Регулятор переменного напряжения Советский патент 1980 года по МПК H02M5/12 

1

Изобретение относится к электротах- . нике и может быть использовано, в часгносги .в электротехнических установках для испытания электрической прочности изоляции.

Известно устройство , в котором плавное изменение испытательного напряжения производится дросселем насыщения, включе:шым последовательно с нагрузкой Со.

Однако это устройство имеет значительные габариты -и вес, низкий КПД и искаженную форму выходного напряжения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, которое содержит два включе1гаых последовательно с нагрузкой транзистора;, коллекторы которых подключены к входным выводам, а эмиттеры к выходным выводам, два сильных диода включенных параллельно управляющим переходам транзисторов в обратном нагфавлении C2J.

Недостатком известного регулятора является наличие управляющего трансформатора и специального источника для управления напряжением на нагрузке, что усложняет схему и снижает КПД.

Цель изобретения - повышение КПД устройства и его упрощение.

Поставленная цель достигается тем, что в регуляторе переменного напряжения, содержащем два транзистора, кол10лекторы которых подсоединень к входным выводам, а эмиттеры к выводам для подключения нагрузки, а управляющие переходы зашунтированы диодами включенными в обратном направлении,

15 база каждого транзистора через ограничительный резистор, дозирующий конденсатор и резистор смещения, параллельно которому через нормально замкнутый контракт трехполюсного переключателя

