Стабилизатор постоянного напряжения

 

(О П И С А Н И Е (п) 526865

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.03.74. (21) 2009550/07 (51) М. Кл. б 05F 1/46 с присоединением заявки №

Государственный комитет

Совета Министров СССР (23) Приоритет

Опубликовано 30,08.76. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 27.08.76 (53) УДК 621.316.722.1 (088.8) Ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения В. П. Миловзоров, А. К. Мусолин, В. А. Коновалов и Н. И. Дуплин (71) Заявитель

Рязанский радиотехнический институт (54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯ)КЕНИЯ

Изобретение относится к области регулирования и стабилизации напряжения в сетях постоянного тока и может быть использовано в р азработке вторичных источников питания.

Известны вольтодобавочные стабилизаторы постоянного напряжения, состоящие из регулируемого преобразователя, обеспечивающего широтно-импульсную модуляцию напряжения вольтодобавки, выпрямителя, фильтра и устройства управления работой преобразователя (1). Недостатками этих стабилизаторов является их относительно невысокая надежность и наличие значительных пульсаций выходного напряжения.

Известны вольтодобавочные стабилизаторы постоянного напряжения (2), содержащие в качестве регулирующего органа регулируемый преобразователь, выполненный в виде набора однотипных нерегулируемых преобразовательных ячеек с выходными трансформаторами, работающих синхронно и синфазно и коммутируемых устройством управления, |выпрямитель и фильтр.

В этом стабилизаторе напряжения на выходе ячеек выбираются Heîäètíàêîâûìè, что снижаетт надежность стабилизатор а, поскольку возникает необходимость .в резервировании либо всей схемы либо каждой ячейки в отдельности, Цель изобретения — повышение надежности вольтодобавочного стабилизатора постоянного напряжения.

Указанная цель достигается тем, что в стабилизаторе постоянного напряжения, содержащем в качестве регулирующего органа регулируемый преобразователь, выполненный в виде набора однотипных .нерегулируемых преобразовательных ячеек с выходными транс10 форматорами, работающих синхронно и синфазно и коммутируемых устройством управления, магнитопроводы трансформаторов всех ячеек охвачены общей обмоткой, средний вывод которой соединен со входным зажимом, а

15 крайние выводы через диоды выпрямителя подключены к выходному зажиму.

На чертеже изображена блок-схема вольтодобавочного стабилизатора постоянного напряжения.

20 Стабилизатор состоит из,регулирующего органа 1, включающего и основных и Й резервIHbIx однотипных вольтодобавочных ячеек 2, магнитопроводы которых объединены общей обмоткой со средним выводом, двухполупери25 одного выпрямителя 3, фильтра 4 и устройства управления 5. Средний вывод общей обмотки соединен с одной из клемм питающей сети, а два других через диоды выпрямителя присоединены к общей клемме фильтра 4 и

30 нагрузки 6.

526865

Блок управления 5 имеет n+k выходов„ каждый из которых соединен с соответствующей я ч ей кой.

Работает стабилизатор следующим образом.

При равенстве входного напряжения номинальному значению напряжения нагрузки

Ь „ блок управления 5 так воздействует на добавочные ячейки 2, что все они отключены.

В этом случае входное напряжение через обе полуобмотки выходных трансформаторов и оба диода выпрямителя 3 поступает на фильтр 4 и нагрузку б. Таким образом, на нагрузке устанавливается номинальное напряжение U = U„„. При понижении входного напряжения, а следовательно, и U„, устройство управления 5 включает необходимое количество основных вольтодобавочных ячеек 2, которые при синхронной и синфазной работе наводят в обеих полуобмотках выходных трансформаторов прямоугольное переменное напряжение вольтодобавки. Выпрямленное двухполупериодным выпрямителем 3 оно складывается с входным напряжением и поступает в фильтр

4 и нагрузку б. Так как широтно-импульоная модуляция напряжения вольтодобавки в этом случае отсутствует, выпрямленное напряжение имеет малую величину пульсаций, которая при помощи небольшого емкостного фильтра может быть сведена к единицам милливольт.

Если У,;) U„, устройство управления отключает лишние ячейки и тем самым уменьшает напряжение вольтодобавки так, чтобы выполнялось U„= UÄ . Точность поддержания напряжения на нагрузке определяется напряжением вольтодобавки одной п реобразовательной ячейки. Во всех случаях схема требует, чтобы выполнялось условие Увх(0нн.

При выходе из строя одной из работающих ячеек понижается, напряжение на нагрузке, следовательно, устройство управления включит еще одну .незадействованную ячейку и напряжение на выходе станет равным номинальному значению. Таким образом, функции стабилизации выходного напряжения и замены неисправных ячеек совмещены в одном устройстве. Для нормального отключения неис.правных ячеек от цепи питания они включены через,плавкие предохранители. Преобразователь полностью сохраняет работоспособность при выходе из строя k ячеек.

При,последующих отказах ячеек сужается допустимый диапазон изменения входного напряжения или при прежнем диапазоне увеличивается ошибка стабилизации, При отказе всех ячеек нагрузка оказывается, включенной на входное напряжение, т. е. не остается без электропитания, что очень, важно для некото.рых случаев.

Если считать за отказ регулируемого преобразователя выход из строя k резервных ячеек, то его вероятность безотказной работы (ociH0Bного ненадежного элемента схемы) опреде10 лится по формуле э() C Р ()п+А — с (1 ., э (Щ/

i-o где P (t) — вероятность безотказной работы

15 регулирующего органа; Pi(t) — вероятность безотказной работы вольтодобавочной ячейки.

Как,показывают расчеты, даже при малонадежных ячейках Р(1) может достигать очень высокого з начения при сравнительно неболь20 ших k (— (0,2). Общаярасчетная мощность

К и регулирующего органа PZ определяется максимальным значением тока нагрузки, диапазоном изменения входного напряжения и не25 обходимым количеством резервных ячеек Й.: н.макс(UHii Uâx.ìèí) (Q + )

Р— z

Ф и почти не зависит от числа основных ячеек.

Формула изобретения

Стабилизатор постоя нного напряжения, соЗ5 держащий регулирующий орган, состоящий из а основных и k резервных вольтодобавочных ячеек, .каждая из которых содержит трансформатор на выходе, а по входу подключена к устройству управления, соединен ному с выхо40 дом стабилизатора, выходные выпрямитель и фильтр, отличающийся тем, что, с целью новышвния надежности, магнитопроводы трансформаторов,всех ячеек охвачены общей обмоткой, средний вывод которой соединен со

45 входным зажимом, а .крайние выводы через диоды выпрямителя подключены к выходному зажиму.

50 Источники информации принятые во внимание при экспертизе: (1) Авт.,св. № 148116, .кл. G 05f 1/56, 1960. (2) Авт. св. № 29130, кл. G 05f 1/14, 1969.

526865

Составитель В. Широков

Техред В. Рыбакова

Редактор В. Левитов

Корректор Л. Котова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2199/2 Изд. ¹o 1578 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5