Релейный стабилизатор переменного напряжения Советский патент 1979 года по МПК G05F1/14 

I

Изобретение относился к электротехнике и может быть использовано для электронптания устройств различного назначения.

Известен феррорезонансный стабилизатор переменного напряжения, состоящий из ненасыщенного дросселя и параллельного контура, образованного насыщенным дросселем и конденсатором ij.

Недостатками указанного стабилизатора напряжения являются: малый К11Д, сильные искажения формы кривой выходного напряжения, зависящие от вида нагрузки, зависимость выходного напряжения от частоты питающей сети, большое магнитное поле рассеяния, большой вес и габариты.

из известных стабилизаторов переменного папряжения найоолее близким ио технической сущности является релейный стабилизатор переменного напряжения, содержащий подключенный к входным выводам питающйИ трансформатор, иервичная обмотка которого выполнена с отводами, а ко вторичной обмотке подключено входом к выпрямителю с фильтром, соединенному выходом с выводами для подключения нагрузки, но меньшей мере два реле с ценями управления 2.

недостатком его является сохранение перенапряжений на сетевой части обмотки трансформатора при работе устройства от

2

сети с новышенным напряжением, снижающее его надежность. Кроме этого, в известном стабилизаторе переменного напряжения нельзя использовать элементы блоков

питания таких распространенных радиотехнических зстройств, как, например, телевизоры п т. п., так как напряжения во вторичных обмотках трансформатора питания, используемых для иитання анодных цепей

и цепеп накала ламп, будут меняться пропорционально изменениям напряжения сети. 1аким образом, известный стабилизатор может быть использован лишь как отдельное устройство, предназначенное для питания других устройств, чго огран41чпвает область его применения.

Целью изобретения является понышенпе надежности п расширенпе области применения.

Цель доетигается тем, что в релейный стабилизатор иеременного напряжения, содержащий иодключенный к входным выводам питающий трансформатор, первичная обмотка которого выполнена с отводами, а

ко вторичной обмотке подключено входом к выпрямителю с фильтром, соединенному выходом с выводами для подключения нагрузки, по меньшей мере два реле с цепями управления, введен резистйвный делитель

напряжения, подключенный к выходу выпрямителя, при этом цепи управления указанных реле подсоединены к среднему отводу и к промежуточным отводам резистивного делителя напряжения через переключающие контакты обоих реле, причем отводы первичной обмотки трансформатора подключены к одному из входных выводов через другие контактные группы упомянутых реле.

На фиг. 1 представлена функциональная схема релейного стабилизатора переменноге напряжения; на фиг. 2 и 3 - принциниальные электрические схемы цепей управления реле.

Стабилизатор содержит трансформатор 1, первичная обмотка которого выполнена с отводами 2-4, выпрямитель с фильтром 5 во вторичной обмотке трансформатора, резистивный делитель б нанряжения, подключенный к выходу выпрямителя, реле 7 и 8 с соответствующими цепями 9 и 10 управления, ири этом последние подсоединены к среднему отводу и к промежуточным отводам делителя 6 через переключающие контакты И и 12 реле / и 8 соответственно, причем отводы первичной обмотки трансформатора подключены к одному из входных выводов через другие контактные группы 13 и 14 первого, второго реле, соответственно.

Цепь 9 управления (см. фиг. 2) является ключевым ЗСилителем на транзисторах 15 и It), образующих составной транзистор. В оазовую день транзистора ib включен стабилитрон 17. Б коллекторную цепь транзистора ib включено реле 7, шунтированное диодом 18 для защиты от перенапряжений и конденсатором 19 необходимой емкости, поддерживающим нужное наирялсение на реле в момент переключения его контактов. 1 езисторы делителя b напряжения и резисторы 2U-22 определяют режимы работы транзисторов 1Ь и 16. Цепь 9 управления коллекторной цепью транзисторов 15 и 16 подключена к выходу выпрямителя с фильтром 5, а базовой цепью через переключающие контакты 11 реле 7 - к среднему отводу делителя 6 напрял ения.

Цепь iU управления (см. фиг. 3} является ключевым усилителем на транзисторах

23и 24. В коллекторную цепь транзистора

24включено реле 8, шунтированное диодом

25для защиты от перенапряжений и конденсатором 26 необходимой емкости, поддерживающим нужное наирял ение на реле в момент переключения его контактов. В базовую цепь транзистора 23 включен стабилитрон 27. Резисторы делителя 6 напряжения и резисторы 28-30 определяют режимы работы транзисторов 23 и 24 усилителя. Коллекторные цепи транзисторов 23 и 24 подключены к выходу выпрямителя с фильтром 5, а базовая цепь транзистора 23 подключена к среднему отводу делителя

6 напряжения через переключающие контакты 12 реле 8.

Релейный стабилизатор переменного напряжения работает следующим образом. 5 Напряжение на нагрузку подается со вторичных обмоток трансформатора 1, работающего в линейном режиме, а сеть - в первичную его обмотку, причем ее отводы 2, 3 или 4 подключается к сети через 10 контакты 13 и 14 реле 7 и 8 в зависимости от величины сетевого напряжения. Исходное состояние контактов 13 и 14 таково, что при номинальном диапазоне напряжения питающей сети она подключена к отво5 ду 3 трансформатора.

