SU1374205A1 - Стабилизатор посто нного напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к источникам вторичного электропитани . Целью изобретени   вл етс  повышение КПД. Входное переменное напр жение подаетс  на первичную обмотку 2 силового трансформатора 1, намотанную на одном крайнем стержне трехстерж- невого магнитопровода. Выходна  обг мотка трансформатора 1 выполнена на двух последовательно включенных секци х 3.1 и 3.2. Причем перва  секци  намотана на первом, а втора  - на втором крайнем стержн х трансформатора 1. На первом крайнем стержне также намотана вспомогательна  обмотка 4, а на втором крайнем стержне намотана регулирующа  обмотка 5. Сумма выходных напр жений обмоток 3.1 и 3.2 выпр мл етс  и фильтруетс  выпр мителем-фильтром 6. Это напр жение поступает на вход блока управлени  9, управл ющего работой регулирующего элемента 8. На интервале, когда сигнал с выхода блока управлени  9 отсутствует,регулирующий элемент 8 закорачивает регулирующую обмотку 5. Напр жение на секции обмотки 3.2 при этом равно нулю. При отпирании регулирующего элемента 8 напр жение вспомогательной обмотки 4 выпр мл етс  и сглаженное выпр мителем-фильтром 7 подключаетс  к регулирующей обмотке 5. К входу выпр мител -фильтра 6 прикладываетс  усилие напр жений , наводимых на секци х 3.1 и 3.2 выходной обмотки трансформатора 1. 6 ил. г (Л

Description

Г

Uc

S.1

L

О1

алмс.

3.

Изобретение относитс  к электротехнике н может быть использовано, например, при разработке вторичных источников электропитани .

Целью изобретени   вл етс  повышение КПД стабилизатора посто нного i aпp жeни . v

На фиг,1 приведена схема стабилизатора посто нного напр жени } на фиг.2 - временные диаграммы, по сн ющие его работу, на фиг.З и 4 - вариант выполнени  регулирующего элемента j на фиг.З - вариант выполнени  блока управлени , на фиг. 6 - временна  диаграмма, по сн юща  работу блока управлени .

Устройство состоит из трансформатора , выполненного на трехстержневом магнитопроводе 1, на первом крайнем стержне которого расположены первична  обмотка 2, подключенна  к сетевым зажимам, перва  секци  3.1 основной выходной обмотки и вспомогательна  выходна  обмотка 4. На втором крайнем стержне расположены втора  секци  3.2 основной выходной о бмотки и регулирующа  обмотка 5. Секции 3.2 и 3.1 основной выходной обмотки соединены последовательно и через первый выпр митель-фильтр 6 подключены к выходным зажимам устройства.- Вспомогательна  выходна  обмотка 4 через второй выпр митель-фильтр 7 и регулирующий элемент 8 подключена к регу- лирук цей обмотке. Управл ющий вход регулирующего элемента соединен с выходом узла 9 управлени , которьй своими входами подключен к выходным зажимам устройства.

Устройство работает следующим об разом.

Напр жение сети подаетс  на первичную обмотку.2 трансформатора. В результате на первом крайнем стержне создаетс  магнитный поток, уравновешивающий сетевое напр жение. Этот поток наводит на обмотках 3 и 4 напр жение , определ емое коэффициентом трансформации.

Переменное напр жение, снимаемое с обмотки 4, преобразуетс  с помощью второго выпр мител -фильтра 7 в посто нное напр жение и поступает на регулирующий элемент 8. С помощью регулирующего элемента 8 посто нное напр жение преобразуетс  в переменное определенной формы и амплитуды и подаетс  на обмотку 5, создава 

s

0

при этом на втором крайнем стержне второй магнитный поток. В рез ульта- те на обмотке 3.2 второй секции основной выходной обмоткой наводитс  напр жение, определ емое коэффициентом трансформации обмоток 5 и 3.2. Суммарное напр жение с обмоток 3.1 и 3.2 с помощью первого выпр мител - фильтра 6 преобразуетс  в посто нное напр жение, которое, подаетс  на выходные зажимы устройства.

Магнитные потоки, создаваемые в крайних стержн х трансформатора, замыкаютс  через средний стержень, на , котором нет обмоток. С выходных зажимов устройства напр жение подаетс  на узел 9 управлени , где это напр жение сравниваетс  с опорным напр жением и вырабатываетс  разностный сигнал управлени , который, воздейству  на управл ющий вход регулирующего элемента, измен ет параметры его выходного напр жени  таким обра- 5 зом, что напр жение на выходе устройства остаетс  неизменным.

Работа устройства по сн етс  с помощью диаграмм, приведенных на фиг.2 Дл  случа  импульсного управлени  ключами регулирующего элемента, где . прын ты следующие обозначени :

сетевое напр жение, подаваемое на устройствоJ напр жение на обмотке 3.1{ посто нное напр жение на выходе выпр мител -фильтра 7j

напр жение на обмотке 3.2, сформированное с помощью регулирующего элемента 8 через обмотку 5; суммарное напр жение на основной выходной обмотке, подаваемое на вход выпр мител -фильтра 6 - напр жение на выходе выпр мител  первого выпр мител -фильтра 6; напр жение на выходе устройства .

