Стабилизатор постоянного напря-жЕНия Советский патент 1981 года по МПК G05F1/56 

(54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться s системах электропитания для стабилизации постоянного напряжения с высокой точностью. Известны вольтодобавочные стабилизаторы постоянного напряжения, выполненные на нескольких инверторных ячейках, выходы которых соединены ме ду собой последовательно и через выпрямитель подключены к нагрузке 1-2} Неодинаковость напряжений на выходе зтих ячеек требует существенного усложнения схемы при необхожимости резервирования ячеек с целью повьаиения надежности. Известны также стабилизаторы постоянного напряжения, в которых выход ные напряжения ячеек одинаковы, а ячейки работают синхронно и синфаэно, что обеспечивает их резервирование, но для обеспечения «ьюокой точности увеличение количества ячеек з . Известен, также стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регу лирующий орган в виде N вольтодобаво ных инверторных ячеек, выходы которых соединены последовательно между собой и через выпрямитель подключены к нагрузке последовательно с источником питания, и блок управления, соединенный с управляющим входом каждой ячейки, осуществляющий подключение ячеек к источнику питания, и выполненный на автогенераторах, связанных между собой цепями синхронизации 4 . Как и в стабилизаторе 3J , так и в прототипе, регулирование напряжения осуществляется за счет подклкгчения (отключения) ячеек к источнику питания специальными коммутирующими элементами - дополнительньили силовыми транзисторами, работающими с удвоенной частотой переключения ячеек, что усложняет схему стабилизатора и ухудшает его энергетические показатели. Цель изобретения заключается а уиретцении схемы стабилизатора. Эта цель достигается тем, что в стабилизаторе постоянного нешряжений, входы транзисторов каждой инверторной ячейки подключены соответсвенно к выходным обмоткам одного из автогенераторов блока управления, причем указанные обмотки подсоединены к транзисторам противофаэно. На фиг. 1 изображена схема стави1лизатора; на фиг. 2 - эпюры напряжеНИИ,.поясняющих принцип работы стабилизатора; на фиг, 3 - внешняя характеристика стабилизатора.

Стабилизатор состоит из регулирующего органа, выполненного на однотипных инверториых ячейках 1-4,блока управления, выполненного на автогенераторах 5-8, выпрямителя 9 и фильтра 10. Выходные обмотки инверторных ячеек 1-4 соединены между собой последовательно и через выпрямитель 9 и . фильтр 10 подключёйы к нагрузке 11 последовательно с источником 12 питания. Транзисторы 13-14 ячейки 1 через ограничительные резисторы 15-16 соединены с выходными обмотками автогенера,тора 5. Транзисторы инверторов 15 2, 3 и 4 соединены соответственно с выходными обмотками автогенераторов 6, б, 7 и 8.

Автогенераторы 5-8 связаны между собой цепями синхронизации, обеспе- 20 чивающими взаимную синхронизацию генераторов как в фазе О, так и в фазе 180° причем частота автогенератора 5 стабильна, автогенератора 8 пропорциональна напряжению на выходе je стабилизаторов, а частоты автогенераторюв б и 7 ниже, чем частота генераторов 5 и 8.

Стабилизатор, управляемый от синхронизированных между собой автогенераторов 5-8, представляет собой ав- 0 тематическую систему управления с астатическим законом регулирования и работает следующим образом.

При входном напряжении стабилизатора ниже некоторого значения и„„„(фиг. 3)35 частота автогенератора В ниже частоты .автогенератора 5. Вследствие нали чия цепей синхронизации автогенераторы &, 7 и 8 синхронизируются от автогенератора 5, причем все генера- 40 торы работают синфазно. Напряжение на входе выпрямителя 9 (фиг. 2,позиция 1) равно сумме напряжений синфазно работающих ячеек 1-4 ( U U3-.u).45

На входном напряжении стабилизатора выше некоторого значения .З частота автогенератора 8 становится в выше частоты автогенератора 5, при этом генераторы 5, 6 и 7 синхронизируются от генератора 8,причем генерато- ры 5, 7 и б ,8 работают в противофазе.Напряжение на входе выпрямителя 9(фиг.2 поз. w) отсутствует, поскольку ячейки 1, 2 и 3, 4 работают в противофазе .

При входном напряжении между зна-г чениями и U( вcJIeдcтвиe работы -автоматической системы управления частоты сштогенераторов 5 и 8 одинаковы, но меясду ними существует Q фазовый сдвиг

fUfs-V

оторый В зависимости от величины ходного напряжения и количества яче- 5

ек может принимать значения 0-180 ; 180-360 360-540° и т.д. При фа:юпом сдвиге Ч , равном 0-180° работа на участке 1-2 внешней характеристики с ртабилизатора (фиг. 3) автогенераторы 5,6 и 7 работают синфазно, а автогенератор 8 - с фазовым сдвигом т Напряжение ячейки 4 в одну часть времени полупериода суммируется с напряжениями ячеек 1-3, а другая часть вычитается (фиг. 2, поз. If . При фазовом сдвиге Ч , равном 360-540 (работа на участке 2-3 внешней характеристики стабилизатора фиг. З} автогенераторы б и 7 работают в противофазе ,.. автогенераторы 6 и 8 синфазно и по отношению к генератору 5 имеют фазовый сдвиг Ч . Напряжение ячейки 1 одну часть времени полупериода суммируется с напряжением ячейки 2 , а другую часть - вычитается. Напряжение ячейки 4 постоянно вычитается из напряжения ячейки 3(фиг.2, поз. III).

Таким образом, в зависимости от величины входного напряжения между инверторными ячейками, управляемыми непосредственно от автогенераторов, устанавливаются соответственно фазовые сдвиги, что обеспечивает регулирование напряжение вольтодобавки.

В предлагаемом стабилизаторе функции стабилизации напряжения и замены ячеек, как и в прототипе, совмещены в одном устройстве, позтому любой отказ в ячейке коммпенсируется соответствующим фазовым перестроением в системе управления ячейками.

Формула изобретения

стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий орган в виде N инверторных ячеек, выходы которых соединены между собой последовательно и через выпрямитель подключены к нагрузке последовательно с источником питания, и блок управления, выполненный на автогенераторах, связанных между собой цепями синхронизации, отличающийс я тем, что, с целью упрощения, входы транзисторов каждой инверторной ячейки подключены соответственно к выходным обмоткам одного из автогенераторов блока управления, причем указанные обмотки подсоединены к транзисторам противофазно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

кл.С 05 F 1/46. 1978.