RU27757U1 - Устройство для регулирования переменного напряжения - Google Patents

Abstract

1. Устройство для регулирования переменного напряжения, содержащее автотрансформатор, первый вывод обмотки которого, снабженной отводами, подключен к общей шине, к которой подключен первый вывод нагрузки, блок управления, выход которого подключен к первому управляющему входу блока коммутации, состоящего из первого, второго и третьего ключей, входы которых подключены соответственно к первому, второму и третьему входам блока коммутации, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму отводам обмотки автотрансформатора, а также входной вывод устройства, отличающееся тем, что введены LC-фильтр и трансформатор, а в блок коммутации введены пороговое устройство, первый и второй элементы И и элемент ИЛИ, причем входной вывод устройства подключен к второму отводу обмотки автотрансформатора и второму управляющему входу блока коммутации, второй вывод обмотки автотрансформатора подключен к третьему входу блока коммутации, выход которого подключен к входу LC-фильтра, выход которого подключен ко второму выводу нагрузки, параллельно которой подключена первичная обмотка трансформатора, первый и второй выводы вторичной обмотки которого подключены соответственно к первому и второму входам блока управления, при этом второй управляющий вход блока коммутации подключен к входу порогового устройства, выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены к первому управляющему входу блока коммутации, первый выход первого элемента И подключен к управляющему входу первого ключа, второй выход первого элемента И подключен к первому входу элемент�

Description

ИРБИС - стабилизатор переменного напряжения

Предполагаемая полезная модель относится к области электротехники и может найти применение в стабилизаторах переменного напряжения.

Известно устройство для регулирования напряжения, содержащее трансформатор, первичная обмотка которого подключена одним выводом к входу ключа и к источнику питания, другим - к выходному выводу, вторичная обмотка трансформатора подключена одним выводом к входу ключа, другим - к общей шине, а также, подключенный к источнику питания, блок управления, выход которого подключен к управляющему вход ключа. (cM.n.DE № 19718127, НО2М 5.12, 1998)

Недостатком устройства является относительно больщие массогабаритные показатели.

Наиболее близким по технической сущности к предполагаемой полезной модели является устройство для регулирования выходного напряжения, содержащее трансформатор, снабженный отводами, первый вьшод первичной обмотки которого подключен к источнику питания, второй вывод - к общей шине, к которой подключен первый вывод нагрузки, вторичная обмотка его подключена к входу блока управления, выход которого подключен к входу блока коммутации, выход которого подключен ко второму выводу нагрузки, причем блок коммутации содержит трехкаскадный переключатель, входы первого каскада которого подключены соответственно к отводам первичной обмотки трансформатора, выход третьего каскада является выходом блока коммутации, (см.п. DE № 19837659, Н02Р 13.06, 2000)

Недостатками известного устройства для регулирования переменного напряжения являются низкая надежность, обусловленная трехкаскадным блоком коммутации, а также

МКИ6Н02М5.10 Н02Р13.06 запаздывание в регулировке напряжения. Кроме того, для повышения надежности и

обеспечения нормальной работоспособности ключей переключение их должно происходить при нулевом напряжении, что вызьшает дополнительное запаздывание в регулировке и кратковременное отключение нагрузки от сети. Так как регулировка осуществляется по входному напряжению, то необходим фильтр с большими массогабаритными показателями. Использование трехкаскадного переключателя в блоке коммутации также снижает быстродействие устройства.

Техническим результатом предполагаемой полезной модели является улучшение массогабаритных показателей, повьпиение надежности.

Технический результат достигается тем, что в ИРБИС - стабилизатор переменного напряжения, содержащий автотрансформатор первый вывод обмотки которого, снабженной отводами, подключен к общей шине, к которой подключен первый вывод нагрузки, блок управления, выход которого подключен к первому управляющему входу блока коммутации, состоящего из первого, второго и третьего ключей, входы которых подключены соответственно к первому, второму и третьему входам блока коммутации, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму отводам обмотки автотрансформатора, а также входной вывод устройства, введены LC-фильтр и трансформатор, а в блок коммутации введены пороговое устройство, первый и второй элементы И и элемент ИЛИ, причем входной вывод устройства подключен к второму отводу обмотки автотрансформатора и второму управляющему входу блока коммутации, второй вьшод обмотки автотрансформатора подключен к третьему входу блока коммутации, выход которого подключен к входу LCфильтра, выход которого подключен ко второму выводу нагрузки, параллельно которой подключена первичная обмотка трансформатора, первый и второй выводы вторичной обмотки которого подключены соответственно к первому и второму входам блока управления, при этом второй управляющий вход блока коммутации подключен к входу порогового устройства, ВЕЛХОД которого подключен к первым входам первого и второго

элементов И, вторые входы которых подключены к управляющему первому входу блока коммутации, первый выход первого элемента И которого подключен к управляющему входу первого ключа, второй выход первого элемента И подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к первому выходу второго элемента И, второй выход которого подключен к управляющем входу третьего ключа, выход элемента ИЛИ подключен к управляющему входу второго ключа.

