Стабілізатор постійної напруги

Реферат: UA 95618 U UA 95618 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області електротехніки і може бути використана в напівпровідникових перетворювачах електроенергії, до яких висуваються вимоги забезпечення високого рівня струму навантаження та його рівномірного розподілу між окремими стабілізованими вихідними каналами при їх паралельній роботі. Відома багатоканальна система електроживлення (див. Патент СРСР №1797729 "Многоканальная система питания с равномерным токораспределением". Хруслов Л.Л., Яськив В.И. Опубл. в БИ № 7, 1993), яка містить нерегульований високочастотний транзисторний інвертор з силовим високочастотним трансформатором, N ідентичних імпульсних стабілізованих вихідних каналів, ввімкнених на спільне навантаження, кожен з яких містить керовані дроселі насичення, випрямні діоди, ввімкнені по двотактній схемі з середньою точкою, вихідний фільтр, вузол порівняння, підсилювач постійного струму, розмагнічуючі діоди. Однак, в запропонованій системі електроживлення для забезпечення рівномірності розподілу струму навантаження між окремими стабілізаторами постійної напруги виникає необхідність підбору магнітопроводів керованих дроселів насичення за їх основними характеристиками - коефіцієнтом прямокутності та рівнем індукції насичення. Крім того, має місце дублювання однакових функціональних вузлів - підсилювачів постійного струму та розмагнічуючих діодів. В основу корисної моделі поставлено задачу побудови стабілізатора постійної напруги за рахунок використання стабілізатора постійної напруги, що містить нерегульований високочастотний транзисторний інвертор з силовим високочастотним трансформатором, N вторинних обмоток якого виконані з середньою точкою, N ідентичних імпульсних стабілізованих вихідних каналів, ввімкнених на спільне навантаження, кожен з яких містить керовані дроселі насичення, випрямні діоди, ввімкнені по двотактній схемі з середньою точкою, вихідний фільтр, вузол порівняння, підсилювач постійного струму, розмагнічуючі діоди, причому, обмотки керованих дроселів насичення одного плеча випрямних діодів всіх стабілізованих вихідних каналів, ввімкнених на спільне навантаження, розміщені на спільному осерді, а підсилювач постійного струму і розмагнічуючі діоди є спільними для всіх стабілізованих вихідних каналів. На графічному зображенні представлена схема стабілізатора постійної напруги. Стабілізатор постійної напруги містить нерегульований високочастотний транзисторний інвертор 1, до виходу якого під'єднана первинна обмотка 2 силового високочастотного трансформатора 3. Кількість вторинних обмоток трансформатора 3 рівна числу N стабілізованих вихідних каналів. Кожна з вторинних обмоток трансформатора 3 виконана з середньою точкою, що утворює дві півобмотки 4, 5. В кожному вихідному каналі до півобмоток 4, 5 через обмотки керованих дроселів насичення 6, 7, які розміщені на спільному осерді для кожного плеча всіх вихідних каналів, під'єднані випрямні діоди 8, 9, ввімкнені по двотактній схемі з середньою точкою. Розмагнічуючі діоди 10, 11, спільні для всіх стабілізуючих вихідних каналів, катодом під'єднані до спільної точки керованих дроселів насичення 6, 7 і випрямних діодів 8, 9. Аноди розмагнічуючих діодів 10,11 під'єднані до виходу підсилювача постійного струму 12, також спільного для всіх стабілізуючих вихідних каналів. Середня точка півобмоток 4, 5 силового високочастотного трансформатора 3 і катоди випрямних діодів 8, 9 під'єднані відповідно до вихідних фільтрів 13 кожного каналу. Вхід підсилювача постійного струму 12 під'єднаний до виходу вузла порівняння 14. Вхід вузла порівняння 14 з'єднаний з вихідними клемами 15, 16, до яких під'єднується спільне навантаження 17. Виходи вихідних фільтрів 13 з'єднані з вихідними клемами системи 15, 16. Стабілізатор постійної напруги з високим рівнем струму навантаження працює наступним чином: у півперіод керування до обмоток керованого дроселя насичення 6 прикладена від'ємна напруга. В цей проміжок часу випрямні діоди 8 закриті, розмагнічуючий діод 10 відкритий і створюється коло для протікання струму через вузол порівняння 14, підсилювач постійного струму 12, розмагнічуючий діод 10, обмотку керованого дроселя насичення 6, півобмотку 4 силового