Нри этом нанряжения на нагрузке и выходе выпрямителя с фильтром 5 будут номинальными. Цепи управления 9 и 10 реле будут в таком состоянии, при котором об0 мотки реле 7 и 8 будут обесточены.

Цри повышении напряжения питающей сети иротив нормы повышается напряжение на выходе выпрямителя с фильтром 5, выключается стабилитрон 17 цепи 9 управления, и током транзисторов 15 и 16, которые начинают ири этом проводить, включается реле 7 и заряжается конденсатор 19. Один из его контактов 13 подключает сеть к повышающему выводу 2 трансформатора. Благодаря этому напряжения на вторичных обмотках трансформатора становятся номинальными, но реле 7 при этом не отпускает, так как конденсатор 19 заряжен, а через вторые переключающие

5 контакты 11 реле 7 на стабилитрон 17 цепи 9 управления подается более высокое но сравнению с исходным состоянием схемы напряжение, снимаемое с другой точки делителя 6 напряжения, поддерживающее

0 стабилитрон 17, а значит и реле 7 во включенном состоянии.

Если напряжение сети от повышенного значения возвратиться к своему но.минальному значению, то по мере уменьшения оно

5 остается поданным на отвод 2 трансформатора 1, предназначенный для повышенного нанряжения, поэтому напрялсение на выходе выпрямителя с фильтром 5 уменьшится, а это значит, что уменьшится напряжение,

0 подаваемое на стабилитрон 17, которое выключит его, поэтому транзисторы 15 и 16 закроются, конденсатор 19 разрядится, и реле 7 обесточится. В результате этого его контакты 13 подключат сеть к отводу 3

5 трансформатора, расчитанному на номинальное напряжение, а контакты 11 займут первоначальное полол4ение. Схема вернулась в исходное состояние. Напряжение на нагрузке будет номинальным.

Q При понижении напряжения питающей сети против нормы попил ;ается напряжение на выходе выпрямителя с фильтром 5, стабилитрон 27 цепи 10 управления, который определяет порог срабатывания ключевого усилителя на транзисторах 23 и 24,

закрывается. При этом закрывается транзистор 23, а транзистор 24 открывается, конденсатор 26 заряжается, и реле 8 в коллекторной цепи транзистора 24 срабатывает. Один из его контактов 14 нодключает сеть к понижающему выводу 4 трансформатора. Благодаря этому напряжения на вторичных обмотках трансформатора становятся номинальными, но реле 8 при этом не отпускает, так как через вторые его переключающие контакты 12 на стабилитрон 27 подается более низкое по сравнению с ис.ходным состоянием схемы напряжение, снимаемое с другой точки делители 6 напряжения, поддержпвающее стабилитрон 27, а значит и реле 8, во включенном состоянии.

Если напряжение сети от пониженного значения возвратится к своему номинальному значению, то по мере увеличения оно остается ноданным на отвод 4 трансформатора, предназначенный для нониженного напряжения, поэтому напряжение на выходе выпрямителя с фильтром 5 увеличится, а это значит, что увеличится напряжение, подаваемое на стабилитрон 27, которое пробьет его и откроет транзистор 28, в результате этого будет зашунтирован переход база-эмиттер транзиетора 24, поэтому последний закроется, конденсатор 26 разрядится, и реле 8 обесточится. Один из его коргтактов 14 подключит сеть к отводу 2 трансформатора, рассчитанному на номинальное напряжение, другие его контакты 12 займут нервоначальное положение на средне.м отводе делителя 6 напряжения. Схема вернулась в исходное состояние. Напряжение па нагруЗке будет номинальным.

Введение резистивного делителя напряжения, подключенного к выходу выпрямителя, и дополнительной группы контактов на переключение для двух реле, обеснечиваюп1,ей необходимый режим работы каждой непи управления, а также подключение отводов первичной обмотки трансформатора к сети через другие контактные грунны реле выгодно отличает данный стабилизатор переменного нанряжения от аналогичных известных, так как является более надежным и позволяет использовать такой силовой трансформатор, какие применяются в схемах широко распространенных радиотехнических устройств (нанример, телевизоров и т. н.). Это нозволяет обеспечить

подобные радиотехнические устройства стабилизированным напряжением путем донолнительного введения в нх блоки ннтання резистнвного делителя нанряжения и реле с цепями управленпя.

Формула изобретения

Релейный стабилизатор переменного напряжения, содержащий подключенный к входным выводам питающий трансформатор, первичная обмотка которого выполнена с отводами, а ко вторичной обмотке подключено входом к выпрямителю с фильтром, соединенному выходом с выводами для подключения нагрузкн, по меньшей мере два реле с цепями управления, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и расширения области применения, в него введен резистивный делитель напряжения, нодключенный к выходу выпрямителя, при этом цепи управления указанных реле подсоединены к ереднему отводу и к промежуточным отводам резистивного делителя напряжения через переключающие контакты обоих реле, причем отводы нервичной обмотки трансформатора подключены к одному из входных выводов через другие контактные группы упомянутых реле.

Источники информации,

принятые во внимание прп экспертизе

1.Белопольский И. И. Электропитание радноустройств. М. - Л., «Энергия, 1965, с. 230-232.

2.Авторское свидетельство СССР № 316085, кл. G 05F 1/20, 1969.