Блок управления содержит мостовой выпрямитель, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму входам блока управления, первый и второй выходы мостового вьшрямителя подключены соответственно к первому и второму входам делителя напряжения, выход которого подключен к первому входу сумматора и через последовательно соединенные конденсатор и резистор - к его выходу, ко второму входу сумматора подключен источник опорного напряжения, выход сумматора подключен к первому входу компаратора, ко второму входу которого подключен источник пилообразного напряжения, выход компаратора подключен к выходу блока Зшравления.

На фиг.1 приведена схема ИРБИС-стабилизатора переменного напряжения, на фиг.2- диаграммы, поясняющие его работу (фиг.2а:-напряжение на входе фильтра, бнапряжение на выходе второго 10 ключа, в- напряжение на выходе устройства).

ИРБИС - стабилизатор переменного напряжения (фиг.1) содержит автотрансформатор 1, первый вьшод обмотки 1 ,, которого подключен к общей шине 4, первый отвод ее подключен к первому входу блока 3 коммутации, второй Ь отвод обмотки автотрансформатора подключен к входному выводу 2 устройства и ко второму входу блока 3 коммутации, второй вьшод обмотки Ь автотрансформатора подключен к третьему входу блока 3 коммутации, выход которого подключен к входу LC-фильтра 5, выход которого подключен к первому вьшоду нагрузки 6 и через первичную обмотку трансформатора 7 - к общей шине 4, к которой подключен второй вывод нагрузки 6,

первый и второй вьюоды вторичной обмотки трансформатора 7 подключены соответственно к первому и второму входам блока 8 управления, выход которого подключен к первому управляющему входу блока 3 коммутации.

Блок 3 коммутации (фиг.1) содержит пороговое устройство 13, вход которого подключен ко второму управляющему входу блока 3 коммутации, выход порогового устройства 13 подключен к первому (инверсному) входу первого 14 элемента И и первому входу второго 15 элемента И, вторые входы которых подключены к первому управляющему входу блока 3 коммутации, первый выход первого 14 элемента И подключен к управляющему входу первого 9 ключа, второй (инверсный) выход первого элемента 14 И подключен к первому входу элемента 12 ИЛИ, второй вход которого подключен к первому выходу второго 15 элемента И, выход элемента 12 ИЛИ подключен к управляющему входу второго 10 ключа, второй (инверсный) выход второго 15 элемента И подключен к управляющему входу третьего 11 ключа, входы первого 9, второго 10 и третьего 11 ключей подключены соответственно к первому, второму и третьему входам блока 3 коммутации.

Блок 8 управления (фиг.1) содержит мостовой выпрямитель 16, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму входам блока 8 управления, первый и второй выходы мостового выпрямителя 16 подключены соответственно к первому и второму входам делителя 17 напряжения, выход которого подключен к первому входу сумматора 18 и через последовательно соединенные конденсатор 19 и резистор 20 - к его выходу, ко второму входу сумматора 18 подключен источник 23 опорного напряжения, выход сумматора 18 подключен к первому входу компаратора 21, ко второму входу которого подключен источник 22 пилообразного напряжения, выход компаратора 21 подключен к выходу блока 8 управления. Пороговое 13 устройство (фиг.1) содержит диод 24, катод которого подключен к входу

порогового 13 устройства, анод- через делитель 25 напряжения к общей шине 4 и конденсатор 26, подключенный параллельно делителю 25 напряжения, выход которого подключен к выходу порогового 13 устройства.

Первый 9, второй 10 и третий 11 ключи выполнены на транзисторах.

ИРБИС - стабилизатор переменного напряжения работает следующим образом.

