Стабилизатор напряжения тока

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при питании динамических нагрузок. Цель - улучшение динамических характеристик и повышение надежности путем исключения бросков тока и напряжения на выходе при изменении режима стабилизации из-за скачкообразного изменения нагрузки. Устройство содержит регулирующий орган 1 с датчиком 8 тока в силовой цепи, датчик 10 напряжения, усилители 4 и 5 сигнала рассогласования и узлы 12 и 13 слежения. Узлы 12 и 13 обеспечивают быстрый переход устройства из одного режима в другой. Это исключает выбросы напряжения и тока при скачкообразном изменении нагрузки.2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

17ОО712 А1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО изОБРетениям и ОткРытиям

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCKQIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4669479/07 (22) 30.03.89 (46) 23.12.91. Бюл. М 47 (71) Научно-исследовательский, проектноконструкторский и технологический институт силовой полупроводниковой техники (72) Г.М.Минаев и Н.А.Артаев (53) 621.316.722. 1(088,8) (56) Бондаренко Н.Н, и др. Низковольтные преобразователи для гальванотехники и электрохимических станков, М.: Энергоатомиэдат, 1987, с.134 — 135.

Авторское свидетельство СССР

М 1328897, кл. Н 02 М 3/335, 1986.

Изобретение относится к электротехни-.. ке и может использоваться при питании динамических нагрузок, критичных к перенапряжениям и броскам тока.

Целью изобретения является улучшение динамических характеритик и повышение надежности путем исключения г бросков тока и напряжения на выходе при изменении режима стабилизации из-за скачкообразного изменения нагрузки.

На фиг.1 представлена функциональная схема стабилизатора напряжения и тока; на фиг.2 — принципиальные схемы узлов слежения и узла выбора режима.

Стабилизатор напряжения и тока содержит регулирующий орган 1, вход которого подключен к первичному источнику 2 тока, а выход — к нагрузке 3, усилитель 4 сигнала рассогласования по току и усилитель 5 сигнала рассогласования по напряжению, (sl)s Н 02 М 3/335, G 05 F 1/56

{54) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при питании динамических нагрузок. Цель — улучшение динамических характеристик и повышение надежности путем исключения бросков тока и напряжения на выходе при изменении режима стабилизации из-за скачко бразного изменения нагрузки. Устройство содержит регулирующий орган 1 с датчиком 8 тока в силовой цепи, датчик 10 напряжения, усилители 4 и 5 сигнала рассогласования и узлы

12 и 13 слежения. Узлы 12 и 13 обеспечивают быстрый переход устройства иэ одного режима в другой. Эта исключает выбросы напряжения и тока при скачкообразном изменении нагрузки. 2 ил. входная цепь первого из которых через первый вспомогательный делитель 6 подключена к выходу источника 7 опорного напряжения и к выходу датчика 8 тока, а входная цепь усилителя 5 сигнала рассогласования по напряжению через второй вспомогательный делитель 9 подключена к выходу источника 7 опорного напряжения и к выходу датчика 10 напряжения, входом подключенного к выходу стабилизатора напряжения и тока, узел 11 выбора режима, например, в виде двух разделительных диодов, первым входом подключенный к выходу усилителя 4 сигнала рассогласования по току, вторым входом подключенный к выходу усилителя 5 сигнала рассогласования по напряжению, а выходом — к управляющему входу регулирующего органа 1 и к первым входам узлов 12 и 13 слежения. Второй вход узла 12 слежения подключен к выходу уси1700712 лителоя 4 сигнала рассогласо1ания по току, а выход - к выходу этого же усилителя, второй вход узла 13 слежения подключен к выходу усилителя 5 сигнала рассогласования по нэпря>кенин), а Выход к Входу этОГО >ке усилителя. Кажды11 из ysfloe 12 и 13 лежения состоит 1ФИГ.2) иэ Операцу! Он-!Ого усили.: теля ".4, инвертируюшим входом через:, резистор 15 соединенного с первым входом узла слежения, неинвертирующим входом с (Вторым Входом узла слежения, а выходом че1. 83 последОВательно со8дин8нные реэистор 16 и диод 17, катодом соединенный с реэистс1ром 16 и соединенный с Выходом узла слежения, Для устойчивой работы операционного усилителя 14 на Высокой частоте между ин Верти рующим Входом и выходом операционного усилителя включен конденсатор 18.

