Стабилизатор переменного напряжения Советский патент 1979 года по МПК G05F1/44 

(54) СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

I

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

Известнтэ стабилизаторы переменного напряжения l и 2.

Первое из известных устройств содержит трансформатор, первичная обмотка которого выполнена с отводами, и контакты реле, слуткащие для переключения отводов и выводов первичной обмотки и диодов, служащих для обеспечения непрерывноски переключения.

Второе из известных устройств, являющееся наиболееблизким техническим решением к данному изобретению, содержит силовой трансформатор, первичная обмотка которого выполнена с дчумя рт водами, узел управления с двумя реле, подключенный к одной из вторичных обмоток силового трансформатора, причем замыкающие контакты первого и второго реле подключены к первому выводу и второму отводу первичной обмотки силового трансформатора .

Недостатком известных устройств является сохранение перенапряжений на сетевой части обмотки трансформатора при работе устройства от сети с повышенным напряжением, возникновение полньтх разрывов в силовой цепи питания нагрузки во время переключения контактов реле, вызывающих обгорание контактов, а также являющихся источником радиопомех, снижающих надежность устройства.

Цель данного изобретения - расширение функциональных возможностей. и повышение надежности.

Указанная цель достигается тем, что в релейно-полупроводниковый стабилизатор переменного напряжения, содержащей силовой трансформатор, первичная обмотка которого выполнена с двумя отводами, узел управления с двумя реле, подключенный к одной из вторичных обмоток силового трансформатора, причем замыкающие контакты первого и второго реле подключены соответственно к первому выводу и второму отводу первичной обмотки силового трансформатора, допопнительно введены две.цепи из последопательно соединённых и встречно включенных стабилитронов, причем раамыкагопите контакты первого реле аашунтированы одной цепочкой стабилитронов, а замыкающие контакты второго реле - другой цепочкой стабилитронов, размыкающие контакты обоих реле включены последовательно и одним концом подсоединены к первому отводу первичной, обмотки силового трансформатора, а вторьпл - ко входной клемме. На фиг. 1 представлена схема релейно полупроводникового стабилизатора пере- мённого напряжения, на фиг. 2 и 3 -схемы уели управления реле, Стабилизатор содеряшт трансформатор 1, первичная обмотка которого выполнена с отводами 2,3, 4, выпрямитель с емкостньщ фильтром 5 во вторичной обмотк трансформатора, делитель напряжения б, подключённый к выходу емкостного фильтра, реле 7 и 8, зашунтированные конденсаторами 9 и 10 с соответствуюпщми им .ц;еп51ми управления 11 и 12, с контактами 13, 14, 15, 16, две электрические шпочки .17 и 18 из последовательносоединенных и включенных встречно стабиштрбнов, шунтирующие соответственно размыкающий контакт 13 и замыкающий контакт 15 реле для обеспечения бесперебойной подачи электроэнергий к нагрузкам, элементы 6-12, 14, 16 составляют узел управления 19. Цепь управления 11 (фиг. 2) являет cia ключевым усилителем на тра нзисторах 20 и 21, образзтощих составной транзистор. В базовую цець транзистора 20 включен стабилитрон 22. В коппектЪрную цепь транзистора 21 включено реле 7, шунтированное диодом 23 зашлты от перенапряжений и конденсатором Э необходимой емкости, поддерживающим нужное напряжение ни реле в момент пере.