SU739695A1 - Стабилизатор напр жени посто нного тока - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности Ко вторичньзм источникам, и может использоватьс  дл  питани  импульсных радиотехнических систем.

Широко известны стабилизаторы напр жени , содержащие включенный последовательно-в питающую шину регулирующий элементключевого типа -1 .

Стабилизаторы напр жени  с импульсным регулирующим элементом имеют существенные недостатки: при им пульсном режиме регул тора требуетс  установка энергоемких входных фильтров; наличие энергоемких фильтров вызывает инерционность; процесса регулировани ; неустойчиво работают на импульсную нагрузку; создают значительные радиопомехи.

Известны также устройства с регулирующим элементом в виде инвертора , тока 2.

К недостаткам устройств с регу пирующим инвертором тока относ тс : крутопадающий характер внешней характеристики инвертора тока, значительные габариты и масса устройства , так как в этой схеме инвертор

трансформатор и выпр митель должны выполн тьс  на полную мощность.

Из известных стабилизаторов напр жени  наиболее близким по технической сущности к предложенному стабилизатору  вл етс  стабилизатор напр жени  споследовательным регулирующим элементом, выполненном на инверторе тока 3. В этом устрой10 стве, выводы переменного тока инвертора через трансформатор и токоограничивающие реакторы соединены с выпр мителем, подключенным выводами посто нного тока к нагрузке. Ин15 вертор тока в этой схеме передает в цепь переменного тока только часть мощности, потребл емой нагрузкой , и через выпр митель она возвращаетс  в цепь посто нного тока не2Q посредственно к нагрузке. Это позвол ет значительно уменьшить массу и габариты инвертора, трансформатора и выпр мител  и обеспечить высокий КПД. Так как входна  характеристика

25 инвертора тока имеет в области малых загрузок по току падающий характер , то и внешние характеристики стабилизатора напр жени  с регулирующим элементом имеют крутопадающий

30 характер. ВыхЪдное сопротивление такого устройства имеет большую величину ,, поэтому оно может эффективноиспользоватьс  дл  регулировани  и стабилизации тока.

При питании устройств с резко переменной нагрузкой стабилизации

напр жени  возможна только при очень высоких коэффициентах усилени  всистеме управлени , что ухудшает динамические характеристики и усложн ет систему регулировани . Необхолимо также устанавливать энергоемкие ёмкостные фильтры, которые увеличивают массу и габариты источника питани .

Цель устройства - уменьшение выходного сопротивлени  стабилизатора и расширениеза счет этого его функцйональных возможностей.

Это достигаетс  тем, что в уст .ройстве 3 , содержащем регули рующий элемент в виде инвертора тока, цепью питани  включенного в провод щем направлении между первыми входным и выходным его выводами,и вентильный мост, один вывод посто нного тока которого.образует вторые входной и выходной его выводы, причем выводы переменного тока инвертора тока и вентильного моста св заны между собой через реактивные элементы , второй вывод посто нного тока вентильного моста соединен через сглаживающий фильтр с первым бдно-именным по пол рности выходным выводом стабилизатора, а между выводами переменного тока инвертора и вентильного моста включены конденсаторы .

На фиг. 1 приведена структурна 

.схема стабилизатора; на фиг. 2 принципиальна  электрическа  схема стабилизатора; на фиг. 3- - кривые завис 1м6сти напр жени  на нагрузке от тока нагрузки дл  известной предложенного стабили затора наЙр жени .

Источник 1 питани  подключен к нагрузке 2 через последовательный регулирующий элемент, который выполнён На йнвёрторе 3. тока, быводы переменного тока инвертора.3 соединены через конденсаторы 4 .с выводами переменного тока вентильного мост.а 5. Вывод положительной пол рности этого моста 5 соединен через сглаживающий дроссель б с положительным выводом нагрузки 2. Сглаживающий дросс ель 7 обеспечивает сглаживание тока/ потребл емого от источника ,

б

Нафиг. 3 кривые

показываю .т зависимость напр жёни  на .

-нагрузке от тока нагрузки дл  стабилизатора с трансформаторной св зью .соответственно при частоте инверти р .ованй  1 и 5 кГц; кривые в, г, - при этих же частотах дл  предлагаемой схемы. Крива .д

представл ет собой внешнюю характеристику предлагаемого стабилизатора напр жени .

Стабилизатор работает следующим образом.

При работе с полной нагрузкой тиристоры инвертора 3 должны переключатьс  с частотой, близкой к максимальной . Конденсаторы инвертора при высокой частоте обеспечивают большие значени  емкостных токов,чт обеспечивает большие значени  напр жений на выводах переменного тока инвертора. Сопротивлени  разделительных конденсаторов 4 при высокой частоте имеют малые величины,что обеспечивает малые падени  напр жений на них при протекании переменного тока. При большом напр жении -на выходных выводах переменного тока инвертора 3 и малом сопротивлении конденсаторов 4 обеспечиваютс  большие значени  напр жений на выводах выпр мител  5 и, следовательно,обеспечиваетс  большое значение тока, подводимого к нагрузке 2 через дроссель 6 от выпр мител  5.

При уменьшении тока нагрузки необходимое выходное напр жение обеспечиваетс  при меньшей частоте переключений тиристоров инвертора. Компенсаци  изменени  напр жени  источника 1.питани  обеспечиваетс  за счет изменени  частоты переключени  -тиристоров инвертора 3. Если напр жение питани  имеет максимальное значение, то заданное напр жени при воминальном значении тока нагрузки обеспечиваетс  при средних частотах инвертора. При уменьшении питающего напр жени  необходимо увеличить частоту инвертировани  до максимальной. Необходимое, изменение частоты переключений тиристоров ббеспечиваетс  системой управлени , котора  содержит систему сравнени , преобразователь напр жени  в часто.ту и систему распределени  и усилени  импульсов, -

Использование в качестве регулирующего элемен-та инвертора на тиристорах , который через конденсаторы соеди.нен с выпр мителем, позвол ет получить жесткие внешние характе- ристики при неизменной ч.астоте и значительном изменении тока нагрузки (см, фиг, 3, кривые; в, г). Так как ток в нагрузке определ етс  суммой токов инвертора и выпр 1 штел , то ток регулирующего элемента меньше тока нагрузки, и схема работает с высоким КПД.

По предлагаемой схеме изготавливают стабилизатор на 27 В, 40 А. КПД при токах нагрузки от 2 до 40 А не низке 85%, Выходное статическое сопротивление стабилизатора в модельной установке меньше 0,1 Ом (фиг. 3, крива  д). По сравне;нию С известным стабилизатором 3 выходное сопротивление предлагаемого стабилизатора уменьшаетс  в 10100 раз.

Claims (3)

1.Чиженко И.М.,Руденко B.C., Сенько В,И. Основы преобразовательной техники, Высша  школа , 1974,

2.Богданов Н.Н. Стабилизаци  по

5 стр нного напр жени  на нагрузке

за счет регулировани  частоты в системе инвертор-выпр митель, М., Труды МЭИ, 1975, вып. 275,: с. 2027 . .- :..,

3.Авторское свидетельство СССР

0 I 398367, кл. 23 К 9/00, 1973.