Стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1980 года по МПК G05F3/06 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для получения стабилизированных напряжений постоянного тока. Известен стабилизатор постоянног напряжения содержащий трансформатор с первичной обмоткой, последователь но которой включен выпрямительный мост с транзистором в диагонали, не сколькими вторичнЕлми обмотками, каж дая из которых через выпрямитель и сглаживающий фильтр соединена с нагрузкой, и вторичной обмоткой со. средней точкой, к которой также под ключен -выпрямительный мост, в диаго наль которого последовательно включены стабилитрон и резистор, шунтированный последовательной цепочкой 1 . Недостаток такого стабилизатора .состоит в сложности, низкой надежности и невысоком коэффициенте стабилизации, так как он обеспечивает лишь ограничение входного напряжени по амплитуде и не компенсирует изме нение среднего значения напряжения, передаваемого в нагрузку, обусловленного изменением его формы. Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является стабилизатор, содержащий силовой трансформатор с одной первичной обмоткой, соединенной с входными выводами, и, по крайней мере, одной вторичной обмоткой, соединенной с выпрямителем со сглаживающим фильтром, выход которого соединен с выходными выводами, компенсационный трансформатор, состоящий из-первичной обмотки, один вывод которой соединен с первым входным выводом и, по крайней мере, одной вторичной обмотки, последовательно соединенной с одной из обмоток силового трансформатора. Применение компенсационного трансформатора повышает коэффициент стабилизации источника (тгатанйя так как в некоторой степени компенсирует изменение среднего значения напряжения, передаваемого в нагрузку,2 . Однако включение в цепь первичной обмотки компенсационного трансформатора балластного реактивного српротивления (дросселя насыщения) приводит к увеличению габаритов и веса устройства и не обеспечивает значительного улучшения коэффициента ставилиэации и повышения КПД.

Цель изобретения - повышение коэффициента стабилизации и КПД стабилизатора напряжения.

Поставленная цель достигается тем что в стабилизаторе напряжения первичная обмотка силового трансформатора выполнена с двумя отводами, каждый из которых через соответствующий из первьрс двух введенных ограничителей соединен с одним из в.ходных выводов f первичная обмотка компенсационного трансформатора выполнена с одним отводом который вместе с другим выводом этой же обмотки через соответствующий из вторых двух вве.денных ограничителей подключен ко второму входному выводу. При этом первичная-обмотка силового трансформатора соединена с входнылш выводами через вторичную обмот.ку компенсационного трансформатора, а вторичная обмотка силового трансформатора соединена с выпрямителем со сглаживающи фильтром непосредственно. Кроме того, первичная обмотка силового трансформатора может быть соединена с входными выводами непосредственно, а вторичная обмотка силового трансформатора соединена с выпрямителем .со сглаживающим фильтром через вторичную обмотку компенсационного трансформатора. Ограничители могут быть выполнены в виде последовательно включенных диода и стабилизатора.

На фиг. 1 показан стабилизатор напряжения с компенсацией в цепи первичной обмотки силового трансформатора; на фиг, 2 - то же, с компенсацие в цепях вторичных обмоток силового трансформатора.

Силовой трансформатор 1 имеет первичную и несколько вторичных обмоток каждая из которых подключена к блоку 2 , содержащему выпрямитель со смешивающим выходом. Вторичные обмотки компенсационного трансформатора 3 включены последовательно первичной (фиг, 1) или вторичным (фиг.2 обмоткам силового трансформатора 1. Амплитудные ограничители 4-7 включены в сеть последовательно разному .числу витков первичных обмоток ком.пенсационного 3 и силового 1 трансформаторов .

Принцип работы стабилизатора еледующцй. При превышении входным стабилизируемым напряжением напряжения ограничения ограничителя, через него начинает протекать ток и в цепи соответствующей обмотки силового трансформатора наводится противо или добавочная ЭДС,

При превышении входным напряжением нижнего уровня стабилизации через ограничитель 4 напряжения начинает проходить ток, В результате во вторичной обмотке компенсационного трансформатора 3 наводится

ЭДС, компенсирующая увеличение входного напряжения.

