ПРЕЦИЗИОННЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ Советский патент 1970 года по МПК H02M7/42 G05F1/12 

Известны прецизионные стабилизаторы переменного напряжения, в которых в качестве датчика отклонения выходного напряжения стабилизатора от .номинального используются фоторезисторы, соединеиные с подвижной системой гальванометра,. являющегося узлом управления. Исполнительным элементом схемы служит усилительный каскад.

Недостатками известных стабилизаторов являются малая эффективность фазочувствительной схемы узла вольт-добавки, наличие источника постоянного опорного напряжения (что приводит к дополнительным иогрешностям), инерционность, вызванная использованием в качестве уиравляющего элемента гальванометра, подвижная система которого представляет собой рамку с зеркальцем. Кроме того, применение в качестве исполнительного элемента усилительного каскада, который не является чисто балансной схемой, приводит к фазовым искажениям.

Предлагаемое устройство освоболадено от указанных недостатков за счет исключения источника стабилизированного опорного напряжения, использования в качестве управляюицего и измерительного элементов оптимальнофазового преобразователя, и выполнения исполнительного элемента по схеме балансного модулятора, -соединенного входом с

измерительной диагональю преобразователя. Цепи управления преобразователя подключены к выходам выпрямителей, соединенных с выходными зажимами стабилизатора. Благодаря этому повышается быстродействие и уменьшаются погрешности выходного напряжения преобразователя.

Принципиальная схема описываемого стабилизатора представлена на чертеже.

Стабилизатор содержит балансный модулятор в качестве фазочувствптельного усилителя, собранный на лампах 1,2с выходным 3 и входиым 4 трансформаторами и переменным резистором 5 в катодных цепях. Управляющие сетки ламп /, 2 соединены с концами вторичной обмотки трансформатора 4, средняя точка которой соединена с вторичной обмоткой 6 трансформатора 7. Первичная обмотка трансформатора 7 подключена к входным клеммам 8 стабилизатора, которые соедиияются с источником переменного напряжеиия.

В качестве узла, выявляющего отклонение выходного переменного напряжения стабилизатора относительно его номинального значения, использован оптимальнофазовый преобразователь напряжения, который осуществляет прямое преобразование величины и знака изменения постоянного напрянсения в

ременного напряжения и его фазу. Скачкообразное изменение фазы на 180° происходит при переходе зпа.ка отклонепия постоянного напряжения (относительно его оптимального значения) через нуль. Одновременно оптимальнофазовый преобразователь управляет работой балансного модулятора с помощью переменного напряжения, снимаемого с его измерительной диагонали.

Оптимальнофазовый преобразователь напряжения собран из резисторов 9-12, переменных резисторов 13, 14 и полупроводни.ковых стабилитронов 15-18. Диагональ пигания преобразователя подключена ко вторичной обмотке 19 трансформатора 7, средняя точка которой может быть заземлена. Измерительная (выходная) диагоиаль преобразователя подключена к первичной обмотке входного трансформатора 4 балансного модулятора.

К выходным клеммам 20 стабилизатора подключен трансформатор 21. К части вторичной обмотки трансформатора 2/ подсоединен выпрямительный мост 22 с фильтром, составленным из резистора 23 и конденсаторов 24, 25, который является источником анодного нитания ламп 1, 2. Напрян енне анодного питания подводится к средней точке первичной обмотки трансформатора 3.

Третья и четвертая обмотки трансформатора 21 идентичны и соединены соответственно с выпрямителями 26, 27, на выходах которых имеются фильтры, составленные из резисторов 28 vi 29 li конденсаторов 30-33. Выпрямители 26, 27 с фильтрами являются электрически раздельными и одинаковыми источниками постоянных напряжений, выходы которых соответственно подключены к точкам 34, 35 и 36, 37 управляемых плеч оптимальнофазового преобразователя напряжения между точками 38, 39 и 40, 41.

Работа прецизионного стабилизатора напряжения промышленной частоты сводится к осуществлению плюсовой или минусовой вольт-добавки трансформатором 3 при уменьщении или увеличении величины напряжения на выходе стабилизатора.

Независимо от изменения величины выходного напряжения стабилизатора на управляющие сетки ламп /, 2 через среднюю точку вторичной обмотки трансформатора 4 подается одинаковое по величине синфазное переменное напряжение с обмотки 6 трансформатора 7. Это напряжение вызывает протекание через лампы /, 2 одинаковых по мгновенным значениям переменных составляющих анодных токов. Равенство анодных токов определяет равенство магнитных потоков в Ш-образном сердечнике трансформатора 3 и их взаимную компенсацию в его среднем стержне, несущем вторичную обмотку, так как на его боковых стерлснях расположены анодные обмотки ламп 1, 2, концы которых включены

так, что создаваемые ими мгновенные магнитные потоки направлены встречно.

При номинально.м значении выходного напряжения стабилизатора переменное напряжение в измерительной диагонали оптимальнофазового преобразователя напряжения (между точками 39, 40) отсутствует; во вторичную обмотку трансформатора 4 переменное управляющее напряжение от оптимальнофазового преобразователя напряжения не поступает; равенство анодных токов ламп 1, 2 не нарушается, и вольт-добавка во вторичной обмотке трансформатора 3 отсутствует. Приизменении выходного напряжения стабилизатора относительно его номинального значения в измерительной диагонали оптимальнофазового преобразователя напряжения (меледу точками 39, 40) возникает переменное напрял ение, величина и фаза которого

определяются величиной и знаком отклонения выходного напряжения. При этом через первичную обмотку трансформатора 4 начинает протекать переменный ток, вызывающий во вторичной обмотке трансформатора 4 дополнительное управляющее переменное напряжение, которое Б зависимости от знака изменения напряжения на управляющей сетке одной лампы находится в фазе, а на управляющей сетке другой лампы - в противофазе с переменным напряжением, подаваемым с обмотки 6 трансформатора 7. Равенство анодных токов ламп 1, 2 нарушается, и во вторичной обмотке трансформатора 3 возникает плюсовая или минусовая вольт-добавка, которая

складывается с выходным напряжением стабилизатора или вычитается из него. В результате номинальное значение напряжения остается постоянным. Для нормальной работы стабилизатора необходимо, чтобы обмотки 6, 19 трансформатора 7 были включены согласно. Трансформатор 7 подключен ко входу стабилизатора, чтобы реакция нагрузки, подключенной на его выходе, которая может иметь различный

характер, -не влияла на фазовое соотношение в балансном модуляторе. Изменение же входного напряжения не нарущает работы стабилизатора.

Предмет изобретения

Прецизионный стабилизатор переменного напряжения, содержащий входной трансформатор, отличающийся тем, что, с целью повы щения быстродействия и уменьшения погрешности выходного напряжения, в качестве измерительного и управляющего элемента использован Оптимальнофазовый преобразователь Напряжения, а исполнительный элемент вьшолнен по схеме балансного модулятора,

соединенного входом с измерительной диагональю преобразователя, при этом цепи управления последнего подключены к выходам выпрямителей, соединенных с выходными зажимами стабилизатора.

л.