При подаче входного напряжения UBX на вход 2 напряжение поступает с обмотки автотрансформатора 1 на один из входов блока 3 коммутации, а с выхода блока 3 коммутации через LC-фильтр 5 (фиг.2а) поступает в нагрузку 6 и первичную обмотку трансформатора 7. Напряжение пропорциональное напряжению на нагрузке 6 с вторичной обмотки трансформатора 7 подается на вход мостового выпрямителя 16, выпрямленное напряжение подается на делитель 17, с выхода которого поступает на первый вход сумматора 18, на другой вход которого поступает опорное напряжение Uon от источника 23. При величине входного напряжения отличном от величины опорного напряжения появляется напряжение рассогласования, которое интегрируется цепочкой R19-C20 на выходе сумматора 18 и подается на первый вход компаратора 21, на второй вход которого подается пилообразное напряжение от источника 22, в результате на выходе компаратора 21 получаем импульсное напряжение. С выхода компаратора 21 импульсное напряжение подается на первый управляющий вход блока 3 коммутации, и на вторые входы первого

14и второго 15 элементов И, на второй управляющий вход блока 3 коммутации (вход порогового 13 устройства) поступает входное напряжение UBX На выходе порогового 13 устройства появляется 1, если UBX UHOM и О, если UBX UHOM При появлении 1, которая поступает на первые входы элементов 14 и 15 И, на первом выходе элемента 14 импульс отсутствует и ключ 9 отключен. На втором выходе элемента 14 появляется импульс, который через элемент 12 ИЛИ поступает на второй ключ 10, с первого выхода элемента

элемента 15 появляется импульс, который включает третий 11 ключ и подключается обмотка 1з трансформатора 1, при этом первый 9 и второй 10 ключи закрыты.

При напряжении сети UBX UHOM на первом выходе элемента 14 И появляется импульс, который открывает ключ 9 и подключается обмотка трансформатора 1 . Ключи 10 и 11 блока 3 коммутации закрыты. При напряжении UBX UHOM UBxmin открыт третий ключ 11, а второй ключ 10 работает в режиме широтно-импульсного регулирования (фиг.2б). При напряжении UBX UHOM Увхтах открыт первый 9 ключ, второй 10 ключ работает в режиме широтно-импульсного регулирования. Форма напряжения на выходе устройства представлена на фиг.2в.

При изменении напряжения в сети от 150 в до 300 в амплитуда входного напряжения регулируется в предложенном устройстве в двух диапазонах: от 150в до 220в и от 220в до ЗООв, что позволяет уменьшить габариты фильтра, т.е. улучшить массогабаритные показатели устройства. Кроме того, уменьшаются напряжения на ключах и помехи на входе устройства, т.к. коммутируется только часть напряжения, что повышает надежность устройства.

Claims (2)

1. Устройство для регулирования переменного напряжения, содержащее автотрансформатор, первый вывод обмотки которого, снабженной отводами, подключен к общей шине, к которой подключен первый вывод нагрузки, блок управления, выход которого подключен к первому управляющему входу блока коммутации, состоящего из первого, второго и третьего ключей, входы которых подключены соответственно к первому, второму и третьему входам блока коммутации, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму отводам обмотки автотрансформатора, а также входной вывод устройства, отличающееся тем, что введены LC-фильтр и трансформатор, а в блок коммутации введены пороговое устройство, первый и второй элементы И и элемент ИЛИ, причем входной вывод устройства подключен к второму отводу обмотки автотрансформатора и второму управляющему входу блока коммутации, второй вывод обмотки автотрансформатора подключен к третьему входу блока коммутации, выход которого подключен к входу LC-фильтра, выход которого подключен ко второму выводу нагрузки, параллельно которой подключена первичная обмотка трансформатора, первый и второй выводы вторичной обмотки которого подключены соответственно к первому и второму входам блока управления, при этом второй управляющий вход блока коммутации подключен к входу порогового устройства, выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены к первому управляющему входу блока коммутации, первый выход первого элемента И подключен к управляющему входу первого ключа, второй выход первого элемента И подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к первому выходу второго элемента И, второй выход которого подключен к управляющему входу третьего ключа, выход элемента ИЛИ подключен к управляющему входу второго ключа.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок управления содержит мостовой выпрямитель, первый и второй входы которого подключены к первому и второму входам блока управления, первый и второй выходы мостового выпрямителя подключены к входам делителя напряжения, выход которого подключен к первому входу сумматора и через последовательно соединенные конденсатор и резистор - к его выходу, ко второму входу сумматора подключен источник опорного напряжения, выход сумматора подключен к первому входу компаратора, ко второму входу которого подключен источник пилообразного напряжения, выход компаратора подключен к выходу блока управления.