Стабилизатор напря>кения v, тока работает следующим образом.

Сигнал рассогласования на Выходе второго вспомогательного делителя 9, пропорциональный разнице между напряжением на выходе датчика 10 напряжения, пропорциональным выходному напряжению стабилизатора, и напряжением опорного источника 7, усиливается усилителем 5 сигнала рассогласования по напряжению. Одновременно сигнал рассогласования на выходе первого вспомогательного делителя

6, пропорциональный разнице между напряжением на выходе датчика 8 тока, пропорциональным току стабилизатора, и напряжением опорного источника 7, усиливается усилителем 4 сигнала рассогласования по току, Б случае. если сопротивление нагрузки 3 велик.. > и ток стабилизатора мал, то сигнал на выходе усилителя сигнала рас30 согласования по напряжению больше, .ем 40 сигнал на выходе усилителя сигнала рассогласования по току, а сигнал с выхода усилителя 5 сигнала рассогласования по напряжению через узел 17 выбора режима поступает на управляющий Вход регуг ирующего органа 1, при этом обеспечивается стабилизация напряжения на нагрузке 3.

Разность между напояжением на Выходе усилителя 5 сигнала рассогла "îâàíèÿ по напряжению и напряжением на выходе узла

11 выбора ре>кима поступает на входы узла

13 слежения и усиливаемся операционным усилителем14, 111ри=томоперационн !иx илитель 14 в узле 13 слежения переходит в состояние положительного насыщения и на работу усилителя сигнала рассогласования по напряженик> не Влияет, т.к. диод 17 закрыт.

Одновременно разность между напряжением на выходе усилителя 4 сигнала рассогласования по току и напряжением на выходе узл" 11 выбора режима поступает на входы узла 12 слежения и усиливается операционным усилителем 14. Пои этом напряжение на выходе операционного усилителя

14 становится отрицательным и через последовательно соединенные резистор 16 и

ДИОД 17 поступает HR Вход усилителя 4 сиГнала рассогласования по току, При Г-:Ом Независимо от величины тока стабилизатора, работающего в режиме стабилизации на,щя>кения. Положительный сигнал рассогласования на ВыходепервОГО вспомоГательноГО делителя 6 компенсируется узлом 12 слежения таким образом, чтобы напряжение на

Вь:ход8 усилителя 4 сиГнала рассоГласования ПО тОку было равно напряжению He Bblходе узла !1 выбора режима, тем самым исключается nell3ex04 усилителя 4 сигнала рассогласования по току в состояние насыщения.

В случае скачкообраэногоуменьшения сопротивления нагрузки 3 и при увеличении тока через нее до уставки, напряжение на выходе усилителя 4 сигнала рассогласования по току начинает увеличиваться и, т,к.

oíî уже было равно напряжению на выходе узла 11 Выбора режима, сразу же становится больше напряжения на выходе узла 11 выбора режима, При этом операционный усилитель 14 узла 12 слежения переходит в состояние положительного насыщения, диод 17 узла 12 закрывается и далее узел 12 слежения на работу усилителя 4 сигнала рассогласования по току не влияет, Одновременно узел 11 выбора режима nодключает выход усилителя 4 сигнала рассогласования по ТоКу к управляющему входу регулирующего органа 1, а выход усилителя 5 сигнала рассогласования по напряжению отключает от управляющего входа ре>улирующего органа 1. При этом стабилизатор обеспечивает стабилизацию тока, а разность напояжений на выходе узла 11 выбора режима и на выходе усилит8ля 5 сиГнала оассОГласования по напряжению меняет знак, операционный усилитель 14 узла 13 слежения выходит из состояния положительного насыщения, напряжение на его вь!ходе становится отрицательным и. через последовательно соединенные резистор 16 и диод 17 узла 13 слежения поступает на вход усилителя 5 сигнала рассогласования по напряжению, При этом напряжение í- выходе операционного усилителя. 14 становится отрицательным и череэ последовательно соеДин8нные реэистОр 16 и ДиоД 17 г10ст пает на вход усилителя 5 си — íàëà рассоглаСОВВНИЯ ПО НВПРЯжениЮ rlPVI ЗтОМ независимо от величины напряжения стаби712

I=

10 лиэатора, работаю ..ЦеГ-О в режиме стабили38LIéè тока, по/1ожительный сигна/ рассогласования,à выходе второго вспо. могательного делителя 9 компенсируется узлом ";3 слежения таким OGp33oM, чтобы наг;ряжение на выходе усилителя 5,сигнала рассогласования rlo напряжени/о GE!/Io равно напряжению нв выходе узла 11 выбооа режима, тем самьм исключается переход усилителя 5 сигнал- " рассогласования по напряжению в состояние насыщения.

