Импульсный стабилизатор напряжения постоянноготока

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

232330

Соеа Советских

Социалистических

Республик

Всеос:озная

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Кл. 21ат, 35/14

Заявлено 12.I Х.1964 (№ 960673/26-9) с присоединением заявки ¹â€”

МПК Н 02гп

УД К 621.316.722.1 (088.8) Приоритет

Комитет ло делам изобретений и открытий

Опубликовано 11.Xll.1968. Бюллетень № 1 за 1969 r.

Дата опубликования описания 17.И.1969 при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения В. H. Бродовский, Б. Н. Каржавов, Д. М. Морозов и В. Л. Ольховский

Заявитель

ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО

ТОКА

Импульсные стабилизаторы напряжения постоянного тока известны. Недостатком их является невозможность существенного повышения их к.п.д., так как для обеспечения линейного режима работы регулирующего элемента 5 необходимо, чтобы напряжение не становилось меньше определенной величины, обусловленной параметрами используемого элемента.

Описываемый стабилизатор отличается от известных тем, что напряжение, подаваемое 10 на вход элемента сравнения, создается с помощью интегрирующего дросселя и трансформатора тока. Схема работает в автоколебательном режиме с двумя заранее выработанными порогами срабатывания. Это позволяет 15 повысить к.п.д. стабилизатора.

На чертеже изображена принципиальная схема стабилизатора.

В силовую цепь последовательно с ключом (триод) 1 включается дроссель 2. Емкость 8 20 предназначена для сглаживания пульсаций напряжения на нагрузке. Последовательно с емкостью 8 включается первичная обмотка 4 трансформатора тока, который служит для измерения переменной составляющей тока в 25 силовой цепи. Диод 5 предохраняет обмотку б дросселя 2 и ключ 1 от перенапряжений прл при размыкании ключа, ограничивая амплитуду скачка напряхкения на дросселе величиной напряжения на нагрузке. 30

Рассмотрим установившийся режим работы схемы, когда переходный процесс в ней можно считать закончившимся, а напряжение на нагрузке достигнет расчетной величины.

Если пренебречь (за их малостью) влиянием параметров трансформатора тока, приведенных к первичной обмотке, то силовая цепь представляет собой контур И С. Beëè÷tèà емкости 8 должна быть выбрана такой, чтобы уровень пульсаций напряжения на нагрузке был мал. Это позволяет при дальнейших рассуждениях считать напряжение на нагрузке постоянным в течение всего такта работы ключа.

При замыкании ключа (триода) 1 к обмотке дросселя 2 оказывается приложенной разность напряжений (Š— U,„„), где Š— входное, а U выходное напряжение стабилизатора. Ток через дроссель 2 возрастает прн этом линейно, причем крутизна нарастания тока прямо пропорциональна разнос гч (1=- — U,„,„) и обратно пропорциональна нндуктивности дросселя 2. Этому линейному нарастанию тока соответствует линейное нарастание напряжения на вторичной обмотке 7 трансформатора тока, где оно складывается с выходным напряжением U„,„è.÷è его частью.

B описываемой схеме напряжение на вторичной обмотке 7 трансформатора складыва2323Ъ) Составитель Л. Рубинчик

Редактор О. Филиппова

Корректор Г. И. Плешакова

Типография, пр. Сапунова, 2 ется с напряжением U Е,, где Е,— напряжение на стабилитроне 8. При достижении суммой этих напряжений величины Е, (Е, — напряжение на стабилитроне 9) отпирается триод 10, который в стабилизаторе является схемой сравнения. Скачок потенциала на его коллекторе, передаваясь через цепочку промежуточных элементов (триоды 11, 12, 18), приводит к запиранию триода 1.

Обрыв цепи силового тока приводит к скачку напряжения на обмотке б дросселя, но диодная подрезка на диоде 5, как уже указывалось, ограничивает амплитуду этого скачка, делая ее равной U,„,. Положительная обратная связь, осуществляемая через пары обмоток 14 и 15, приводит к тому, что процесс отпирания триода 10 и запирания ключа (триода) 1 происходит лавинообразно.

По окончании процесса переброса схемы эмиттер триода 10 оказывается смещенным относительно потенциала Е„а ток через дроссель начинает спадать с крутизной, пропорциональной U,„„. Ключ 1 остается закрытым все время, пока напряжение на вторичной оомотке 7 трансформатора тока спадает. После этого триод 10 снова запирается, ключ (триод) 1 отпирается, и весь цикл работы схемы повторяется.

Поскольку выходное напряжение U» поддерживается постоянным, то амплитуда переменной составляющей тока также не зависит от изменений входного напряжения Е. Это позволяет при известном сопротивлении нагрузки 16 ограничить максимальное значение тока в силовой цепи заранее определенной величиной.

Если входное напряжение Е почему-либо возрастает, то вместе с ним возрастает разность (Š— U, ) и крутизна тока через дроссель; время, в течение которого напряжение па обмотке 7 изменяется, уменьшится. Следовательно, ключ (триод) 1 будет открыт меньшее время, время обратного хода остается прежним.

Все приведенные рассуждения сохраняют

l0 свою силу и для случая, когда напряжение Е уменьшается, с той только разницей, что время, в течение которого ключ открыт, при этом возрастает.

Предлагаемая схема работает в автоколе15 бательном режиме и для задания режима переключений специального генератора не требуется. Особенностью ее работы является то, что при изменении входного напряжения Е меняется частота работы ключа (триода) 1.

20 Однако при известных параметрах элементов силовой цепи и трансформатора тока величина отношения обмоток однозначно определяет необходимый диапазон частот работы ключевого элемента.

Предмет изобретения

Импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока, состоящий из измерительного

30 элемента, двух фильтров, ключа, схемы сравнения, отличающийся тем, что, с целью повышения к,п.д., между источником эталонного напряжения и входом схемы сравнения включен дроссель, а в качестве элемента сравне35 ния и интегрирующего элемента используется трансформатор тока.

Заказ 440/13 Тираж 437 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете

Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4