Стабилизатор переменного напряжения Советский патент 1982 года по МПК G05F1/14 

(5k) СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

1

Изобретение относится к электро- технике и может быть использовано в целях различной радиотехнической аппаратуры.

Известен стабилизатор, содержащий подключенный к входным выводам питающий трансформатор, вторичная обмотка которого выполнена с отводами, к которым подключено входом к выпрямителю с фильтром, соединенному выходом to с выводами для подключения нагрузки, по меньшей мере два реле с цепями управления tl.

Недостатком его является сохраие- ние перенапряжений на сетевой части is обмотки трансформатора при рабйте устройства от сети с повьшенным напряжением, снижающее его надежность.

Наиболее близким к предлагаемому является стабилизатор переменного на-М пряжения, содержащий трансформатор, первичная обмотка которого выполнена с отводами, подключенными через контакты реле к входным выводам, а вторичная обмотка через выпрямитель с фильтром соединена с выходными выводами, два реле, каждое из которых подключено к выходу первого и второго узлов управления соответственно, два коммутирующих элемента, которые подключены параллельно первому и второму резисторам делителя напряжения соответственно,причем входы делителя напряжения подсоединены к выходу выпрямителя с филь тром Г 2 .

Недостатком известного стабилизатора является то, что диапазоны изменения питающего напряжения должны быть различны, в противном случае нарушается нормальная работа реле с цепями управления. В общем случае необходимо полное исключение влияния работы одного реле с цепью управления на работу другого реле с своей цепью управления для различных диапазонов изменения напряжения сети.