В случае скачкообразного увеличения сопротивления нагрузки 3 и при увеличении напряжения HG ней до уставки, напояжение на выходе усилителя 5 сигнала рассогласования по напряжению начинает увеличиваться и, т,к, оно уже было равно напряжени}О на выходе.узла 11 выбора режима, сразу же становится больше напряжения на выходе узла 11 выбора режима, При этом операционный усилитель 14 узла

13 слежения переходит в состояние положительного насы.цения, диод 17уэла 13 сгежения закрывается и далее этот узел на работу усилителя 5 сигнала оассогласования по напряжению не влияет. Одновременно узел 11 выбора режима подключает выход усилителя 5 сигнала рассоггасования по напряжению к управляющему входу регулирующего органа 1, а выход усилителя 4 сигнала рассогласования по току отключает от управляющего входа регулирующего органа 1. При этом стабилизатор обеспечивает стабилизацию напряжения, а разность напряжений на выходе узла 11 выбора и на выходе усилителя 4 сигнала рассогласования по току меняет знак, операционный усилитель 14 узла 12 слежения выходит иэ состояния положительного насыщения, напряжение на его выходе становится отрицательным и через последовательно соединенные резистор 16 и диод 17 поступает на вход усилителя 4 сигнала рассогласования по току, при этом независимо от величины тока стабилизатора, работа, ощего в режиме гтабилизации напояжения, положительный сигнал рассогласования на выходе первого вспомогательного делителя 6 компенсируется узлом 12 слежения таким образом, чтобы напряжение на выходе усилителя 4 сигнала рассогласования по току было равно напряжению на выходе узла 11

896ор8 режима., тем самым исключается переход /силителя 4 сигнала рассогласования по току в состояние насыщения.

Таким образам., описываемый стабилизатор напряжения и тока, благодаря введе15

4ц

55 нию двух узлов 12 и 13 слежения обеспечивает быстрый переход стабилизатора иэ режима стабилизации напряжения в режим стаби/ изации тока и обратно, поэтому исключаются выбросы напряжения и тока стабилизатора при скачкообразных изменениях сопротивления нагрузки.

Использование предлагаемого стабили":-атора напряжения и тока позволяет исключить выбросы напряжения и тока нагрузки при скачкообразных изменениях ее сопро,TL; B/I e HI

Формула изобретения

Стабилизатор напряжения тока, содер. :.а ций регулирующий орган, вход которого подключен к выводу для подключения первичного источника тока, а выход — к выводу для подключения нагрузки, два усилителя сигнала рассо;-ласования, входная цепь одного иэ I;oTopbl< через первый вспомогательный делитель подключена к выходу источника опорно о напряжения и к выходу тока, включенно;О в силовую цепь регулирующего органа, а входная цепь второго усилителя сигнала рассогласования через второй вспомогательный делитель подключена к выходу источника опорного напряжения и к выходу датчика напряжения, подключенчого к выводам для подключения нагрузки, узел вь бора режима, входами подкл.оченный к выходам усилителей сигнала рассогласования, а выходом — к управляюшему входу pel yr ирующего органа, о т л ич а ю шийся тем. что, с целью улучшения динамических характеристик и повышения надежности путем исключения бпосков тока и напряжения на выходе при изменении режима стабилизации иэ-за скачкообразного изменения нагрузки, в него введены два узла слежения, каждый из которых выходом подключен к входу -оответствующего усилителя сигнала рассогласования, первым входом — к выходу узла выбора режима, а вторым входом — к выходу соответствующего усилителя сигнала оассогласования, причем выхсд первого узла слежения использован в качестве выхода, обеспечивающего усилителю сигнала рассогласования по току режим слежения эа сигналом на выходе узла выбора режима при стабилизации напряжения и наоборот, выход второго узла слежения использгван в качестве выхода, обеспечивающего усилителю сигнала рассогласования по напряжению режима слежения за сигналом на выходе узла выбора режима при стабилизации тока, 1700712

Составитель С.Ситко

Редактор Т.Куркова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С.Черни

Заказ 4475 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101