Стабилизатор напряжения постоянного тока Советский патент 1982 года по МПК G05F1/56 

I

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам электропитания, и может быть использовано в радиотехнической аппаратуре, в частности для электропитания элементов вычислительных матин, счетнорешающих устройств, микроэлектронной аппаратуры, а также другой аппаратуры народного хозяйства.

Известен стабилизатор 1 апряжения постоянного тока с регулированием по цепи переменного тока, содержащий два разных по параметрам силовых трехфазных трансформатора, мощность каждого из которых равна выходной мощности стабилизатора, два выпрямителя, регулирующий элемент и усилитель постоянного тока со схемой сравнения l1 .

Недостатком этого устройства является примене1ше силового трансформатора для гальванической развязки нагрузки от источника энергии,низкие

энергетические и массо-габаритные хароктеристики.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство ,содержащее трехфазный трансформатор, начала первичных обмоток которого подключены к входным вьгеодам, а концы к соответствующим выходам регулирующего элемента, состоящего из коммутируюш.его диодного мос10та и подключенного к его.диагонали транзистора, вторичные обмотки трехфазного трансформатора через выпру йитель с фильтром подключены к выходным вьюодам. Измерительньш элемент

15 подключен к выходным выводам. К входу регулирующего элемента подключен выход выпрямителя, входом соединенньп с вторичной обмоткой согласующего 2Q трансформатора 2J.

Недостатками такой схемы являются низкие энергетические характеристики, сложная схема управления и наличие высокочастотных помех.

ijejibio игзобретелия являете ;; улучшение энергетических характеристик и упроцехие схемы упраплсния.

Поставленная цель достигается введением в схему дополнительного идентичного трехфазного трансформатора, при этом одноименшле но фазе первичные обмотки обоих транс|Ьорматоров соединены встречно-последовательно и между фазами з треугольник причем 1ачала обмоток подк.гпочены к входным выводам, а концы соответствумщих обмоток обоих трансформаторов соединены между собой, вторичные обмотки трансформаторов соединены согласно-последовательно и в треугольник, а точки последовательного соединения одноименных обмоток подключены к выпрямителю.

Ка фиг.) приведена схема стабилизатора напряжения постоянного тока $ на фиг.2 - векторные диаграммы перехода соединения первичных обмоток с треугольника в звезду и изменение напряжения на вторичных обмотках трансформаторов.

Стабилизатор содержит два идентичных трехфазных трансформатора 1 и 2, начала первичных обмоток которы подключены к питающей сети, а концы к регулирующему элементу 3, состоящему из коммутирующего диодного мост и подключенного к его диагонали транзистора, выполняющего роль нелинейного сопротивления. Вторичные обмотки трансформаторов 1 и 2 соединены согласно-последовательно и в треугольник, а точки последовательного соединения одноименных обмоток подключены к вьтрямителю с фильтром 4. К выходу вьшрямителя 4 подключена цепь обратной связи 5, состоящая из измерительного .элемента 6- и усилителя 7. выход которого подключен ft входу регулирующего элемента 3.

Трансформаторы I и 2 имеют одинаковые параметры, а мощность каждого трансформатора равна половине выходной мощности стабилизатора. Первичные обмотки трансформаторов 1 и 2 рассчитываются на половину питающего напряжения сети - 0,5 УС.) а напряжения вторичных обмоток имеют значения, равные половине выходного напряжения - 0,5 U Принцип регулирования выходного напряжения основан на бесконтактном изменении регулирующш элементом 3 соединения первичных обмоток трансформаторов i и 2 с трсугольиик;) и звезду или с ппсзд, п треугольник (фиг.2).

Стабилизатор напряжения постоянного тока работает следуюрщм образом.

При подаче на вход стабилизатора пита1ог ;его напряжения к первичным обмоткам каждого трансформатора и 2 прикладывается напряжение, равное их|д 0,5 U{, поскольку « одношченные первичние обмотки трансформаторов 1 и 2 соединены встречнопоследовательно, а ме);ду фазами в треугольник. Суммарное напряжение U поступает на выпрямитель 4. В этом режиме регулирующий элемент 3 закры а напряжение Un представляет собой сумму значений напряжений разноименных вторичных обмоток, например, U-j (iir.2) . При этом кривые напряжения вторичных обмоток сдвинуты относительно друг друга на угол 2Х/3, что обуславливает снижение в VT раз суммарного напряжения U относительно номинального значения.

Под воздействием цепи обратной связи регулирующий племент 3 открывается и соединение перв1гчных обмоток переходит с треугольника в звезду. 3 этом режиме кривые напряжения вторичных обмоток совпадают по фазе а их суммарное напряжение, поступающее на выпрямитель 4, возрастает до номинального значения. Вьшрямленное напряжение на выходе стабилизатора также возрастает до номинального значения.

При увеличении выходного напряжения более номинального значения сигнал ощибки, вырабатываемый в измерительном элементе 7, усиливается усилителем постоянного тока бив противофазе поступает на вход регулирующего элемента 3. В результате чего регулирующий элемент 3 начнет закрываться и напряжение на выходе стабилизатора уменьщится до номинального значения.

При умешьщении выходного напряжения стабилизатора ниже номинального произойдет обратный процесс. С результате на выходе стабилизатора поддер)живается постоянное напряжение с заданной точностью.

Использование изобретения позволяет уменьшить потери., мощности на регулирующем элементе по сравнению 5 с. изьестными п 1,4-1,5 раза или увеличить КПЛ на 7-10%. При неизменном токе нагрузки пы ходное напряжение стабилизатора бе увеличеш Я мощности регулируюпего элемента может увеличиваться в ,7 раза. Формула изобретения Стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий трехфазт.1н трансформатор, начала первичных обмоток которого подключены к входным выводам, а концы к соответствую 1ци14 входам регулирующего элемента, состоящего из коммутирующего диодного моста и подключенного к его диагонали 7ранзистора, начала втори ных обмоток трехфазного трансформатора через выпрямитель с фильтром подключены к выходным выводам, к которым также подключена цепь обратной связи, состоя цая из измерительного элемента и усилителя, выхо 46 которого подклн5чен к входу регулир лощого транзистора , отличающ и и с я тем, что, с целью улучшения энергетических характеристик и упрощения схемы управления, в стабилизатор введен дополнительный идентичный трехфазный трансформатор, при этом одноименные по фазе первичные обмоткя обоих трансформаторов соединены встречно-последовательно и между Лазами в треугольник, причем Начала обмоток подк.пючены к входным выводам, а концы соответствующих обмоток обоих трансформаторов соединены между собой, втор11чные обмотки трансформаторов соединены согласнопоследовательно и в треугольник, а точки соединения одноименных обмоток подключены к выпрямителю. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 546865, кл. G 05 F 1/46, 1974, 2.Авторское свидетельство СССР К- 305465, кл. G 05 F 1/10, 1969.

C-2

I/.

C8

l/c

-2

5f

:5