Кроме того, для повышения надежности желательно заменить цепи с контактами реле (там где это возможно « целесообразно) на бесконтактные 44епи. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей стабилизатора и повышение его надежности. Поставленная цель достигается тем что в стабилизаторе переменного напряжения в делитель напряжения введена цепочка из стабилитрона, к катоду которого подключен один вывод переменного резистора, при этом анод стабилитрона через первый резистор соединен с одним из входов делителя напряжения,- а другой вывод переменного резистора через второй резистор подключен к другому входу делителя напряжения, входы первого и второго узлов управления объединены и подключены к движку переменного резистора, введенный дополнительный вход первого узла управления через введенный дополнительный резистор соединен с управляющим входом первого коммутирующего элемента, а введенный дополнительный вход второго узла управления соединен с управляющим входом второго коммутирующего элемента непосредственно. Кроме того, коммутирующие элементы могут быть выполнены на транзисторах. На фиг, 1 представлена функциональная схема стабилизатора перемен ного напряжения; на фиг. 2 и 3 принципиальные электрические схемы узлов управления. Стабилизатор содержит трансформа тор 1, первичная обмотка которого выполнена с отводами 2, 3 и , выпрямитель с фильтром 5, подключенны по вторичной обмотке трансформатора делитель 6 напряжения, состоящий из стабилитрона 7 двух постоянных резисторов 8 и 9 и одного переменно го резистора 10, делитель напряжени подключен к выводу выпрямителя, реле 1 1 и 12 с соответствующими узлам 13 и Н управления, при этом входы узлов управления соединены вместе и подключены к движку переменного резистора делителя напряжения, а по стоянные резисторы делителя напряже ния зашунтированы переходом коллектор-эмиттер соответствующих транзисторов 15 и 16 коммутирующих элементов. База одного транзистора сое динена дополнительным входом первог узла управления через резистор 17, 9 а база второго транзистора соединена непосредственно с дополнительным входом второго узла управления. Первый узел 13 управления (фиг. 2) является ключевым усилителем на транзисторах 18 и 19, образующих составной транзистор. База транзистора 18 подключена к среднему выводу резистора 20, подключенного одним крайним выводом непосредственно к эмиттеру транзистора 19 и вторым выводом к среднему выводу резистора 10 делителя напряжения через постоянный резистор 21. В коллекторную цепь транзистора 19 включено реле 11, шунтированное диодом 22 для защиты от перенапряжений. Реле 1 1 имеет одну группу переключающих контактов 23, используемую для подключения соответствующих отводов первичной обмотки трансформатора 1 к сети. Стабилитрон 7 и резисторы 8, 9 и 10 дедителя 6 напряжения и резисторы 20 и 21 определяютрежим транзисторов 18 и 19. Узел 13 управления подключен к выходу выпрямителя с фильтром 5 непосредственно, базовой цепью - к среднему выводу резистора 10 делителя 6 напряжения. Узел 1 управления (фиг. З) явлзется ключевым усилителем на транзисторах 24 и 25. В коллекторную цепь транзистора 25 включено реле 12, шунтированное диодом 26 для защиты от перенапряжений. Реле 12 имеет всего одну группу переключающихся контактов 27 для подключения соответствующих отводов первичной обмотки трансформатора к сети. В базовую цепь транзистора 24 включены резисторы 26 и 23, а в коллектор включен резистор 30. Резисторы 8-10, стабилитрон 7 делителя 6 напряжения, а также резисторы 28, 29 и 30 определяют режим работы транзисторов 24 и 25. Коллекторные цепи транзисторов 24 и 25 подключены к выходу быпрямителя с фильтром 5, а базовая цепь транзистора 24 подключена к среднему выводу переменного резистора 10 делителя 6 напряжения. Релейный стабилизатор переменного напряжения работает следующим образом. Напряжение на нагрузку подается с вторичных обмоток трансформатора 1, работающего в линейном режиме, а сеть - в первичную обмотку, причем ее отводы 2, 3 или подключаются к сети через контакты 23 и 27 реле 11 и 12 в зависимости от величины сете вого напряжения. Исходное состояние контактов 23 и 27 таково, что при номинальном напряжении сети она под ключается к отводу 3 трансформатора При этом на нагрузке и выходе выпрямителя с фильтром 5 напряжения будут номинальными. Узлы 13 и 14 уп равления реле будут в таком состоянии , при котором реле 11 и 12 в них будут обесточены. При повышении напряжения питающе сети против нормы повышается напряжение на выходе выпрямителя с фильт ром 5, повышается напряжение на вхо де узла 13 управления, транзисторы 18 и 19 открываются, срабатывает реле 11, его контактная группа 23 подключает сеть к повышающему выводу 2 трансформатора- благодаря этом переключению напряжение на вторичных обмотках трансформатора становится номинальным, но реле 11 при этом не отпускает, так как на выхо де выпрямителя с фильтром остается некоторое время повышенное напряжение. Кроме того, база транзистора 15 соединена с коллекторами транзисторов 18 и 19 через резистор 17, на котором при открывании транзисторов 18 и 19 падает напряжение, достаточное для открывания транзистора ч i15, переход эмиттер-коллектор которо го шунтирует постоянный резистор 8 делителя 6 напряжения, благодаря чему напряжение на выходе узла 13 управления дополнительно повышается и тем самым обеспечивается поддержание реле 11 во включенном состоянии. Если напряжение сети от повышенного значения возвратится к своему номинальному значению, по мере yMeHb шения оно остается поданным на отвод 2 трансформатора, предназначенного для повышенного напряжения, поэтому напряжение на выходе выпрямителя уменьшится, это значит, что уменьшится напряжение, снимаемое с среднего отвода переменного резистора 10 делителя 6 напряжения. Напряжение на переходных база-эмиттер транзисторах 18 и 19 уменьшится и они закроются, реле 11 обесточится. Напряжение, снимаемое с резистора 17, упадет до нуля, транзистор 15 закроется , резистор 8 делителя 6 в этом случае уже не будет шунтироваться транзистором 15, поэтому напряжение, снимаемое с среднего вывода переменного резистора 10 делителя 6, уменьшится еще больше. В результате этого контакты 23 реле 11 подключат сеть к отводу 3, соответствувдему на номинальное напряжение сети. Схема вернулась в исходное состояние. Напряжение на нагрузке будет номинальным. При понижении напряжения питающей сети против нормы, понижается напряжение на выходе выпрямителя с фильтром 5. Напряжение, снимаемое с среднего вывода резистора 10 делителя 6 напряжения уменьшится, уменьшится напряжение, приложенное к переходу база-эмиттер транзистора 2Ц, снимаемое с средней точки переменного резистора 29, транзистор 2k закроется, а транзистор 25 открывается и реле 12 в коллекторной цепи транзистора 25 срабатывает. Его контакты 27 подключают сеть к понижающему выводу k питающего трансформатора. Благодаря этому напряжения на вторичных обмотках трансформатора становятся наминальйыми, но реле 12 при этом не отпускает, так как база транзистора 16 соединена с коляекторюм транзистора 2k и при его запирании смещение на базу транзисторов 16 и 25 подается через резистор 30, которое достаточно для открывания транзистора 16, который своим переходом эмиттер-коллектор шунтирует постоянный резистор 9 делителя 6 напряжения , поддерживая тем .самым напряжение на входе узла 1 управления соответствующее пониженному напряжению сети. Если напряжение сети от пониенного напряжения возвратится к воему номинальному значению, по оно остается ере его увеличения оданным на отвод k трансформатоа, предназначенный для пониженого напряжения, поэтому напряжениеа выходе выпрямителя с фильтром увеичится, а это значит увеличится и апряжение, подаваемое в базовую цепь ранзистора 2k узла 1 управления. результате чего транзистор 2k отроется и зашунтирует вход транзистов 25 и 16,поэтому они закроются реле 12 обесточится, контакты 27 дключат отвод 3 трансформатора, ответствующего номинальному наавлению сети. Транзистор 16 закроется, резистор 9 не будет уже шунтироваться и напряжение, снимаемое с среднего отвода переменного резистора 10 делителя 6 напряжения возрастет, возрастет соответственно и напряжение, подаваемое на входы узлов 13 и 1А управления.

