Преобразователь эффективного значения напряжения Советский патент 1982 года по МПК H02M5/04 H02M1/08 H02H7/12 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразователям эффективного значения напряжения Известен преобразователь эффектив ного значения напряжения, предназначенный для преобразования эффективно го значения сетевого напряжения в меньшее напряжение, необходимое для питания лампы накаливания, содержащи коммутирующий элемент на тиристоре, генератор пилообразного напряжения, спусковое устройство и формирователь импульсов, который недостаточно надежен и имеет большое значение минимального напряжения в нагрузке, так как управление режимами работы преобразователя в нем не обеспечивает реакцию на резкое изменение напряжения сети на входе. Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь э.ффективного значения напряжения, содержащий тиристор, пороговый элемент, последовательно включенные ограничитель напряжения, генератор пилообразного напряжения и спусковой элемент, выход которого подключен к управляющем входу тиристора. Этот преобразователь имеет недостаточную надежность за счет перенапр жений в нагрузке при включении преобразователя в сеть и кратковременных перерывах напряжений в сети и увеличенный вес и габариты. Эти недостатки вызваны тем, что в устройстве регулирование происходит в одну полуволну сетевого напряжения,6 то время как ток через нагрузку протекает воОвремя другой полуволны, а также тем, что в устройстве применен дополнительный сетевой трансформатор. Цель изобретения - повышение надежности, увеличение диапазона регулирования и уменьшение веса и габаритов. Указанная цель достигается тем, что в предлагаемый преобразователь введены разрядный элемент и диодный мост, вход которого предназначен для подключения к сети, а выход соединен с тиристором, ограничителем напряжения, спусковым элементом и, через пороговый элемент, со входом разрядного элемента, выход которого подключен ко входу генератора пилообразного напряжения. На фиг. 1 дана блок-схема предла- гаемого устройства} на фиг. 2 - то же, принципиальная схема. Преобразователь эффективного значения напряжения содержит тиристор. пороговый элемент 2, последовательно включенные ограничитель 3 напряжения генератор 4 пилообразного напряжения и спусковой элемент 5, выход которого прдключен к управляющему входу тиристора 1, разрядный элемент 6 и диодный мост 7, вход которого предназначен для подключения к сети, а выход соединен с тиристором, ограничителем напряжения, спусковым элементом и через пороговый элемент со входом разрядного элемента, выход которого подключен ко входу генерато ра пилообразного напряжения. Преобра зователь подключен к нагрузке 8. Устройство работает следующим образом. Диодный мост 7 преобразовывает се тевое напряжение U в полуволны одной полярности. Пороговый элемент 2 вырабатывает выходные импульсы напря жения, когда мгновенные значения напряжения с диодного моста 7 меньше заданной величины, близкой к нулевому значению. Вьоходные импульсы напря жения с порогового элемент 2 поступают на разрядный элемент б, который вовращает генератор пилообразного напряжения 4 в исходное состояние. Во время действия каждой полуволны напряжения с моста 7 между импуль сами напряжения с порогового элемента 2, генератор 4 вырабатывает пилообразное напряжение, скорость нарастания которого определяет ограничитель 3. На спусковой элемент 5 с генератора 4 поступает пилообразное напряжение, скорость нарастания которого не зависит от колебаний сети и одновременно с диодного моста 7 поступа ет напряжение,- величина которого изменяется в соответствии с изменением напряжения сети. Спусковой элемент 5 вырабатывает импульсы тока, поступающие на управление тиристорным ключом 1, когда мгновенное значение пилообразного напряжения с генератора сравняется с частью напряжения с диодного моста 7. Тиристорный ключ--1 открывается и подключает нагрузку 8 к сетевому напряжению до тех пор, пока его мгновенное значение не станет близким к нулю. Чем больше напряжение моста 7, те позже спусковой элемент 5 вырабатывает импульс тока, поступающий на Тиристорный ключ 1 и, соответственно тем меньшая часть сетевого напряжения подключена к нагрузке 8. Так как регулирование происходит в каждой полуволне сетевого напряжения 1 то изменения сетевого напряженя компенсируются также в каждую полуволну. Положительные полуволны напряжения с диодного моста 7 (фиг. 2) поступают на делитель 9 и 10 и с него через стабилитрон 11 на базу транзистора 12, вызывая его насыщение в то время, когда напряжение на делителе 9 и 10 больше суммы напряжения на стабилитроне и порогового напряжения база-эмиттер транзистора 12. В это время напряжение на базе транзистора 13 близко к нулю и он закрыт. Напряжение на конденсаторе 14 возрастает благодаря току,величина которого определяется напряжением на стабилитроне 15 и резистором 16. Когда напряжение сети L/g близко к нулю, транзистор 12 закрыт, а транзистор 13 открыт и конденсатор 14 разряжается его коллекторным током почти до нуля. Напряжение на базе транзистора 17 равно части напряжения с моста 7 и изменяется в соответствии с изменением сетевого напряжения Un« а напряжение на его эмиттере возрастает по экспоненциальному закону независимо от колебаний напряжения сети. Когда напряжение на эмиттере транзистора 17 в результате увеличения напряжения на конденсаторе 14 превышает сумму его порогового напряжения эмиттер-база и напряжения на его базе, транзистор откроется,и его коллекторный ток откроет транзистор 1 Конденсаторы 14 и 19 разряжаются через транзисторы 17 и 18 и через цепь управляквдего электрода тиристора 1. Через тиристор 1 и нагрузку 8 течет ток, который прекращается при уменьшении мгновенного значения сетевого напряжения до величины, близкой к нулю. В .следующий полупериод сетевого напряжения процесс аналогичен. Диод 20, конденсатор 19 и резистор 21 улучшает регулировочную характеристику преобразователя при малых значениях выходного напряжения, делая ее более, линейной. Применение предлагаемого преобразователя позволяет улучшить стабилизацию напряжения в нагрузке. Кроме того, диапазон регулирования выходного напряжения увеличивается в два раза, так как через нагрузку протекает ток в каждую полуволну сетевого напряжения. Нагрузка подключена симметрично по отношению к сети, что исключает такие отрицательные явления, как замагничивание питающих трансформаторов и нежелательный заряд конденсаторов. В предлагаемом устройстве устранена необходимость применения дополнительного сетевого трансформатора, что уменьшает вес и габариты устройства и улучшает технологичность. Формула изобретения Преобразователь эффективного значенкя напряжения, содержащий тиристор, пороговый элемент,последовательно включенные ограничитель напряжения, генератор пилообразного напряжения и спусковой элемент, выход которого подключении управляющему входу тиристора, отличающий.с я тем, что, с целью повышения надежности, увеличения диапазона регулирования и уменьшения веса и габаритов, в него введены разрядный элемент и диодный мост, вход которого предназначен для-подключения к сети, а выход соединен с тиристором, ограничителем напряжения, спусковым элементом и, через пороговый элемент, с входом разрядного элемента/ выход которого подключен к входу генератора пилообразного напряжения.

tft.