CS231856B1 - Stabilizer of alternating voltage - Google Patents
Stabilizer of alternating voltage Download PDFInfo
- Publication number
- CS231856B1 CS231856B1 CS831944A CS194483A CS231856B1 CS 231856 B1 CS231856 B1 CS 231856B1 CS 831944 A CS831944 A CS 831944A CS 194483 A CS194483 A CS 194483A CS 231856 B1 CS231856 B1 CS 231856B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- input
- voltage
- power
- terminal
- output
- Prior art date
Links
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 title claims description 16
- 230000004224 protection Effects 0.000 claims description 13
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 10
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 8
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 3
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Description
(54) Stabilizátor střídavého napětí(54) AC voltage stabilizer
Vynález se týká stabilizátoru střídavého napětí s výkonovým členem, tvořeného paralelně spojenými komplementárními výkonovými jednotkami.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an AC voltage stabilizer with a power member comprising parallel coupled complementary power units.
Účelem vynálezu je dosažení velmi malého zkreslení výstupního napětí jak pro činnou tak i pro indukční zátěž.The purpose of the invention is to achieve very low output voltage distortion for both active and inductive loads.
Podstata vynálezu spočívá v tom, že mezi báze výkonových jednotek /1, 2/ jsou zapojeny pracovní odpory /3 až 6/, jejichž střední uzel je napojen přes zesilovač /8/ regulační odchylky na výstup měřicí jednotky /17/.The principle of the invention consists in that working resistors (3 to 6) are connected between the bases of power units (1, 2), whose central node is connected via an amplifier (8) to the output of the measuring unit (17).
Ke dvěma prostředním pracovním odporům /4, 5/ je připojen zdroj /7/ stejnosměrného napětí. Mezi báze a emitory výkonových jednotek /1, 2/ jsou vřazeny bloky /9, 10/ proudového omezení, k nimž je přes bloky /15, 16/ napětové ochrany jeden vývod stejnosměrného zdroje /11, 12/ napětí s druhými vývody připojenými ke kolektorům výkonových jednotek /1, 2/. Společné vstupní svorky stejnosměrných zdrojů /11, 12/ napětí jsou spojeny s prvním a řídicím vstupem měřicí jednotky /17/, jejíž druhý vstup je přes sekundární vinutí oddělovacího transformátoru /20/, ochranné diody /13, 14/ a omezovači odpory /22, 23/ připojen k blokům /9, 10/ proudového omezení.A DC voltage source (7) is connected to the two intermediate working resistors (4, 5). Between the bases and the emitters of the power units (1, 2) there are current limiting blocks (9, 10), to which there is one DC power supply (11, 12) with the other terminals connected to collectors via voltage protection blocks (15, 16). power units (1, 2). Common input terminals of DC power supplies (11, 12) are connected to the first and control inputs of the measuring unit (17), the second input of which is via the secondary winding of the isolation transformer (20), protective diodes (13, 14) and limiting resistors (22). 23 / connected to current limiting blocks (9, 10).
SWITH
Vynález se týká zapojení stabilizátoru střídavého napětí, určeného zejména pro měřicí a kontrolní přístroje, napájení světelných zdrojů nebo jiných spotřebičů a zařízení vyžadujících stálé napětí při jejich proměřování a nezkreslený tvar sinusového průběhu.BACKGROUND OF THE INVENTION The invention relates to the connection of an AC voltage stabilizer, particularly for measuring and controlling instruments, to the supply of light sources or other appliances and devices requiring constant voltage when measuring them, and to the undistorted shape of the sine wave.
. Na mnoha měřicích pracovištích je nutno stabilizovat napájecí sítové napětí pro dosaženi vyšší přesnosti měření sledovaných fyzikálních veličin. Používané tyristorové stabilizátory se dvěma antiparalelně zapojenými tyristory stabilizují střídavé napětí s přesností - 0,5 %.. In many measuring workplaces it is necessary to stabilize the supply mains voltage in order to achieve higher accuracy of measurements of the monitored physical quantities. The used thyristor stabilizers with two antiparallel connected thyristors stabilize the AC voltage with an accuracy of - 0.5%.
Zkreslení tohoto napětí závisí na charakteru zátěže a pohybuje se okolo 3 až 4 %. Je vždy větší než zkreslení sítového napětí, které v průmyslových centrech bývá značné. Tyto stabilizátory se rovněž nehodí pro indukční zátěž s cos fí -<0,7.The distortion of this voltage depends on the nature of the load and is around 3 to 4%. It is always greater than the distortion of the mains voltage, which is significant in industrial centers. These stabilizers are also not suitable for inductive loads with cos phi - <0.7.
