РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Полезная модель относится к области полупроводниковой преобразовательной техники и может быть использована для получения регулируемого и стабилизированного трехфазного переменного напряжения, причем качество входного и выходного токов остается высоким. Такой регулятор может быть использован как стабилизатор трехфазного переменного напряжения, устройство повышения переменного напряжения, регулируемый источник стабильного переменного напряжения.
Известен регулятор напряжения (Peng F. Z., Chen L., Zhang F. Simple topologies of PWM AC-AC converters //IEEE power electronics letters. - 2003. - Т. 1. - №. 1. - P. 10-13.), содержащий в каждой фазе последовательно включенный трансформатор, к первичной обмотке которого подключен входной источник напряжения и ключ переменного тока, а к вторичной обмотке трансформатора подключена нагрузка и второй ключ переменного тока, кроме того, параллельно нагрузке подключен конденсатор. Ключ представлен в виде параллельного соединения выхода трехфазного выпрямительного моста и транзистора.
Однако указанный регулятор имеет недостаток - отсутствие возможности управлять фазами независимо друг от друга в случае несимметричной нагрузки.
Кроме того, известен регулятор напряжения (Luo F. L., Ye H. Research on dc-modulated power factor correction ac/ac converters //IECON 2007-33rd Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society. - IEEE, 2007. - С. 1478-1483.), взятый за прототип, содержащий два ключа переменного тока, первый из которых подключен последовательно к первому LC-контуру, а второй ключ подключен параллельно второму LC-контуру, ключи управляются на высокой частоте и работают по принципу ведущий и ведомый.
Однако этот регулятор имеет недостаток в виде зависимости входного коэффициента мощности от нагрузки и не имеет гальванической развязки.
Задачей (техническим результатом) предлагаемой полезной модели является обеспечение единичного входного коэффициента мощности во всем диапазоне регулирования выходного напряжения и наличие гальванической развязки входа и выхода.
Поставленная задача достигается тем, что в регулятор напряжения, содержащий первый LC-контур, соединенный через первый ключ переменного тока, к выходу которого подключен второй ключ переменного тока, управляемые на высокой частоте сигналами управления, получаемыми с выхода системы управления, состоящей из блока задания, блока опорного сигнала и блока сравнения и второй LC-контур, параллельно к которому подключена нагрузка, введен трансформатор, параллельно первичной обмотке которого подключен первый ключ переменного тока, введен блок, осуществляющий селектирование импульсов управления по полуволнам тока нагрузки, и блок формирования импульсов управления ключами, к которым подключены накопительные конденсаторы первого и второго LC-контура, а к вторичной обмотке подключены параллельно фильтрующий реактор и конденсатор, параллельно которым подключена нагрузка.
На фиг. 1 представлена схема предлагаемого регулятора напряжения. На фиг. 2 приведены временные диаграммы токов и напряжений регулятора.
Предлагаемый регулятор по схеме фиг. 1 содержит LC-контур, состоящий из источника напряжения 1, датчика тока 2, накопительного реактора 3 первого LC-контура, соединенного с источником 1 одним концом и ключом переменного тока 4 с другой, к которому подключен первый накопительный конденсатор 5 первого LC-контура, соединенный с первичной обмоткой трансформатора 6, а вторичная обмотка трансформатора подключена ко второму накопительному конденсатору 7 второго LC-контура, который соединен со вторым ключом переменного тока 8 и фильтровым реактором второго LC-контура 9 и фильтрового конденсатора 10, параллельно которому подключена нагрузка 11. Управление регулятором и формирование входного тока, синфазного напряжению, осуществляется в блоке управления 12, сигнал с датчика тока 2 подается на блок сумматора 13, где происходит его вычитание из синусоидального сигнала задания 14, затем происходит сравнение с высокочастотным  пилообразным опорным сигналом 15 в блоке сравнения 16, после чего сигнал, с выхода которого подается на формирователь импульсов управления 17 ключами 4 и 8, формируя требуемый входной ток, обеспечивающий единичный входной коэффициент мощности, единичный меандровый сигнал с блока 18 осуществляет селектирование импульсов управления  по полуволнам тока нагрузки.
Регулятор (фиг. 1) работает следующим образом. Высокочастотные импульсы, подаваемые на транзисторы 4 и 8, поочередно включают их, тем самым подключая и отключая накопительные реактор 3 и конденсаторы 5 и 7, тогда как трансформатор 6 осуществляет гальваническую развязку нагрузки, а фильтрующие реактор 9 и конденсатор 10 сглаживают кривые напряжения и тока нагрузки 11. Требуемый входной ток снимается с датчика тока 2, подается на блок сумматора 13, где происходит его вычитание из синусоидального сигнала задания 14, затем происходит сравнение с высокочастотным пилообразным опорным сигналом 15 в блоке сравнения 16, после чего сигнал, с выхода которого подается на формирователь импульсов управления 17, тем самым, обеспечивая единичный входной коэффициент мощности.
На фиг. 2 приведены временные диаграммы токов и напряжений регулятора на выходе, фиг. 2а и на входе регулятора, фиг. 2б.
Таким образом, обеспечивается единичный коэффициент мощности во всем диапазоне регулирования выходного напряжения за счет структуры управления и гальваническая изоляция между сетью и нагрузкой за счет введения высокочастотного трансформатора.