На фиг.2 видно, что измен   ширину или а1.1плитуду импульсов на выходе регулирующего элемента, можно тем самым мен ть среднее значение напр жени  на выходе выпр мител  первого выпр мител -фильтра, а следовательно, и на выходе устройства. На основе этого принципа с помощью обратной св зи через блок управлени  органи0

5

0

5

0

5

и

3.f

и

3.1

и

и,

и

3, 1- ЭЛ

выи

зуетс  такое воздействие на регулирующий элемент, при котором напр жение на выходе остаетс  неизменным в пре- :делах заданной точности.

Напр жение на выходе регулирующего элемента формируетс  в области моментов перехода сетевого напр жени  через нулевой уровень, благодар  чему заполн ютс  паузы в выпр мленном напр жении и снижаютс  пульсации в этом напр жении. Выбором закона управлени  ключами регулирующего элемента можно получить на выходе выпр мител  напр жение с очень малыми пульсаци ми.

Один из вариантов выполнени  регулирующего элемента, который позвол ет производить регулирование длительности импульсов напр жени  на обмотке 5, приведен на фиг.З. Здесь на интервалах с,, (см. фиг.2) замыкаютс  ключи 8, 8, а на интервалах t, Cj - ключи 8 2, 8j. В остальные моменты времени дл  обеспечени  нулевого напр жени  U j на обмотке 5 замыкаетс  пара ключей 8 , 8 (или 83, 8). В результате на обмотке 3.1 напр жение также практически равно О и потери возникающие при протекании .тока нагрузки через обмотку 3.2, определ тс  только омическим сопротивлением меди этой обмотки. Замыкание и размыкание ключей производитс  блоком управлени . В регулирующем элементе по фиг.З при пропускании тока через обмотку 5 всегда включены одновременно два ключа .

Другой вариант исполнени  регулирующего элемента с импульсным управлением , в котором ток регулирующей обмотки проходит только через один йлюч, приведен на фиг.4. Здесь регулирующа  обмотка состоит из двух одинаковых секций 5.1 и 5.2, причем на интервалах t,, с замкнут ключ 8у и ток пропускаетс  через секцию 5.1, а на интервалах t, замкну ключ 8 и ток пропускаетс  через секцию 5.2. В остальное врем  дл  обеспечени  нулевого напр жени  на обмотке 3.2 замкнут ключ 8.

Возможны другие варианты выполнени  регулирующего элемента.

Блок управлени  при импульсном управлеции регулирующим элементом (фиг.З) состоит из сравнивающего уст ройства 10, интегратора 11, суммато0

5

0

ра 12, .компараторов 13 и 14, инвертора 15, логических элементов. И 16 и 17. На входы сравнивающего устройства 10 подаютс  сигналы напр жени  нагрузки и первого опорного напр жени , определ ющие уровень стабилизации выходного напр жени . Разностный сигнал после интегрировани  корректируетс  с помощью сумматора 12 вторым опорным напр жением, которое определ ет номинальную длительность управл ющих импульсов. С выхода сумматора 12 управл ющий сигнал подаетс  на компаратор 13, на другой вход которого подаетс  сигнал выпр мленного сетевого напр жени . Таким образом , на выходе компаратора 13 образуетс  последовательность импульсов , формируемых в области момента перехода сетевого напр жени  через нулевой уровень, которые подаютс  на первые входы элементов И 16 и 17. На вторые входы этих элементов подаютс  пр мой и инвертированньй импульсные сигналы, формируемые из сетевого сигнала с помощью компаратора 14. На выходах элементов И 16 и 17 образуютс  две последовательности управл ющих импульсов, измен емых по длительности , причем с выхода элемента

15импульсы подаютс  на одну пару ключей Bj, 8, а с выхода элемента

16- на другую:пару ключей 8, 8 ре- с гулирующего элемента по фиг.З (соответственно на ключ 8 и 8j дл  регулирующего элемента по фиг.4). Управление ключами 8з, 8 (ключом 83 по фиг.4) дл  замыкани  регулирующей обмотки осуществл етс  с помощью импульсного сигнала, который получаетс  инвертированием сигнала с выхода компаратора 17.

5

0

0

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Стабилизатор посто нного напр жени , содержащий силовой трансформа тор, первична  обмотка которого подключена к сетевым зажимам, первый вьшр митель-фильтр, присоединенный входами к основной выходной обмотке, второй выпр митель-фильтр, присоединенный входами к вспомогательной выходной обмотке, регулирующий элемент, входы которого соединены с выходами второго выпр мител -фильтра, узел, управлени , подключенный входами к выходным зажимам устройства, выход

   .фие.г

   Uynp

   - Uttti