Введение резисторно-диодного делителя напряжения, подключенного к выходу выпрямителя напряжения, а также резистора и двух транзисторов, в необходимых случаях шунтирующих постоянные резисторы делителя напряжения и тем самым обеспечивающих бесконтактное управление релейными цепями, выгодно отличает предполагаемый стабилизатор переменного напряжения от аналогичных известных, так как является более надежным. Кроме того, соединение вместе вхо-2о дов цепей управления, реле и подключение к среднему отводу переменного резистора резисторно-дирдного делителя напряжения позволяет обеспечить нормальную работу стабилизатора при различных значениях измен ния напряжения сети, а это обстоятельство позволяет расширить функциональные возможности предлагаемого стабилизатора по сравнению с известными. Кроме того, в этом стабилизаторе стало возможным применить реле всего только с одной группой контактов. Повышение надежности и расширение его функциональных возможностей делают предлагаемый стабилизатор переменного напряжения наиболее перспек тивным для электропитания устройств различного назначения-. Формула изобретения 1. Стабилизатор переменного напряжения, содержащий трансформатор, первичная обмотка которого выполнена с отводами, подключенными через

контакты реле к входным выводам, а вторичная обмотка через выпрямитель с фильтром соединена с выходными выводами, два реле, каждое из которых

подключено к выходу первого и второго узлов управления соответственно, два коммутирующих элемента, которые подключены параллельно первому и второму резисторам делителя напряжения

соответственно, причем входы делителя напряжения подсоединены к выходу выпрямителя с фильтром, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в делитель напряжения введена цепочка из стабилитрона, к катоду которого подключен один вывод переменного резистора, при этом анод стабилитрона через первый резистор соединен с одним из входов делителя напряжения, а другой вывод переменного резистора через второй резистор подключен к другому входу делителя напряжения, входы первого и второго узлов управления объединены и подключены к движку переменного резистора, введенный дополнительный вход первого узла управления через введенный дополнительный резистор соединен с управляющим входом первого коммутирующего элемента, а введенный дополнительный вход второго узла управления соединен с управляющим входом второго коммутирующего элемента непосредственно. 2. Стабилизатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, коммутирующие элементы выполнены на транзисторах. 1 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР W 316085, кл. G 05 F 1/20, 1969. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке ff 2360959/07, кл. G 05 F 1/Й, 1976.

.З