Стабилизатор переменного напряжения Советский патент 1981 года по МПК G05F1/14 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в блоках питания аппаратуры различного назначения, а также в качестве отдельного источника питания.

Известен стабилизатор переменного напряжения, содержащий подключенный к входным выводам питающий трансформатор, вторичная обмотка которого выполнена с отводами, к которым подключены входом к выпрямителю с фильтром, соединенному выходом с выводами для подключения нагрузки, два реле с цепями управления

Недостатком его является сохранения перенапряжений на сетевой части обмотки трансформатора при работе от сети с повышенным напряжением,снижающее его надежность.Кроме того,существенным недостатком такого стабилизатора является наличие только двух ступеней регулирования - одна ступень на повышенное напряжение, а другая ступень на пониженное напряжение. Известные стабилизаторы широкого применения имеют диапазон стабилизации напряжения 170-250 В. Такой диапазон стабилизации напряжения необходим для устройств широкого применения, так как колебания напряжения

электрических сетей в некоторых случаях могут быть даже больше, чем 170250 В, особенно в сторону понижения напряжения.

Известен стабилизатор переменного напряжения дроссельного типа. Стабилизатор состоит из силового трансформатора, управляемого многообмоточного дросселя и двух регулирующих сис10тем на транзисторах U23.

Недостатком этого стабилизатора является большой коэффициент гармоник выходного напряжения, низкий КПД, большие габариты и вес.

15

Известен стабилизатор переменного напряжения, содержащий трансформатор, первичная обмотка которого выполнена с отводами, подключенными через

20 контакты реле к входным выводам, а ко вторичной обмотке через выпрямитель с фильтром, соединенному с выходными выводами, подключено два реле, первое из которых максимального

25 напряжения,а второе минимального напряжения, и каждое из них соединено с выходом одного из двух узлов управления, делитель напряжения, подключенный параллельно выходу выпрямите30ля с фильтром и состоящий из послеовательно соединенных трех резйстоов и стабилитрона Сз1.

Недостатком этого стабилизатора еременного напряжения является узкий иапазон стабилизации напряжения-, бусловленный наличием только двух тупеней регулирования, что сущест-венно сужает область применения данного стабилизатора. Кроме того, наичие влияющих друг на друга коммутирующих элементов в делителе напряжения усложняет настройку данного стабилизатора, особенно при увеличении количества ступеней регулирования.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и област & применения стабилизатора переменного напряжения.

Поставленная цель достигается тем .что в стабилизатор переменного напряжения введено дополнительно третье реле минимального напряжения, блок стабилизации постоянного тока и три резисторных делителя напряжения, причем блок стабилизации постоянного тока включен последовательно с делителем выходного напряжения, и параллельно его выходу подключены три резисторных делителя напряжений, зь ходы которых соединены с входами соответствующих узлов управления реле, причем один из резисторов делителя напряжения, включенного на входе узла управления реле максимального напряжения, шунтирован одним вр :денным управляемым ключевым элементом, вход которого подключен к узлу управления третьего реле минимального напряжения, а резистор делителя напряжения, включенного на входе узла управления второго реле минимального напряжения, шунтирован другим введенным ключевым элементом, вход которого подключен к узлу управления первого реле максимального напряжения, причем замыкающими контактами первого реле максимального напряжения и размыкающими контактами второго и третьего реле минимального напряжения зашунтированы соответствующие резисторы делителя выходного напряжения, а два из отводов первичной обмотки трансформатора образуют дополнительные выходные выводы, соответствукядие номинальному, напряжению питающей сети.

На чертеже представлена функциональная схема стабили.затора переменного напряжения.

Стабилизатор содержит трансформатор 1, первичные обмотки 2 и 3 которого выполнены с отводами 4-10, выпрямитель 11 с фильтром, подключенный к одной из вторичньк обмоток трансформатора, делитель 12 выходного напряжения, состоящий из трех резистбров 13-15, стабилиткона 16, блока 17 стабилизации постоянного тока, к выходу которого подключены три делителя 18-20 на-пряжения, резисторы

делителей 21 и 22 шунтированы коммутирующими ключевыми элементами 23 и 24 соответственно, выходы делителей напряжения подключены к узлам 25-27 управления, реле 28-30 соответственно, контакты 31-33 которых подключены к первичным o6rv5OTKaM трансформатора соответственно, а другие контакты 34-36 этих реле шунтируют резисторы делителя выходного напряжения, ДБа выходных вывода 37 и 38 для подключения нагрузки.

Стабилизатор переменного напряжения рг.ботает следующим образом.

апряжение на нагрузки подается со вторичных обмоток трансформатора 1, работаюш.его в линейном режиме,а электрическая сеть - в первичные обмотки 2 и 3, причем их отводы 4-10 по.П1-:лючаются к сети через контакты 31-33 реле 28-30 в зависимости от величины сетевого напряжения, кроме того, отводы 5 и 10, соответствующие номинальному напряжению электрическо сети подключены к выходным выводам 37 1-1 38 для подключения нагрузки.

Исходное состояние контактов 31, 32 ЕЛ 33 таково,что при номинальном мапря.кании Сети она подключается к отводам 5 и 10 первичных обмоток 2 и 3 трансформатора 1, при этом на нагрузках и выводе выпрямителя 11 с фильтром напряжения номинальные.Узлы 25, 26 и 27 управления в таком состоянии, при котором реле 28, 29 и 30 обесточены.

