Стабилизатор напряжения переменного тока Советский патент 1979 года по МПК G05F1/16 

I

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в цепях питания различной радиотехнической аппаратуры.

Известен стабилизатср напр5вкения переменного тока содержащий силовой трансформатор, фазоуправляемое устройство на тиристфах и транзисторах и фазовый дискриминатор ll.

Недостатками такого стабилизатс а напряжения являются:

-узкий диапазон изменения входного напряжения (175-24О В);

-высока нестабильность амплитудного значения выходного напряжения;

-недопустимость режима короткого замыка шя;

-сложность электрической схемы. Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению является устроЙстБО,содержащее дроссель, вьшолненный с тремя обмотками, расположенными на трехстержневом магнитопроводе, с обмоткой управления на среднем стержне

силовой трансффматор, первая из вторичных обмоток которого соединена с выходными выводами, а вторая - со входом первого вьшрямитела, второй выпрямитель, переменный резистор, диод и чувствительный элемент, выходом соед1шенный с первым входом усилителя 2.

Недостатками этого устройства являются:

-зависимость выходного напряжения от частоты сети;

-низкий коз ициент стабилтаации;

-узость рабочего диапазона колебаВИЙ частоты сети (+1%);

- неработоспособность после режимов холостого хода и короткого замьжания.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем повышения коэффициента стабилизации, расширения диапазона стабилизации и обеспечения работоспособности после режима длительного короткого замыкания.

Поставленная цель достигается тем, что в известном стабилизатсре напряже- ния переменного тока чувствительный элемент выполнен в виде амплитудного дискриминатора, входом соединенного с выходом второго вьтрямителя, вход которого через переменный резистор соединен с первой втори й1ой обмоткой силового трансформатора, выход первого вьтрямителя соединен со вторым входом усилителя, выход которого через диод подключен к обмотке упра , при этом, две обмотки дросселя, размещенные на крайних стержнях трех- стержневого магнитопровода, началами под ключены к входным вьтодам, а концами-к первичной обмотке силового трансформатора. Структурная схема стабилизатора напряжения переменного тока показана на чертеже. В стабилизаторе напряжения две обмотки 1, 2 дросселя 3, размещенные на крайних стержнях трехстержневого магнитопровода, включены последовательно с первичной обмоткой силового трансформатора 4, началами - ко входу ст илиза- тора напряжения, а концами - к первичной обмотке 5 силового трансформатора 4. Третьи обмотка 6 дросселя 3, размещенная на Центральном стержне трехстержнев го магнитопровода, через диод 7 подключена к выходу усилителя сигнала ошибки 8. Первый вход (сигнальный) усилителя сигнала ошибки через амплитудный дискри минатор 9, выпрямитель 1О, переменное сопротивление 11 подключен к первой вто обмотке 12 сжлового трансформатор„а 4 и к выходным клеммам стабилизатора напряжения. Второй вход (питания) усилителя сигнала ошибки 8 через вьтря- митель 13 подключен ко второй вторичной обмотке 14 силового трансформатора 4. В основу работы схемы стабилизатора напряжения положено известное явление изменения магнитной проницаемости железа магнитопровода дросселя 3 от тока подмагничиваггая. При изменении тока подмагничивания, протекающего в обмотке 6 дросселя 3, изменяется магнитная проницаемость железа сердечетка, а, следовательно, и индуктивность обмоток 1 и.2 дросселя. Посколь ку эти обмотки включены последовательно с первичной обмоткой силового трансформатора, to, изменяя величину их индуктивности, можно регулировать напряжения на jg первичной обмотке трансформатора. Изменение индуктивности обмоток 1, 2 дросселя 3 осуществляют изменением тока под- магничивания, управляемого усилителем сигнала ошибки 8, который через амплитудный дискриминатор 9 подключен к выходу первого вьтрямителя 10, включенного через переменное сопротивление 11 в вььходную цепь (обмотка 12) силсеого трансформатора 4, с которой снимают стабилизирсванное напряжение. При увеличении напряжения на обмотке 12 увеличивается напряжение, снимаемое с амплитудного дискриминатора 9, которое приводит к уменьшению тока в обмотке 6 дросселя 3, а, следовательно, к увеличению индуктивности обмоток 1, 2 дросселя. Это приводит к уменьшению напряжения на обмот- ке 5 силового трансформатора 4. При уменьшении напряжения на выходе стабилизатора напряжения происходит процесс, обратный вышеуказанному. Поскольку на обмотках 1, 2 дросселя 3 падение напряжения в процессе авторегулирования может достигать величины ЗОО В (приОа| 320 В), то обмотки дросселя 1, 2 необходимо включить так, чтобы величина наводимого в обмотке 6 переменного напряжения стремилась к минимуму. Для предотвращения попадания этого напряжения на усилитель сигнала ошибки между обмоткой 6 дросселя 3 и выходом усилителя 8 включен диод 7. Питание усилитеЛя 8 осуществляется от второго вьтрямителя 13,. подсоединенного к обмотке 14 силового трансформатора 4. Основным назначением обмотки 14 силового трансформатора 4 является обеспечение устойчивости схемы стабилизатора напряжения при коротких замыканиях. Это обеспечивается благодаря тому, что при коротком замыкании напряжение на обмотке 14 силового трансформатора 4 стремится к нулю, cлeдoвaтeльнcv ток через обмотку 6 дросселя 3 также стремится к нулю, что, в свою очередь, ведет к максимальному увеличению индуктивности обмоток 1, 2 дросселя 3. По сравнению с известными предлагаемая схема стайализатора напряжения обладает следующими преимуществами: - высоким коэффициентом стабилизации;-широким диапазоном изменения входного нагфяжения; -пoзвoляet плавно регу1ировать выходное напряжение; -работоспособна в широком диапазоне изменения частоты силовой сети; -не критична к характеру нагрузки; -допускает длительную работу в режимах холостого хоца и короткого замь кания.

Формула изобретения

Стабилизатор напряжения переменного тока, содержащий дроссель, вьтолненный . с тремя обмотками, расположенными на трехстержневом магнитопроводе, с обмоткой управления на среднем стержне, силовой трансформатор, первая из вторичных обмоток которого соединена с выходными вывoдa fи, а вторая - со входом первого вьшрямителя, второй выпрямитель, переменный резистор, диод и чувствитепьный элемент, выходом соединенный с первым входом усилителя, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, путем повы-20 шения коэффициента стабилизации, расширения диапазсша стабилизации и обеспечения: работоспособности .после режима длитель

ного короткого замыкания, в нем чувствительный элемент вьтолнен в вида амплитудного дискриминатора, входом соединенного с выходом второго выпрякштеля, вход

котфого через переменный резистор соединен с первой вторичной обмоткой силового трансформатора, выход первого вьшрямителя соединен со вторым входом усилителя, выход которого через диод подктпочен к обмотке управления, при этом две обмотки дросселя, размещенные на крайних стержнях трехстержневого магнитопровода, началами подключены к входным вьгеодам, а концами - к первичной обмотке силового трансформатора.

Источники инффмации, принятые во внимание при экспертизе

1. Синегубко Ю. Стабилизатор пере- менного напряжения на транзисторах. Радио, 1972, № 4, с. 43. 2. Авторское свидетельство СССР № 154327, а 05 F 1/16, 1962. ifff Д,