20 подключен времязадающий резистор, подсоединена к коллектору своего транзисто ра и через выпрямительный диод и накопительный конденсатор, зашунтированный. 374 {резистором и ограничительным диодом, включенным в обратном направлении, к коллектору другого транзистора, который в свою очередь через зарядный диод соединен с общей точкой указанных ограничительного резистора и позирующего кон денсатора, причем общая точка соединения указанных накопительного кондэисатора и выпрямительного диода через разрядные диод и резистор подключена к нормально разомкнутым контактам переключателя, средний полюс которого связан с соответствующим входным выводом. На фиг. 1 показана принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы напряжений, поясняющие его рабету. Устройство содержит входные выводы 1 и 2 и выходные выводы 3 и 4 для подключения нагрузки 5, между которыми включены транзисторы 6 и 7, управляющие переходы которых зашунтированы диодами 8 и 9. Соответственно базы каж дого из транзисторов через ограничительные резисторы 10 и 11, дозирующие кон денсаторы 12 и 13 и резисторы-смещени 14 и 15, параллельно которым подключены через размыкающиеся контакты переключателей 16 и 17 времязадающие резисторы 18 и 19, подсоединены к коллек торам своего транзистора и через выпря- мительные диоды 20 и 21 и накопительные конденсаторы 22 и 23, зашунтированные диодами 24 и 25 и резисторами 26 и 27, подключены к коллекторам дру гих транзисторов, которые через зарядные диоды 28 и 29 соединены с ограничительными резисторами и дозирующими конденсаторами 12 и 13, а точки соедин ния выпрямительных диодов 20 и 21 и накопительных конденсаторов 22 и 23 через разрядные диоды 30 и 31 и резисторы 32 и 33 связаны с контактами переключателей 16 и 17, средний плюс которых подсоединен к входцым чвыводам 1 и 2. Устройство работает следующим образом. ftycTb при положении переключателей, указанном на фиг. 1, на вход устройства подается переменное напряжение питания U. (фиг. 2а), причем в. первый момент положительная полуволна приложится к выводу 1. Накопительный конденсатор .22 в этот полупериод заряжается по цепи вывод 1 - резисторы 14 и 18, включенные параллельно, конденсатор 12, резистор 10, диод 20 - конденсатор 22 вывод 2. Так как нагрузка 5 включена в епи эмиттерного повторителя на транзисоре 6, а транзистор 7 в положительные олупериоды полностью открыт за счет мещения по цепи коллектор-база 7, диод , то напряжение на нагрузке (J (фиг.2в) положительные полупериоды в интерваах времени, когда U . повторяет . ходное и у| , а когда U U овторяет Ц.2 г т- ® напряжение U а нагрузке следует закону U,-U, при Uc27 -l U.LL Заряд конденсатора 22 показан на иг. 26, в течении отрезка времени - t. , длигельность этого отрезка ависит от постоянной времени цепи за- - емкость конденсатора 22; R - сопротивление резисторов 10, 14 и 18 соответственно. В отрицательный полупариод напряжения и между точками 1 и 2, транзистор 6 полностью открывается током в цепи диод 8 - переход база - коллектор 6. Диод 20 закрывается обратным напряжением, конденсатор 22 сохраняет свой заряд, так как сопротивление резистора 26 выбирается значительно больше сопротивления ( Конденсатор 12 перезаряжается в полярности, показанной на фиг. 1 по цепи вывод 2 - диод 28 - конденсатор 12 параллельное соединение резисторов 14 и 18 - вывод 1. В этот же полупериод идет заряд конденсатора 23 и формирование напряжения отрицательной полуволны напряжения U на нагрузке по аналогии с описанным продессрм заряда конденсатора 22 и формированием положительной полуволны напряжения U . В следующий полупериод заряд конденсатора 22 осуществляется уже суммарным напряжением на конденсаторе 12 и амплитудным значением напряжения и . Конденсатор 22 в каждый период подзаряжается до все большего значения, и через время t о ) ° ределяемым параметрами схемы, напряжение на нем будет больше максимального амплитудного значения напряжения Uj, J транзистор 6 полностью открьшается при положительной полуволне напряжения и напряжение на выходе U по амплитуде (за вычетом падения напряже ния на транзисторе в насыщенном режиме) и- по форме повторяется входное напряжение U; . Аналогичные процессы происходят в другом плече схемы (транзистор 7, конденсаторы 23 и 13) при отрицательной полуволне напряжения. Если переключатели 16 и 17 перевести в какой-то Момент времени t во второе положение, то конденсатор 22 во время отрицательной полуволны перезаряжается по цепи вьшод 2 - конденсатор 22, диод 30 «резистор 32 - вывод 1. Разряд пронсходит с постоянной времени . которая выбирается такой, чтобы время спада . - 2 соответствовало бы требуемому значению. Во время действия положительной полуволны амплитуда напряжения U на эмиттерах транзисторов не превьпиает напряжения которое имело место на конденсаторе С к моменту окончания отрицательной полуволны и поддержи- вается на этом уровне за счет тока смещения протекающего по цепи вывод 1 резистор 14 - конденсатор 12 - резисто 1О - база транзистора 6. Для получения длительных по времени отрезков подъема и спада напряжения применяют накопительные конденсаторы большой емкости, в основном полярные электролити- ческие. Для его защиты от обратного напряжения установлены ограничительные диоды 24 и 25. Для уменьшения мощное- ти рассеиваемой в цепи управления при- менены составные транзисторы. Регулятор переменного напряжения позволяет при достаточно простом управлении (две переключающие группы контак тов) осуществлять плавный подъем и спуск переменного напряжения на нагрузке. Формула изобретения Регулятор переменного напряжения содержащий два транзистора, коллекторы которых подсоединены к входным выводам, эмиттеры к выводам для подключения нагрузки, а управляющие переходы зашунтированы диодами, включенными в обратном направлении, отличающий- с я тем, что, с целью упрощения и повышения КПД, база каждого транзистора через ограничительный резистор, дози- рующий конденсатор и резистор смещения. параллельно которому через нормально замкнутый контакт трехполюсного переключателя подштючен времязадающий резистор, подсоединены к коллектору своеГО транзистора и через выпрямительный диод и накопительный конденсатор, аашунтированный резистором и ограничительным диодом, включенным в обратном направлении, к коллектору другого транзис- тора, который в свою очередь через зарядный диод соединен с точкой соединения указанных ограничительного резистора и дозирующего конденсатора, причем точки соединения указанных накопитель- ного конденсатора и выпрямительного ди- ода через разрядные диод и резистор подключены к нормально разомкнутым контактам соответствующего переключателя, средние полюсы которых связаны с соответствующими входными выводами, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР М 469938, кл. G O1R 31/14, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР hfb 49575О, кл. Н 02 М 5/12, 1975.

л jjf /