Podobné vlastnosti mají i dříve vyráběné stabilizátory s transduktorem, k nimž se přiřazuje ještě větší hmotnost těchto stabilizátorů. Střídavé stabilizátory, mající na místě výkonové jednotky tranzistory zapojené v sérii se zátěží, jsou vhodné pro použití vyžadující menší zkreslení sinusového výstupního napětí.Similarly, the previously produced transducer stabilizers have similar properties, to which an even greater weight is added. AC stabilizers, having in place power units transistors connected in series with a load, are suitable for applications requiring less distortion of the sinusoidal output voltage.
**
Je však třeba je jistit nejen proti proudovému, ale i proti napěťovému přetížení výkonových tranzistorů, což se provádí paralelním připojením zenerovy diody k tranzistoru. Toto uspořádání je však pro tranzistor nevýhodné, protože po,celou dobu funkce ochrany je na tranzistoru mezní napětí a při odebíraném proudu pak může dojít k výkonovému zničení tranzistoru.However, they need to be protected not only against current but also against voltage overload of the power transistors, which is done by connecting the zener diode in parallel to the transistor. This arrangement, however, is disadvantageous for the transistor because, for the entire duration of the protection function, a transient voltage is present on the transistor and the transistor can be destroyed in power when the current is drawn.
Rovněž řídicí napětí výkonových členů, které je získáváno porovnáváním části výstupního napětí s napětím referenčního sinusového průběhu, je přiváděno k výkonovému členu přes oddělovací transformátor, jehož přenosové vlastnosti neumožňují plně využít regulačních schopností tranzistorů.Also, the control voltage of the power members, which is obtained by comparing a portion of the output voltage to the reference sine wave voltage, is fed to the power member through a decoupling transformer whose transmission characteristics do not allow full utilization of the transistors' control capabilities.
Použití těchto stabilizátorů se dále omezuje na zátěž mající > cos fí i 1, jinak dochází k značnému zkreslení výstupního sinusového průběhu.The use of these stabilizers is further limited to a load having a cos phi, otherwise the output sinusoidal waveform is greatly distorted.
Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení stabilizátoru střídavého napětí, tvořené dvěma paralelně zapojenými komplementárními výkonovými jednotkami, jež sestávají alespoň z jednoho tranzistoru v zapojení se společným kolektorem, spojenými do série se sekundárním vinutím oddělovacího transformátoru, podle vynálezu.These disadvantages are overcome by the connection of an AC voltage stabilizer consisting of two parallel connected complementary power units, which consist of at least one transistor in common-collector connection connected in series with the secondary winding of the isolation transformer according to the invention.
Jeho podstata spočívá v tom, že mezi báze výkonových jednotek jsou zapojeny čtyři pracovní odpory, jejichž střední uzel je napojen na výstup zesilovače regulační odchylky a paralelně ke dvěma prostředním pracovním odporům je připojen zdroj stejnosměrného napětí.Its essence is that four operating resistors are connected between the power unit bases, whose central node is connected to the output of the control deviation amplifier and a DC voltage source is connected in parallel to the two intermediate working resistors.
Mezi bázi a emitor každé výkonové jednotky je připojen blok proudového omezení, na jehož vstup je připojena ochranná dioda v sérii s omezovacím odporem. Omezovači odpory jsou napojeny na jeden vývod sekundárního vinutí oddělovacího transformátoru, jehož druhý vývod je spojen s druhým vstupem měřicí jednotky.A current limiting block is connected between the base and the emitter of each power unit to which a protective diode is connected in series with a limiting resistor. The limiting resistors are connected to one terminal of the secondary winding of the isolation transformer, the other terminal of which is connected to the second input of the measuring unit.
První vstup měřicí jednotky je propojen s první společnou vstupní svorkou stejnosměrných zdrojů napětí a druhá společná vstupní svorka stejnosměrných zdrojů napětí je spojena s řídicím vstupem měřicí jednotky.The first input of the measuring unit is connected to the first common DC input terminal and the second common DC input terminal is connected to the control input of the measuring unit.
Její výstup je spojen se vstupem zesilovače regulační odchylky. Kladný vývod prvního stejnosměrného zdroje napětí je připojen ke kolektoru výkonové jednotky typu NPN a jeho záporný vývod je prostřednictvím prvního bloku napěťové ochrany připojen na vstup prvního bloku proudového omezení. Záporný vývod druhého stejnosměrného zdroje napětí je připojen ke kolektoru výkonové jednotky typu PNP a jeho kladný vývod je prostřednictvím druhého bloku napěťové ochrany připojen na vstup druhého bloku proudového omezení.Its output is connected to the input of the control deviation amplifier. The positive terminal of the first DC voltage source is connected to the collector of the NPN power unit and its negative terminal is connected to the input of the first current limiting block by means of the first voltage protection block. The negative terminal of the second DC voltage source is connected to the collector of the PNP power unit and its positive terminal is connected to the input of the second current limitation block via the second voltage protection block.
