Стабилизатор переменного напряжения Советский патент 1982 года по МПК G05F1/44 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах питания устройств автоматики и вычислительной техники Известен стабилизатор переменного напряжения, который содержит линейный элемент и феррорезонансный конТУР 1. Его недостаток - низкий КПД и искаженная форма выходного напряжения. Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является стабилизатор, содержащий ключевой регулирующий орган, состоящий из двух ключевых элементов, каждый из которых включает силовой тринзистор, зашунтированный диодом и включенный в свою фазу и блок управления регулирующим органом, связанный с выходными клеммами 21. Недостаток этого устройства - пло хие энергетические показатели работы силовых элементов и низкая надежност Цель изобретения - улучшение энергетического режима силовых элементов и повышение надежности работы стабилизатора. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе переменного напряжения в каждый ключевой элемент введены коммутирующий транзистор, два диода, узел принудительного запирания и резистор, при этом эмиттеры транзисторов объединены и подключены ко входным клеммам через соответствующие первые диоды, включенные в проводящем для тока эмиттеров направлении, база силового транзистора каждого ключевого элемента соединена с коллектором коммутирующего транзистора через узел принудительного запирания, а точка их соединения через цепочку резистор - второй диод подключена ко входной клемме противоположного ключевого элемента, причем к коллекторам силовых транзисторов подключены выходные клеммы. 3 На чертеже изображена принципиаль ная схема стабилизатора переменного напряжения. Ключевой стабилизатор переменного напряжения содержит широтно-импульсную схему блока управления 1, выходной трансформатор 2 и регулирукзщий орган, состоящий из двух одинаковых ключевых элементов. Регулирующий орган состоит из сое диненных эмиттерами силовых 3 и f къммутирующих 5 и 6 транзисторов, .причем базы силовых транзисторов 3 и 4 связаны с коллекторами коммутирующих транзисторов 5 и 6 через узлы принудительного запирания 7 и 8. Коллекторы коммутирующих транзисторов 5 и 6 соединены с одними из вы водов задающих резисторов 9 и 10, другие выводы этих резисторов 9 и 1П соединены с диодами 11 и 12,- включен ными в проводящем направлении для то ка баз силовых транзисторов 3 и | ме ду входной шиИой, поступающей на про тивоположный ключевой элемент, и резисторами 9 и 10. Между эмиттерами транзисторов 3 и t и входными шинами включены диоды 13 и 14 в проводящем направлении для тока их эмиттеров, в противоположном им направлении между входными шинами и коллекторами транзисторов 3 и 4 включены диоды 15 и 16, шунтирующие соответствующий ключевой элемент. Коллекторы силовых транзисторов 3 и 4 подключены к первичной обмотке трансформатора 2, а обмотка обратной связи трансформатора 2. одним выводом подключена к эмит терам силовых 3 и 4 и коммутирующих и 6 транзисторов, а другим выводов ко входу широтно-импульсной схемы бл ка управления 1, выходы которой подключены к базам коммутирующих транзисторов 5 и 6. Вторичная обмотка трансформатора 2 подключена к интегрирующей емкости .17 и нагрузке 18. Стабилизатор переменного напряжения работает следую1иим образом. Стабилизация выходного напряжения осуществляется поочередно то одним регулирующим ключевым элементом, то другим. В рабочее положение приходит тот ключевой элемент, входная шина которого оказывается более отрицательной по отношению ко входной шине другого ключевого элемента (утверждение относится к использованию тран зисторов п-р-п типа). При использо5kании транзисторов р-п-р типа в рабоее положение приходит тот ключевой лемент, входная шина которого окаывается более положительной по отошению к другой. Допустим, в рабочем положении наодится верхний по чертежу кльтчевой элемент. В проводящем направлении для ока базы транзистора 3 оказывается цепочка: диод 12, резистор 10, узеЛ принудительного запирания 7, переход база-эмиттер транзистора 3 и диод 13. Транзистор 3 открывается и открывает в проводящем направлении цепочку: диод 16, первичную обмотку трансформатора 2, коллектор-эмиттер транзистора 3, диод 13. Базовый ток транзистора 3 коммутируется транзистором 5 вызывая периодическое запирание транзистора 3 с частотой напряжения широтно-импульсного блока управления 1, поступающего на базу транзистора 5. Этот процесс происходит до тех пор, пока на входе, обозначенном Сеть, не сменится полуволна входного переменного напряжения. При смене полуволны аналогично работает второй ключевой элемент: транзистор , узел принудительного запирания 8, коммутирующий транзистор 6, задающий резистор 9 и диоды 11 и 15. Выходное напряжение широтно-импульсной схемы блока управления 1 формируется под действием напряжения обратной связи, поступающего на вход широтно-импульсной схемы блока управления 1 с обмотки обратной связи трансформатора 2. Для ..улучшения сопряжения полуволн в первичной обмотке трансформатора 2 выходные напряжения широтно-импульсной схемы блока управления 1 сдвинуты относительно друг друга на 180. Выходное напряжение трансформатора 2 представляет собой напряжение с частотой широтно-импульсной схемы блока управления 1, .модулированное входным напряжением, которое выделяется во вторичной обмотке выходного трансформатора 2, интегрируется емкостью 17 и выделенная огибающая, совпадающая по форме со входнь1м напряжением, подается на нагрузку 18. Степень приближения формы выходного напряжения ко входному тем выше, чем выше частота работы широтно-импульсной схемы блока управления 1.

В описанном стабилизаторе переменного напряжения значительно упрощены условия работы силового транзистора в режиме насыщения, ниже уровень помех, более низкая выходная мощность системы управления, надежнее запуск стабилизатора, исключена возможность протекания токов короткого замыкания через транзисторы ключевого регулирующего органа.

Формула изобретения

Стабилизатор переменного напряже- 15 н.ия, содержащий ключевой регулирующий орган, состоящий из двух ключевых элементов, каждый из которых включает силовой транзистор, зашунтированный диодом и включенный в свою фазу, и 20 блок управления регулирующим органом, связанный с выходными клеммами, отличающийся тем, что, с целью улучшения энергетического режима силовых элементов и повышения на- 25 дежности работы стабилизатора, в каждый кгйочевой элемент введены коммутирующий транзистор, два диода, узел принудительного запирания и резистор, при этом эмиттеры транзисторов объединены и подключены ко входным клеммам через соответствующие первые диоды, включенные в проводящем для тока эмиттеров направлении, база силового транзистора каждого ключевого элемента соединена с коллектором коммутирующего транзистора через -узел принудительного запирания, а точка их соединения через-цепочку резистор второй диод подключена ко входной клемме противоположного ключевого элемента, причем к коллекторам силовых транзисторов подключены выходные клеммы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Йлюкович A.M. и Пульман Б.Р. Стабилизаторы и стабилизированные источники питания переменного тока. М.-Ло, Энергия, 1965, с. 38-532« Авторское свидетельство СССР по заявке № 2599 7, кл. G 05 F , 1978.

b-t 1 WT-V/- -

Б

Сопь