора 5, Таен выходное напряжение стабилизатора становится равным номинальному значению сети, при этом практически.

44

электрические помехи и нелинеуйные - искажения стабилизатором не вносят- ся, что расширяет область применения данного стаб1-шизатора в народном хозяйстве для различных целей.

Формула изобретения Стабилизатор переменного напряжеНИН, содержащий первый, второй и третий трансформаторы, первичные обмотки первых двух трансформаторов с.реди- нены последовательно, причем крайний вьшод первичной обмотки первого

трансформатора соединен с первым

вход ным вьшодом через первую вторичную обмотку первого трансформатора и первым вьо:одным выводом через первую вторичную обмотку второго трансформатора, включенную встречно с первой вторичной обмоткой первого трансформатора, крайний вывод первичной обмотки второго трансформатора соединен с вторыми входным и выходным выводами непосред 1твенно, вторые вторичные обмотки первых двух трансформаторов щунтированы первым и вторым силовыми двухсторонними бесконтактными ключами соответственно, третий

трансформатор первичной обмоткой соединен с входными выводами, выход его вторичной обмотки подключен к входу выпрямителя с фильтром, диод, два стабилитрона, шесть резисторов,

три транзисторные ключа, отличающийся тем, что, с целью уменьшения электрических помех, в него введены реле минимального и максимального напряжения с узлами управления на входе и управляемыми ключами на вькоде, четвертый транзисторный ключ, причем диод включен в прямом направлении между выходом выпрямителя и входом фильтоа, выход

выпрямителя через первый резистор

соединен с входом первого транзисторного ключа и выходом второго транзисторного ключа, а через второй ре- зистор соответственно соединен с

входом третьего и выходом четвертого транзисторных ключей, управляю- ш.ий вход .первого силового ключа соединен с выходом фильтра через последовательно включенные первый стабилитрон, третий резистор и управляемый ключ реле минимального напряжения, выход первого транзисторного ключа соединен с общей точкой первого стабилитрона и третьего резисто-

5 1А169546

pa и через четвертый резистор с вхо- напряжения, выход третьего транзис- дом второго транзисторного ключа,торного ключа соединен с общей точ- управляющий вход второго силовогокой второго стабилитрона и пятого ре- ключа соединен с выходом фильтра че-с зистора и через шестой резистор с рез последовательно включенные вто-входом четвертого транзисторного рой стабилитрон, пятый резистор и ключа, узлы управления реле и сами управляющий ключ реле максимального. реле включены на выход фильтра.

Изобретение относится к вторичным источникам электропитания. Целью изобретения является уменьшение электрических помех. Цель достигается тем, что в схему стабилизатора введены реле 15 и 18 минимального и максимального напряжений с узлами 17 и 20 управления на входе и управляющими ключами 16 и 19 на выходе и четвертый транзисторный ключ 34 При этом диод 13 включен в прямом направлении между выходом выпрямителя 12 и входом фильтра 14, выход выпрямителя 12 соединен через первый резистор 25 г. входом первого ранзистор- ного ключа 31 и выходом второго транзисторного ключа 32, а через второй резистор -26 - с входом третьего и выходом четвертого транзисторных ключей 33, 34 о Управление силовыми ключами осуществляется с выхода фильтра 14 через последовательное соединение первого стабилитрона 23, третьего резистора 27 и ключа 16 реле 15 минимального напряжения, либо через второй стабилитрон 24, пятый резистор 29 и ключ- 19 реле 18 максимального напряжения Такое подключение обеспечивает первое включение силовых ключей 21 или 22 при переходе напряжения сети через нуль и их открытое состояние до следующего сра- батьюания реле 15 или 18, 1 ило Vtf4o( se 4 05 (Г Oi 4