При .повышении напряжения питающей злектрической сети против нормы поBbri.ijaeTCH напряжение на выходе в.ыпрямителя 11 с фильтром, повышается напряжение на выходе блока 17 стабилизащ1й постоянного тока, повышается напряжение на выходе делителя 18 напряжения и соответственно - на входе уз;:а 25 управления.

Узел 25 управления совместно с реле 28 представляет реле максимального напряжения, т.е. реле 28 срабатывает после возрастания напряжения на входе узла 25 управления до определенного значения, определяемого элементами узла 25 управления. После срабатывания реле 28, сеть подключается уже к выводам 4 и 10.

На выходе выпрямителя 11 напряжение уменьшается пропорционально изменению коэффициента трансформации трансформатора 1, обусловленного переключением входного вывода с вывода 5 обмотки 2 трансформатора 1 на вывод 4. Уменьшается и напряжение,на , выходе блока 17 стабилизации тока и на входах узлов 25-27 управле.ния реле 28-30.

Для получения линейной зависимости напряжений на входах делителей напряжений 18-20 от напряжения сети в стабилизатор переменного напряжения введен блок 17 стабилизации постоянного тока, включенный в делитель 12 выходного напряжения. При колебаниях напряжения сети и соответственно коммутации отводов. первичных обмоток мы имеем на выходе выпрямителя 11 с фильтром напряжение соответствующее номинальному напряже нию сети, на выходе блока 17 зации тока напряжение, пропорциональ ное напряжению сети в данный момент что обеспечивается включением в делитель 12 выходного напряжения резис торов 13, 14 и 15, причем отношение величин сопротивлений резисторов 13 и 15 соответствует отношению числа v 1витков с выводами 4-5, 7-8 и 9-10 об моток -3 трансформатора 1. При весовом содержании сопротивле ний резисторов 13, 14 и 15 равным 2:1:4, а также числа витков,коммутиpyeiifljix выводами 4-10 при определенном порядке коммутации реле получают восемь ступеней регулирования выходного напряжения, что позволяет легко получать номинальное напряжение сети на (выходе стабилизатора (37, 38) при изменении напряжения се ти в пределах от +15 до -30% от U;. номинального значения сети, при этом получаем две ступени регулирования выходного напряжения при повышенном значении напряжения сети и пять ступеней регулирования выходного напряжения при пониженном напряжении питающей сети. Одна ступень регулирова ния соответствует значению напряжени с весовым содержанием напряжения, снимаемого с числа витков первичной обмотки 3, ограниченной выводами 7 и 8.i При повышении напряжения питгиощей сети на одну ступень регулирования, срабатывает реле 28 и 29 и своими контактами 31 и 32 переключают первичные обмотки так, чтобы на выходе выводов 5 и 10 первичных обмоток и на выходе выпрямителя 11 с фильтром напряжения соответствовали номинальному напряжению сети (0, Ц4С1мс п Vm. повышении напряжения питающей сети на две ступени регулирования, срабатывает только реле 28 и своими контактами 31 и 34 переключают отводы с 5 на 4 первичной обмотки 2 транс форматора 1 и коммутируют резистор 13 контактами 34, при этом на выходе выводов 37 и 38 получаем переменное напряжение, равное номинальному значению сети. При понижении-напряжения питающей сети относительно номинального значения коммутации реле 28, 29 и 30 S показана.в таблице. 2 ступень пониженного напряФормула изобретения Стабилизатор переменного напряжения, содержащий трансформатор, первичная обмотка которого выполнена с отводами, подключенными через контакты реле к входным выводам, а ко вторичной обмотке через.выпрямитель с фильтром, соединенным с выходными выводами, подключено два реле, первое из которых максимального напряжения, а второе - минимального напряжения, и каждое из них соединено с выводом одного из двух узлов управления, делитель напряжения, подключенный параллельно выходу выпрямителя с фильтром и состоящий из последовательно соединенных трех резисторов и стабилитрона, отличающийс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и области применения, в него введено дополнительно Третье реле минимального напряжения ,с узлом, управления I блок стабилизации постоянного тока и три резисторных делителя напряжения,причем блок стабилизации постоянного тока включен последовательно с делителем напряжения и параллельно его выходу подключены три резисторных делителя напряжения, выходы которых соединены с входами соответствующих узлов управления реле, причем один из резисторовделителя напряжения, включенного на входе узла управления реле максимального напряжения, шунтирован одним введенным управляемым ключевым элементом, вход которого подключен к узлу управления третьего минимального напряжения, а резистор делителя напряжения, включенного на входе узла управления второго реле минимального напряжения, шунтирован другим введенным ключевым элементом, вход которого подключен к узлу управления первого реле максимального напряжения, причем замыкакядими контактами первого реле максимального напряжения и размыкагацими контактами второго и третьего реле минимального напряжения згицунтированы соответствующие резисторы делителя выходного

напряжения, а два из отводов первичирй обмотки трансформатора образуют дополнительные выходные выводы,соответствующие номинальному напряжению питающей сети.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1.Авторское свидетельство СССР 316085, кл. G 05 F 1/20, 1969.

2.Чистякова Н. Дроссельный стабилизатор переменного напряжения. - Радио, 7, 1977.

3.Авторское свидетельство СССР по заявке 2558212,

кл. G 05 F 1/14, 1977.