Так как при увеличении входного напряжения значение компенсирующей ЭДС изменяется пропорционально приращению напряжения на нагрузке (ввиду .синусоидальной формы входного напряжения), дальнейшее увеличение входного напряжения ведет к перекомпенсации , Появление перекомпенсации предупреждается открыванием амплитудного ограничителя 5 и введением 5 силовой трансформатор 1 добавочной ЭДС. Увеличение влияния добавочной ЭДС при дальнейшем увеличении входного напряжения происходит быстрее, чем увеличение влияния компенсационной ЭДС,. что может привести к повышению напряжения на нагрузке. Это предупреждается открыванием ограничителя б напряжения и введением второй противо ЭДС, Увеличение влияния второй противо ЭДС компенсируетс открыванием ограничителя 7 и введением второй добавочной ЭДС.

Таким образом, в результате поочередного открывания ограничителей напряжения 4 - 7, из которых ограничители 4 и 5 включены в цепь одной полуволны входного напряжения, а огрничители б и 7 в цепь второй полуволны, осуществляется последовательное введение в цепи выходных напряжений противо и добавочных ЭДС и повышение коэффициента стабилизации. Влияние дополнительно вводимых ЭДС регулируется числом витков первичных обмоток трансформаторов, включаемых последовательно ограничителю напряжения, т. е, выбором соответствующего коэффициента трансформации.

Момент введения дополнительных ЭДС определяется напряжением открывания ограничителей, В качестве ограничителей напряжения могут быть применены последовательно включенные стабилитрон и диод, источники напряжения, включенные через диод,.и другие устройства, пропускающие ток в одном направлении и резко изменяющие сопротивление при определенном значении приложенного напряжения, что значительно повышает КПД стабилизатора, о

Повышение коэффициента стабилизации, применение недорогих серийных элементов, введение новых связей и повышение КПД стабилизатора обусловливает технический экономический эффект.

Формула изобретения

1, Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий силовой трансформатор с одной первичной обмоткой, соединенной с входньоми выводами., и, по крайней мере, одной вторичной

обмоткой, соединенной с выпрямителем со сглаживающим фильтром, выход которого Соединен с.выходными выводами, компенсационный трансформатор, состоящий из первичной обмотки, один вывод которой соединен с первым входным выводом и, по крайней мере, одной вторичной обмотки, последовательно соединенной с одной из обмоток силового трансформатора, о т л и.чающийся тем, что, с целью повышения коэффициента стабилизации иКПД, первичная обмотка силового трансформатора выполнена с двумя отводами , каждый из которых через соответствующий из первых двух введенных ограничителей соединен с одним из входных выводов, первичная обмотка компенсационного тра)нсформатора выполнена с одним отводом, который вместе с другим выводом этой же обмотки через соответствующий из вторы двух введенных ограничителей подключен ко второму входному выводу..

2. Стабилизатор по п. 1, отличающийся тем, что первичная обмотка силового трансформатора соединена с входными выводами через вторичную обмотку компенсационного трансформатора, а вторичная обмотка силового трансформатора соединена с выпрямител.эм со сглаживающим фильтром непосредственно.

3.Стабилизатор по п.1,о т л и ч аю щ и и с я тем,что первичная обмотка силового трансформатора соединена с входными выводами непосредственно, а втори-чная обмотка силового трансформатора соединена с выпрямителем со сглаживающим фильтром через вторичную обмотку компенсационного трансформатора,

4. Стабилизатор по пп. 1,2 и 3, отличающийся тем, что ограничители выполнены в виде последовательно включенных диода и стабилитрона. .. ..

Источники информации, принятые во внимание.при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 449339. 1970.

2,Авторское свидетельство СССР 473268, кл. Н 02 М 7/06, 1973.

ибыл.

.i

U