Hlavní předností zapojení podle vynálezu je dosažení stejné přesnosti stabilizace,The main advantage of the connection according to the invention is to achieve the same stabilization accuracy,
S jakou je vytvářeno referenční sinusové napětí nezávisející na odebíraném proudu a dosažení velmi malého zkreslení výstupního stabilizovaného napětí, a to jak pro činnou, tak pro indukční zátěž. Výkonové tranzistory regulační jednotky jsou chráněny proti proudovému i proti napěEovému přetížení způsobem, který zabraňuje jejich výkonovému přetížení v době působení napěEové ochrany.With which a reference sinusoidal voltage independent of the current drawn and a very small distortion of the output stabilized voltage is generated, both for active and inductive load. The power transistors of the control unit are protected against current and voltage overload in a way that prevents their power overload during the voltage protection operation.
Vynález je blíže objasněn na příkladu provedení pomocí přiloženého výkresu.The invention is illustrated in more detail by way of example with reference to the accompanying drawing.
Stabilizátor podle vynálezu je tvořen dvěma paralelně zapojenými komplementárními výkonovými jednotkami χ, χ, spojenými do série se sekundárním vinutím oddělovacího transformátoru 20.The stabilizer according to the invention consists of two parallel connected complementary power units χ, χ connected in series with the secondary winding of the isolation transformer 20.
Výkonové jednotky χ, χ sestávají z výkonových tranzistorů v zapojení se společným kolektorem, případně jsou tvořeny více tranzistory v Darlingtonově zapojení. Mezi bází výkonové jednotky χ typu NPN a bází výkonové jednotky 2 typu PNP jsou v sérii zapojeny čtyři pracovní odpory χ až χ, jejichž střední uzel je napojen na výstup zesilovače £ regulační odchylky.Power units χ, χ consist of power transistors in connection with a common collector, or they consist of several transistors in Darlington connection. Between the NPN-type power unit base and the PNP-type power unit base 2, four operating resistors χ to χ are connected in series, the central node of which is connected to the output of the control deviation amplifier 8.
Paralelně ke dvěma prostředním pracovním odporům £, χ je zapojen zdroj χ stejnosměrného napětí. Mezi emitorem a bází obou výkonových jednotek χ, 2_ je zapojen blok 9_, 10 proudového omezení a oba jsou přes ochranné diody £3, 14 v sérii s omezovacími odpory 22, 23 a proudový jističi prvek 21 připojeny na jeden vývod sekundárního vinutí oddělovacího transformátoru 20.A parallel voltage source χ is connected in parallel to the two intermediate operating resistors,, χ. A current limiting block 9, 10 is connected between the emitter and the base of the two power units, and are both connected in series with the limiting resistors 22, 23 and the circuit breaker 21 to one terminal of the secondary winding of the isolation transformer 20 .
Jeho druhý vývod je napojen na druhý vstup měřicí jednotky 17 a současně tvoří jednu výstupní svorku 19 stabilizátoru. Druhou výstupní svorku tvoří druhá společná vstupní svorka 18 stejnosměrných zdrojů 11, 12, která je spojena s prvním vstupem měřicí jednotky 17.Its second outlet is connected to the second input of the measuring unit 17 and at the same time forms one output terminal 19 of the stabilizer. The second output terminal is a second common input terminal 18 of the DC power sources 11, 12, which is connected to the first input of the measuring unit 17.
Její řídicí vstup je spojen s první společnou vstupní svorkou 2 4 stejnosměrných zdrojů 11, 12 napětí. Kolektor výkonové jednotky χ typu NPN je spojen s kladným vývodem stejnosměrného zdroje 11 napětí a kolektor výkonové jednotky 2 typu PNP je spojen se záporným vývodem stejnosměrného zdroje 12 napětí.Its control input is connected to the first common input terminal 24 of the DC power sources 11, 12. The NPN-type power unit collector is connected to the positive terminal of the DC voltage source 11 and the PNP-type power unit collector 2 is connected to the negative terminal of the DC voltage source 12.