ключешш его контактов. Резисторы делителя напряжения 6 и резисторы 24, 25, 26 определяют режимь работы трайзисторов 20 и 21, Цепь управления 11 коллекторной цепьютранзисторов 20 и 21 подключена к выходу выпрямителя с емкостным фильтром 5, а базовой цбпью через переключающиеся контакты 14 реле 7 - к делителю напряжения 6. Цепь.управления 12 (фиг, З) является ключевым усилителем на транзисторах 27 к 28. В коллекторную цепь транзистора 27 включено реле 8, шунтированное диодом 29 для защиты от перенапряже- НИИ и конденсатором 10 необходимой емкости, поддерживающим нужное напряжение на реле в момент переключения его контактов. В базовую цепь транзистора 27 включен стабилитрон 29. Резисторы делителя напряжения 6 и резисторы 30, : 31, 32 определяют режим работы транзисторов 2 7 и 28 усилителя. Коллекторные цепи транзисторов 27 и 28подключетаы квыходу выпряЕмителя с емкостным фильтром, а базовая iienb транзистора 27 подключена к делителю напряжения 6 через, контакты 16 реле 8. Релейно-полуПроводнйковый стабилизаtop переменного напряжения работает следующим образом. Напряжение на нагрузку подается со вторичных обмоток трансформатора 1, работающего в, линейном режиме. Первичная, обмотка подключается к сети, причем в зависимости от величины сетевого напряжения к сети подключаются ее выводы 2,3 илих4 через контакты 13 и 15 реле 7 и 8. Исходное сост-ояние контактов 13 и 15 таково, что при номинальном диапа- .. зоне напряжений питающей сети она подключена к отводу 3 трансформатора. При этом электрическая цепочка из последовательно соединенных и включенных . встречно с та билитронов 17 шунтируется нормально-замкнутыми контактами 13 и на работу стабилизатора влияния не оказывает, а стабилитроны электрической цепочки 18 выбираются на напряжение несколько большее , чем напряжение меясду выводами 3 и 4 первичной обмотки траноформатора, и поэтому не влияют на работу участка 3-4 трансформатора. При этих условиях напрязкения на нагрузке и выходе выпрямит еля с. емкостным фильтром 5 будут номинальными, а цепи управления .11 и.12реле будут находиться в таком состоянии, при котором реле 7 и 8 будут , обесточены. При повышении напряжения питающей сети Против нормы повышается напряжение на выходе выпрямителя с емкостным фильтром 5, включается стабилитрон 22 цепи управления 11 и током транзисторов 20 и 21, которые начинают при этом проводить, включается реле 7 и заряжается конденсатор 9, Один из контактов этого реле 13 подключает сеть к повышающему выводу 2 трансформатора. Благодаря этому напряжение на вторичных обмотках трансформатора становятся номинальными, но реле 7 при этом не отпускает, так как конденсатор 9 за{зяжен, а через вторые контакты 14 реле ,7 на стабилитрон 21 схемы управления 11 подается более высокое по сравнению с исходным состоянием схемы напряжение, снимаемое уже с другой точки деяителя напряжения 6, поддерживающее стабиляитрон 22, а значит и реле 7, во включенном состоянии, Эгтектрическая цепочка 17, рассчитанная на несколько большее напряжение, чем то, которое она воспринимает в момент переключения контактов 13, и реле 7, работа которого определяется разностью повышенного и номинального напряжений, обеспечивают бесперебойность силовой цепи питания. После срабатывания реле 7, т, е. замыкания его замыкаюпшх контактов 13, электрическая цепочка 17 выполняет функции, аналогичные функциям цепочки 18 в исходном состоянии схемы.

