Источник питания нелинейной нагрузки

 

Использование: питания нелинейной нагрузки (лампы накаливания, нагревательные элементы и т.п.). Сущность изобретения: устройство содержит резонансный инвертор (1), задающий генератор (4), формирователь управляющего напряжения (3), ключ (6) и регулятор длительности пачки им

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (! 9) (I l) (sr)s Н 02 М 7/537

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, М

Фае7 .

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61)1695470 (21} 4877232/07 (22) 24,10.90 (46) 23,09.92. Бюл. М 35 . (71) Рязанский радиотехнический институт (72) А.А.Бас, С.А.Тараканов, С.Ю.Мясников и Ю.А.Смолий (563 Авторское свидетельство СССР

t4 1695470, кл. Н 02 М 7/537, 1990, 2 (S4) ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ. НЕЛИНЕЙНОЙ

НАГРУЗКИ (57) Использование: питания нелинейной нагрузки (лампы накаливания, нагревательные элементы и т.n.). Сущность изобретения: устройство содержит резонансный инвертор (1), задающий генератор (4), формирователь управляющего напряжения (3), ключ (6) и регулятор длительности пачкй им1764129

20

-у в!и 2 ту

2 4л

45 пульсов (9), Введены делитель напряжения (13), пороговое устройство (14), силовой выпрямитель, схема И (8), триггер (7), логический инвертор (15) и параметрический формирователь (10). Изобретение обеспечиИзобретение относится к преобразовательной технике и является усовершенствованием устройства, описанного в заявке N.

4718481/07/095112 (положит. решение от

26.06.90), Известен источник пйтания нелинейной нагрузки {1), содержащий резонансный транзисторный инвертор и устройство управления, состоящее из задающего генератора формирователя управляющего напря>кения и регулятора длительности пачки импульсов, Недостатками устройства является отсутствие стабилизации выходного напряжения и невысокие массогабарйтные показатели при работе от промышленной сети:переменного тока, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет введения узлов, обеспечивающих параметрическую стабилизацию напряжения на нагрузке при работе от промышленной сети переменного тока, а также улучшение массогабаритных показателей за счет подключения инвертора к сети непосредственно через выпрямитель без выходного емкост ного фильтра, Поставленная цель достигается тем, что в устройство {1} введены силовой выпрямитель, два диода, резистивный делитель напряжения, пороговое устройство, логический инвертор схема "И", линия задержки, D-триггер и параметрический формирователь, причем транзисторный инвертор подключен к питающей сети непосредственно через силовой выйрямитель.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — вариант исполнения узлов и на фиг. 3 — временные диаграммы ее работы.

Стабилизирующий источник электропитания содержит резонансный транзисторнь1й инвертор 1, к выходу которого подключена нагрузка 2, а вход через формирователь управляющего напряжения 3 связан с задающим генератором 4, причем конденсатор паузы 5 последнего шунтирован ключом 6. управляющий вход которого через 0-триггер 7 и логическую схему "И" 8 связан с выходом регулятора длительности пачки импульсов 9, управляющий вход котовает быстродействующую стабилизацию выходного напря>кения и повышение надежности за счет отключения инвертора при снижении напряжения питания. 2 з,п. ф-лы, 3 ил. рого через параметрический формирователь 10 и диоды 11, 12 соединен с выводами питающей сети, кроме того, выход делителя

13 через первое пороговое устройство 14 соединен с логическим инвертором 15 и линией задержки импульса 16, которая может быть подключена к выходу триггера Шмидта на элементах 15, 17, резисторах 18...20 и стабилитроне 21, а инвертор 1 подключен к сети через выпрямитель 22

Устройство работает следующим образом.

Поскольку транзисторный инвертор 1 подключен к сети через выпрямитель 22 без

15 емкостного фильтра, входное напряжение имеет форму выпрямленной синусоиды, а стабилизация действующего напряжения на нагрузке осуществляется выключением силовых транзисторов инвертора в каждом полупериоде напря>кения сети {50 Гц) на фиксированный, определяемый регулятором 9, интервал времени. Зависимость действующего напря>кения на нагрузке от угла отсечки определяется выражением

25 поэтому выходной ток параметрического формирователя 10 при изменении питающего напряжения должен изменяться так, чтобы длительность пачки импульсов (1 - y) обеспечивала неизменность действующего напряжения по выражению (1), Экспериментальная проверка схемы параметрического формирователя 10 (фиг. 1) показала, что при изменении входного напряжения в пределах 220 8» 1 напряжение на на+10 О грузке стабилизируется с точностью 24

В +.3%, Регулятор 9 имеет два входа (1), по одному иэ которых каждые полпериода осуществляется сброс напряжения на времязадающем конденсаторе, а по второму входу обеспечивается нелинейная зависимость длительности {1 -y) от амплитуды питающего напряжения. При достижении напряжением на конденсаторе порога срабатывания порогового устройства ПУ регулятора 9 на выходе последнего формируется