Druhé vývody stejnosměrných drojů 11, 12 napětí jsou prostřednictvím bloků 15, 16 napěEové ochrany připojeny na vstup bloků χ, 10 proudového omezení. Výstup měřicí jednotky 17 je připojen na vstup zesilovače χ regulační odchylky.The second terminals of the DC voltage sources 11, 12 are connected via the voltage protection blocks 15, 16 to the input of the current limiting blocks 10, 10. The output of the measuring unit 17 is connected to the amplifier input χ of the control deviation.
Zapojení podle vynálezu pracuje tak, že v obvodu měřicí jednotky 17 vzniká referenční sinusové napětí, které je ve fázi s napětím na první společné vstupní svorce 24, o velikosti jednotek voltů se zanedbatelným zkreslením sinusového průběhu a s velkou stabilitou amplitudy.The circuit according to the invention operates in such a way that a sinusoidal reference voltage is generated in the circuit of the measuring unit 17, which is in phase with the voltage at the first common input terminal 24, of volt size with negligible sine wave distortion and high amplitude stability.
Toto referenční napětí je porovnáváno s částí výstupního napětí a vzniklá regulační odchylka je zesílena v zesilovači χ regulační odchylky až na napětí desítek voltů a přivedena k bázím výkonových jednotek χ, χ přes pracovní odpory 3, 4 a 5, χ. Tranzistory těchto výkonových jednotek χ, 2_ pracují v zapojení se společným kolektorem.This reference voltage is compared to a portion of the output voltage and the resulting control deviation is amplified in the amplifier χ control deviation up to the voltage of tens of volts and brought to the bases of power units χ, χ through the working resistances 3, 4 and 5, χ. The transistors of these power units χ, 2 operate in connection with a common collector.
Pomocné vinutí oddělovacího transformátoru 20 napájí prostřednictvím společných vstupních svorek dva jednocestné usměrňovače, které tvoří první a druhý stejnosměrný zdroj ll, napětí.The auxiliary winding of the isolation transformer 20 supplies two one-way rectifiers, which form the first and second DC power supplies 11, via common input terminals.
Mezi druhou společnou vstupní svorkou 18 s nulovým potenciálem a kolektory výkonových jednotek χ, 2_ jsou pak vřazeny tyto dva stejnosměrné zdroje 11, 12 napětí, to znamená, že při nulové regulační odchylce je na výkonové jednotce χ typu NPN napětí prvního stejnosměrného zdroje χχ a na výkonové jednotce χ typu PNP napětí druhého stejnosměrného zdroje 12.These two DC voltage sources 11, 12 are then connected between the second common zero terminal 18 and the collectors of the power units χ, 2, i.e., at zero control deviation, the NPN power unit χ is the voltage of the first DC power source χχ. power unit χ type PNP voltage of second DC power supply 12.
Obě napětí jsou stejně velká, opačně orientovaná. Dojde-li ke snížení napětí na sekundárním vinutí transformátoru 20, způsobí regulační odchylka větší otevření tranzistorů obou výkonových jednotek g, £, a tím se napětí na výstupních svorkách stabilizátoru zvětší.Both voltages are equally large, inversely oriented. If the voltage at the secondary winding of the transformer 20 decreases, the control deviation causes a greater opening of the transistors of the two power units g, δ, thereby increasing the voltage at the output terminals of the stabilizer.
Opačně při zvýšení sítového napětí dojde k většímu přivírání výkonových jednotek 1, 2, čímž je výstupní napětí na konstantní úrovni. Dosáhne-li napětí na výkonové jednotce 1 nebo 2 pro tranzistory mezní dovolené velikosti, dojde k sepnutí prvního nebo druhého bloku 15, 16 napětové ochrany tvořeného tyristorem.Conversely, when the line voltage is increased, the power units 1, 2 become more pinched, leaving the output voltage at a constant level. When the voltage at the power unit 1 or 2 for the transistors reaches the limit, the first or second thyristor voltage protection blocks 15, 16 are switched on.
Zenerovy diody zapojené mezi anody a řídicí elektrody těchto tyristorů mají Zenerovo napětí rovnající se dovolenému napětí tranzistorů výkonových jednotek 1, 2 zmenšené o napětí stejnosměrných zdrojů 11, 12 napětí.The zener diodes connected between the anodes and the control electrodes of these thyristors have a Zener voltage equal to the permissible voltage of the transistors of the power units 1,2 reduced by the voltage of the DC power sources 11, 12.
K takovémuto sepnutí bloků 15, 16 napěťové ochrany dojde i v tom případě, zvětší-li se proud zátěží nad proud dovolený bloky 9_, 10 proudového omezení. Ty způsobí přivření tranzistorů výkonových jednotek g, g, což má za následek sepnutí bloků 15, 16 napěťové ochrany, které tak převezmou tento pro tranzistory nedovolený proud.The voltage protection blocks 15, 16 are also switched on even if the load current increases above the current allowed by the current limiting blocks 9, 10. These cause the transistors of the power units g, g to close, resulting in the switching of the voltage protection blocks 15, 16, which thus assume the current for the transistors that is not allowed.