Если напряжение сети от повышенного значения возвратится к своему номинальному значению, то по мере уменьшения оно остается поданным на вывод 2 трансформатора, предназначенный для повышенного напряжения, поэтому напряжение на выходе выпрямителя с емкостным фильтром 5 уменьшится, а это значит, что уменьшиться напряжение, подаваемое на стабилитрон 22, которое его включит. В результате транзисторы 20 и 21 закроют ся, конденсатор 9 разрядится, реле 7 обесточится, его контакть 13 подключат сеть к выводу 3 трансформатора, рассчитанному на номинальное напряжение, а контакты 1.4 займут первоначальное положение. Схема возвратится в исходное остояние. Напряжение на нагрузке опять танет номинальным. В момент отпускания реле 7, т. е, размыкания замыкаюших контактов 13, нарушения бесперебой-, ности подачи питания не происходит,так как сетевое напр$1жение будет восприниматься стабилитронами цепочки 17, замыкающими контактами 15 и первичной обмоткой трансформатора, рассчитанной на номинальное напряжение (начиная с вывода 3).

При понижении напряжения питающей сети против нормы понижается напряжение на выходе выпрямителя с емкостным фильтром 5 и стабилитрон 29 схемы управления 12, который определяет порог срабатывания ключевого усилителя на транзисторах 27 и 28, закрывается. ТТри этом закрывается транзистор 27, а транзистор 28,. открывается, конденсатор 10 заряжается и реле 8 срабатывает. Один из его контактов 15 подключает сеть к

понижаюпюму выводу 4 трансформатора. Благодаря этому напряжения на вторичных обмотках трансформатора становятся номинальными, но реле 8 при этом не отпускает, так как конденсатор 10 заряжен, а через вторые контакты 16 реле, на стабилитрон 29 подается более низкое напряжение по сравнению с исходным состоянием схемы, снимаемое с другой : точки делителя напряжения 6, поддержи0 вающее стабилитрон 29 в закрытом сос тойнии. Таким образом, реле 8 остается iвключенным. В момент переключения контактов 15 реле 8 в силовой цепи пита5ния обеспечивает бесперебойность подачи электроэнергии к наг{эуэкам 3й счёт тюдсоединеняя к заМЫкающик контактам электрической цепочки 18. После истечения времени срабатывания реле замыкающие

0 контакты 15 реле шунтируют цепочку 10 и последняя начинает выполнять такие же функции как и цепочка 17 в исходном состоянии схемы.

Если напряжение сети от пониженного

5 значения возвратиться к своему номинальному значению, то по мере увеличенигя оно остается поданным на йывод 4 трансформатора, предназначенный для пониженного напряжении, поэтому напря $сение на

0 выходе выпрямителя с емкостным фильтром 5 увеличивается. Это вызывет увеличение напряжения, подаваемого на стабилитрон 29, которое его пробьет и откроет транзистор 27. В рёзуттьтате будет за5шунтирован переход база-эмиттер транзистора 28, вследствие чего последний скроется, конденсатор 10 разрядится и реле 8 обесточится. Один из его контактов 15 подключит сеть к выводу 3,

0 рассчитанному на номинальное напряжение, другие его контакты 16 займут первоначальное положение на делителе наттряжения 6. Схема, придет в исходное состояние. Напряжение опять станет номиналь5ным, В момент переключения контактов 15 электрическая цепочка 18 опять будет обеспечивать бесперебойную подачу электроэнергии к нагрузкам.

Введение двух электрических цепочек

0 из последсвательно соединенных и встречно включенных стабилитронов, обеспечивающих бесперебойность силовой цепи питания, существенно уменьшает помехи радиоприему. Введение резисторного де5лителя напряжения, подключенного к выходу вьтрямителя. с емкостным фильтром, и дополнительной группы контактов на переключение для двух реле, обеспечивающей необходимый режим работы каншой дапи управления, выгодно отличает предлагаемый релейно-полупроводниковый стабилизатор переменного напряжения от указанного прототипа, так как он станочится существенно надежнее. Кроме эточэ в предлагаемом стабилизаторе могут быть использованы элементы (трансфер™ матор, выпрямитель, фильтр) блока питания различных радиотехнических устройст таких как телевизоры, радиоприемники и т. п. что позволяет обеспечивать подобные радиотехнические устройства стабилизированным напряжением путем дополнительного введения в их блоки питания резисторного делителя напряжения, реле с цепями управления, электрических депочек из стабилитронов. Формула изобретения Стабилизатор переменного напряжения содержащий силовой трансформатор, первичная обмотка которого выполнена с двумя отводами, узел управления двумя реле, подключенный к одной из вторичны обмоток силового трансформатора, причем замыкающие контакты первого и второго реле подключены соответственно к первому выводу и второму отводу первичной обмотки силового трансформатора, о тличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения надежности, в него дополнительно введены две цепи из последовательно соединенных и встречно включенных стабилитронов, причем размыкающие контакты первого реле зашунтированы одной цепочкой стабилитронов, а замыкающие контакты второго реле - другой цепочкой стабилитронов, размыкающие контакты обоих, реле включены последовательно и одним концом подсоединены к первому отводу первичной обмотки силового транс- форматора, а вторым - ко входной клемме. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 494832, кл. Н 02 М 7/537, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР № 316085, кл. в 05 F 1/20, 107О (прототип).

фи-1.2