високочастотного трансформатора 3 і навантаження 17. Під дією цього струму (функція сигналу похибки розузгодження вихідної постійної напруги з напругою уставки і зміни напруги на вторинній обмотці силового трансформатора - зміни напруги первинної мережі) відбувається розмагнічення матеріалу магнітопроводу високочастотного магнітного підсилювача від рівня індукції насичення Bs до якогось рівня індукції В,. Глибина розмагнічення регулюється дією цього стабілізуючого від'ємного зворотного зв'язку. При зміні полярності вхідної напруги перемагнічування дроселя насичення 6 почнеться із запам'ятованого рівня індукції В|. Коли для керованого дроселя насичення 6 має місце півперіод керування, для керованого дроселя насичення 7 має місце інший режим - робочий півперіод. В цей проміжок часу розмагнічуючий діод 11 закритий, випрямні діоди 9 відкриті і півобмотки 5 силового високочастотного трансформатора 3 через обмотки керованого дроселя насичення 7, випрямні 1 UA 95618 U 5 10 15 20 25 діоди 9 і фільтр 13 під'єднуються до навантаження 17. Робочий півперіод складається з двох етапів. На першому етапі відбувається перемагнічування дроселя насичення 7 від якогось запам'ятованого значення індукції В2 до індукції насичення BS. Час цього перемагнічування є значно менший, ніж час розмагнічування у півперіод керування за рахунок відсутності обмеження швидкості перемагнічування (опір навантаження на порядки менший за опір керування). Тому насичення керованого дроселя насичення 7 досягається в межах півперіоду частоти вхідної змінної високочастотної напруги. Після досягнення насичення керований дросель насичення 7 має практично нульовий опір і струм в колі визначається опором навантаження (другий етап). Змінюючи глибину розмагнічення в керованих дроселях насичення від +BS до -BS в півперіод керування, отримуємо широтно-імпульсну модуляцію в межах півперіоду високої частоти комутації в робочий півперіод. Так забезпечується стабілізація вихідної постійної напруги при зміні струму навантаження в усьому діапазоні. Оскільки обмотки керованого дроселя насичення 6 (7) розміщені на спільному осерді і вторинні півобмотки 4 (5) належать силовому високочастотному трансформатору 3, момент насичення керованого дроселя насичення 6 (7) для всіх каналів стабілізатора напруги наступає одночасно. Спільна частота комутації для всіх стабілізованих вихідних каналів стабілізатора постійної напруги, рівність вольт-секундних площ вторинних півобмоток 4 (5) силового високочастотного трансформатора 3, одночасний момент досягнення насичення керованого дроселя насичення 6 (7), спільного для всіх стабілізованих вихідних каналів, забезпечують рівномірний розподіл струму навантаження між окремими вихідними каналами стабілізатора постійної напруги. Таким чином, в запропонованому стабілізаторі постійної напруги з високим рівнем струму навантаження досягнуто забезпечення рівномірного розподілу струму навантаження в усьому діапазоні його зміни між окремими стабілізованими вихідними каналами, ввімкненими на спільне навантаження, за рахунок того, що обмотки керованих дроселів насичення одного плеча випрямних діодів всіх стабілізованих вихідних каналів, ввімкнених на спільне навантаження, розміщені на спільному осерді, а підсилювач постійного струму і розмагнічуючі діоди є спільними для всіх стабілізованих вихідних каналів. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 Стабілізатор постійної напруги, що містить нерегульований високочастотний транзисторний інвертор з силовим високочастотним трансформатором, N вторинних обмоток якого виконані з середньою точкою, N ідентичних імпульсних стабілізованих вихідних каналів, ввімкнених на спільне навантаження, кожен з яких містить керовані дроселі насичення, випрямні діоди, ввімкнені по двотактній схемі з середньою точкою, вихідний фільтр, вузол порівняння, підсилювач постійного струму, розмагнічуючі діоди, який відрізняється тим, що обмотки керованих дроселів насичення одного плеча випрямних діодів всіх стабілізованих вихідних каналів, ввімкнених на спільне навантаження, розміщені на спільному осерді, а підсилювач постійного струму і розмагнічуючі діоди є спільними для всіх стабілізованих вихідних каналів. 2 UA 95618 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3