Uvedená kombinace proudových a napěťových ochran zajišťuje odolnost stabilizátoru i proti zkratu na výstupních svorkách stabilizátoru. V tomto případě je proudová špička omezena na hodnotu dovolenou pro tyristory bloků 15, 16 napěťových ochran omezovacími odpory 22, 23 a zkratovaný obvod sekundárního vinutí transformátoru 20 je rozpojen proudovým jistioím prvkem 21, například jističem vedení. Ochranné diody gg, 14 slouží k ochraně emitorových přechodů výkonových jednotek g, g.This combination of current and voltage protections ensures the resistance of the stabilizer even against short circuits at the output terminals of the stabilizer. In this case, the current peak is limited to the allowed value for the thyristors of the voltage protection blocks 15, 16 by the limiting resistors 22, 23 and the short circuit of the transformer secondary winding 20 is disconnected by a current circuit breaker 21, for example a line circuit breaker. The protection diodes gg, 14 serve to protect the emitter transitions of the power units g, g.
Zdroj g malého stejnosměrného napětí slouží k potlačení zkreslení výstupního napětí, které by jinak vznikalo při přebírání proudu z jedné výkonové jednotky do druhé. Toto napětí je přivedeno mezi báze a emitory výkonových jednotek g, g v takové polaritě, aby se snížilo napětí potřebné k pootevření tranzistorů těchto výkonových jednotek g, g, zvláště jsou-li tvořeny více tranzistory v Darlingtonově zapojení.The low DC voltage source g serves to suppress the output voltage distortion that would otherwise occur when taking current from one power unit to another. This voltage is applied between the bases and the emitters of power units g, g in polarity so as to reduce the voltage needed to open the transistors of these power units g, g, especially when multiple transistors are formed in a Darlington circuit.
PŘEDMfiT VYNÁLEZUOBJECT OF THE INVENTION
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS831944A CS231856B1 (en) | 1983-03-22 | 1983-03-22 | Stabilizer of alternating voltage |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS831944A CS231856B1 (en) | 1983-03-22 | 1983-03-22 | Stabilizer of alternating voltage |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS194483A1 CS194483A1 (en) | 1984-05-14 |
| CS231856B1 true CS231856B1 (en) | 1984-12-14 |
Family
ID=5355093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS831944A CS231856B1 (en) | 1983-03-22 | 1983-03-22 | Stabilizer of alternating voltage |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS231856B1 (en) |
-
1983
- 1983-03-22 CS CS831944A patent/CS231856B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS194483A1 (en) | 1984-05-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR900013700A (en) | Power supply circuit | |
| US3602796A (en) | Transistorized voltage regulator,particularly for automotive use | |
| JP2664678B2 (en) | Power supply circuit | |
| JPH0356023A (en) | Current feeder with direct current voltage monitoring circuit | |
| US3351865A (en) | Operational amplifier | |
| JPH027714A (en) | Protection device for elements during abnormal current | |
| US3328664A (en) | Transistor reverse current protective circuit | |
| US2985772A (en) | Switching circuit | |
| GB2045565A (en) | Protecting amplifier load against accidental short-circuits | |
| JPH03135216A (en) | Improved zero voltage changeover type ac relay circuit | |
| US3070759A (en) | Regulated power inverter | |
| US3152299A (en) | Transistorized power control circuits | |
| US5606481A (en) | Overvoltage protection for battery powered equipment | |
| JP2001168652A (en) | Protection circuit and semiconductor device having protection circuit | |
| JPH0431613Y2 (en) | ||
| US3056043A (en) | Gate having voltage divider shunting series emitter-collector paths and individual base-bias level setting means equalizing transistor leakage currents | |
| SU1707603A1 (en) | Alternating voltage stabilizer | |
| KR0128033B1 (en) | Multi-channel amplifier output control circuit | |
| SU1372304A1 (en) | Bipolar supply source | |
| SU1164681A1 (en) | Stabilizer of bipolar voltage with protection | |
| SU650064A1 (en) | Continuous-action dc voltage stabilizer | |
| SU860024A1 (en) | Dc voltage stabilizer | |
| JPH0637452Y2 (en) | Input protection circuit for current-voltage converter | |
| SU754647A1 (en) | POWER AMPLIFIER 1 | |
| RU1774319C (en) | Stabilized power supply |