1764129 нулевой уровень и на P-входтриггера поступает опрокидывающий сигнал (через схему

"И"), переводящий задающий генератор 4 посредством замыкания ключа 6 в состояние длительности паузы). 5

Синхроимпульсы формируются диодами 11, 12, делителем 13 и пороговым устройсТВ0М 14, с выхода которого через инвертор

15 поступают на второй вход схемы "И" (см. фиг. 3). В начале синхроимпульса (точка 1), 10 независимо от состояния выхода регулятора 9, триггер 7 переводится в "запрещенное" состояние и формируется принудительная пауза, длительность которой может быть сколь угодно малой и не 15 влиять на коэффициент передачи инверто-ра. После окончания синхроимпульса (точка

2) запрещающий уровень снимается с R-выхода триггера 7, однако для перевода последнего в "разрешенное" состояние по 20 счетному входу требуется некоторая временная задержка, что и обеспечивается "линией задержки 16, В случае, если на R-входе к моменту прихода положительного фронта на С-вход (точка 3) уровень напряжения ос- 25 тается высокой (конденсатор уже заряжен до порога ПУ регулятора 9). что обеспечивается переменным резистором), относительная длительность открытого состояния инвертора в течение полупериода сети бу- 30 дет равна нулю. Это обеспечивает глубину регулировки яркости лампы 100%, На фиг. 2 представлен вариант исполнения схемы фиг, 1, где введение дополнительного инвертора 17 позволяет 35 запрещать прохождение разрешающего сигнала на С-вход при снижении напряжения, питающего схему управления, что исключает ненасыщенный режим силовых транзисторов инвертора и йовышает надеж- 40 ность функционирования в пусковых режи- " мах, где напряжение нарастает плавно. На элементах 15, 17, резисторах 18, 19 собран триггер Шмидта, обеспечивающий скачкообразное включение и выключение источ- 45 ника при плавном изменении. Линия задержки 16 в этом случае может быть подключена к выходу триггера (17). Точками А, В и С на схеме обозначены клеммы, к которым подключается схема фиг. 2 вместо эле- 50 ментов 15 и 16 схемы фиг. 1.

Таким образом, предлагаемое техническое решение, сохраняя все достоинства прототипа (1), позволяет обеспечить быстродействующую (запаздывание не более 55 полупериода напряжения сети) стабилизацию напряжения на нагрузке, улучшить массогабаритные показатели при работе от сети переменного тока за счет исключения необходимости фильтрации выпрямленного напряжения сети (удельная мощность

ИВЗП для 250-ваттного образца составила

540 Вт/дмз), а также повысить надежность за счет отключенйя устройства управления при снижении питающего напряжения ниже заданного уровня и в пусковых режимах, Формула изобретения

1. Источник питания нелинейной нагрузки по авт. св. M 1695470, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения параметрической стабилизации выходного напряжения и улучшения массогабаритных показателей, введены силовой выпрямитель, два диода, резистИвный делитель напряжения, пороговое устройство. логический инвертор, первая схема И, линия задержки, параметрический формирователь и О-триггер, причем регулятор длительности пачки импульсов через йервую схему

И, выходом подключенную к R-входу О-триггера, выходом соединенного с управляющим входом ключа, управляющий вход регулятора длительности пачки импульсов через введенный параметрический формирователь соединен с входом резистивного делителя и катодами двух диодов, другие выводы которых подключены к соответствующим зажимам питающей сети, выход резистивного делителя через пороговое устройство. связан с синхрониэирующим входом регулятора длительности пачки импульсов, через логический инвертор — с другим вхбдом схемы И и через линию задержки — с С-входом О-триггера, кроме того, транзисторный инвертор подключен к за>кимам питающей сети через силовой выпрямитель, 2. Источник питания по и, 1, о т л и ч а юшийся тем. что, с целью повышения надежности, логйческий инвертор выполнен на базе второй схемы И, вход линии задержки соединен с выходом схемы И, через резистор. кроме того, через второй резистор указанный второй вход соединен с выходом делителя, образованного стабилитроном и третьим резистором, 3. Источник питания по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что параметрический формирователь выполнен в виде входного резистивного делителя, выход которого подключен к входу второгб делйтеля, образованного стабилитроном и резистором, а выход второго делителя соединен с управ- ляющим входоМ регулятбра длительности пачки импульсов через диод и резистор.

1764129

Ф Й

Фиг. Г

Составитель A.Sac

Редэктор М;Кузнецова Техред М.Моргентал Корректор М.Керейман:

Заказ 3461 Тираж: - . Подписное

ВНИИА Государственно о комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раувская наб., 4/5

Пройзводственно-издательский комбинат "Патент", f. Ужгород, ул.Гагарина, 101