Стабилизатор напряжения постоянного тока Советский патент 1977 года по МПК G05F1/46 

. 1

Изобретение отнсхзится к области элеклрротехники, в частности к устройствам питания аппаратуры постоянным током.

Известен импульсньА стабилизатор напряжения постоянного трка, регулирующий орган которого выполнен в виде преобразователя напряжения, выпрямителя и сглаживающего фильтра. Выходное напряжение регулируется за счет широтно-импульсного управления транзисторами преобразователя. При любых значениях входного напряжения последсдаательность соединения отдельных элементов стабилизатора не изменяется ij.

К недостаткам известного стабилизатора следует отнести трудность резервирования выходного трансформатора и дросселей фильтра.

Наиболее близким техническим рещением к изобретению является стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий гулирующий орган, собранный из ряда однотипных Ячеек, в каждой из которых на выходе включен трансформатор и выпрямитель с фильтром, и коммутирующие элементы, соединенные управляющими входами с каналами

управления по отклонению от заданных значений по входному и выходному напряжениям 2j .

Недостатками стаби,лиз(аторсж подобного вида являются ограниченная область их использования (стабилизаторы работают только от источников с большим внутренним сопротивлением - фотоэлектрическими, терм эмиссйонными преобразователями), а также трудности, связанные с отводом тепла, выделяемого балластными сопротивлениями.

Целью изобретения является расширение диапазона изменения входного напряжения, уменьшение веса и повышение надежности .стабилизатора.

Это достигается тем, что в стабилизаторе напряжения постоянного тока, содержащем регули{)ующий орган, собранный из. ряда однотипных ячеек, в каждой из которых на выходе включен трансформатор и выпрямитель с фильтром, и коммутирующие элементы, соединенные управляющими входами с каналами управления по отклонению от заданных значений по входному и выходному напряжениям, выходная цепь каждой из ячеек подключена параллельно к выходным зажимам стабилизатора, а входные цепи ячеек соединены . через коммутирующие элементы параллельно и последовательно между собой, кроме того, в качестае коммутирующих элементов, обеспечивающих последовательно соединение ячеек, использованы диоды. На фиг. 1 показана структурная схема стабилизатора} на фиг. 2 - схемное вьшол- нение одной ячейки стабилизатора налряжения постоянного тсжа. Стабилизатор состоит из регулирующего органа 1, содержащего |зяд однотипных регулирующих ячеек, 2f выполненных, например, по схеме фиг. 2, коммутирующих элементов 3-11, канала 12 обратной связи по отклонению выходного напряжениЯ( управляю щего ячейками 2, и канала 13 обратной свя зи по величине входного напряжения, уцравляющего коммутирующими элементами 3-11 Выходы всех ячеек регулирующего органй включены параллельно на общую нагрузку (на схеме не показано), а по входу ячейки могут образсиывать между собой и параллельное, и параллельно-последовательнов соединение в зависимости от величины входного напряжения. Устройство работает следующим образом. Стабилизация выходного напряжения каждой ячейки и стабилизатора в целом осу ществляется по одному из известных способов, например по щиротно-импульсному с . обратной связью по величине отклонения вы ходного напряжения, а «е расчетная мотеность „ а равна к Р е рас-я-. «. н.л.-и я. , где Kfl. - коэффициент пропорциональности) Р - мощность нагрузки для каждой ячейки; i и.я- кратность изменения напряжения на входе каждой ячейки. При UBX 2ивхллин все ячейки соедииены по входу параллельно (ключи 3,5,6, 8,0,11 замкнуты), а необходимое их количество определяется как Р Н. N АКС При2U,gj,Uj S4Ugn; H ячейки соединяют по входу попарно-последовательно, а парами параллельно (ключи 4,6,8 и 1О замкнуты, остальные разомкнуты), т.е. образуется матрица, столбцы которой содержат две последовательно включенные по входу ячейки, а их количество равно N / 2 . Соответствующее включение ячеек по входу обеспечивает ключи 4,6,8 и Ю, управляемые каналом обратной связи 13. При таком соединении ячеек входное напряжение на каждой ячейке изменяется от Ug до т.е. не выходит за пределы диапазона належной стабилизации. Когда каждый столбец матрицы содержит три последовательно соединенных по входу ячейки, а количество столбцов равно NJ3 и т.д. Таким образом, при любом входном на- пряжении перестроение матрицы обеспечивает на входе каждой ячейки напряжение в пределах ((J . т.е. при кратности ц.,. , равней двум. Это позволяет значительно полнее использовать расчетную мощ каждой ячейки и регулирующего органа „g Q централизованном варианте расчетная мощность стабилизатора используется полностью только при наибольшем входном напряжении. При работе на нижнем поддиапазоне напряжения С Uj 2 и ,„„ ) выход отдельной ячейки из строя означает для стабилизатора потерю всего 1 / N часть его расчетной мощности. В случае 2ив,„„$ив;5 4-ивх „„ tf UA -елfff часть увеличивается до 2 / N и т.д. Как показывают расчеты, избыточное. резервных ячеек для достижения высоких значений надежности P(t)-0,99-0,999(t 30004Ac) составляет всего 15-25%. Формула изобретения 1. Стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий регулирующий орган, собранный из р5ща однотипных ячеек, в каждой из которых на выходе включен трансформатор и выпрямитель с фильтром, и коммутирующие элементы, соединенные управляющими входами с каналами управления по отклоненшо от заданных значений по входному и вь1ходному напряжениям, отличающийся тем, .то, с целью расщирения диапазона изменения входного напр11жения, уменьщения веса и псжышения надежности, выходная цепь каждой из ячеек подключена параллельно k выходным зажимам стабилизатора, а входные цепи ячеек соединены через коммутирующие элементы параллельно и последсжательно между собой. 2. Стабилизатор по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью упрощения схемы, в качестве коммутирующих элементов. обеспечивающих последсжательное соединение ячеек, использованы диоды. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Грейвер Е. С. Ключевые стабилизатоы постоянного тока. Энергия, 197О г.. тр. 119. 2. Авт.свид. СССР № 299О09. М.кл. Н О2 Р 13/16, 1968Спрототип;.

Фиг.1