Стабилизатор напряжения постоянного тока

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

OOes Сооатейиа

Социалиотичеониа

Рооптблин

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹ 143461

Заявлено 06.XI.1969 (№ 1373778/26-9) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 21 VI.1971. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 29ХП.1971

МПК G 05f 1/10

Комитет по делам иаобретеиий и открытий при Совете Миниотрое

СССР

УДК 621.316.722.1 (088,8) Автор изобретения

В. К. Елисеев

Заявитель

СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к полупроводниковым источникам питания вычислительных машинн.

По основному авт. св. № 143461 известны стабилизаторы напряжения постоянного тока, содержащие дополнительно выпрямитель, ключ и компенсационный стабилизатор напряжения.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого стабилизатора.

Стабилизатор содержит блок 1 включения, отключения и защиты, трехфазный трансформатор 2, нерегулируемый шестифазный выпрямитель 8, компенсационный шестифазный выпрямитель 4, конденсатор 5, регулирукпций транзистор 6 стабилизатора, ключевой транзистор 7, вспомогательный опорный источник 8, усилитель 9 стабилизатора, последовательный основной стабилизатор 10, однофазный трансформатор 11, магнитный усилитель 12, регулируемый однофазный выпрямитель 18, трансформатор 14 вспомогательных источников питания, вспомогательные источники питания 15, функциональный преобразователь тока 16, мощный транзистор 17 преобразователя тока, согласующий транзистор 18, усилительный транзистор 19 преобразователя тока, стабилптроны 20 опорного источника преобразователя тока, регулируемый резистор 21 отрицательной обратной связи преобразователя тока и измерительный делитель 22 преобразователя тока.

Предлагаемый стабилизатор имеет основной нерегулируемый шестифазный вьшрями5 тель 8, с которым последовательно вклточен однофазный регулируемый выпрямитель 18.

Мощность последнего зависит от пределов изменения напряжения сети и пределов регулировки выходного напряжения. Если выходное

10 напряжение не регулируется, то, например, при изменении напряжения сети в пределах

+- 10%, мощность и напряжение однофазного регулируемого выпрямителя составляют 20% от полной мощности стабилизатора, поэтому

15 габариты его невелики, а суммарное напряжение, которое поступает на коллекторы регулирующих транзисторов, имеет пульсации немногим больше, чем у обычного шестифазного выпрямителя при минимальном объеме фильтров.

20 Объем однофазного регулируемого выпрямителя значительно меньше, чем объем трех M31 нитных усилителей в обычном трехфазном варианте стабилизатора.

Суммарное напряжение выпрямителей пи25 тает стабилизатор 10 последовательного типа с регулирующим мощным транзистором 6.

Для уменьшения числа регулирующих транзисторов 6 при больших токах нагрузки в предлагаемой схеме на них поддерживается по30 стоянным напряжение с помощью магнитного усилителя 12 с внутренней обратной связью, который управляется функциональным преобразователем тока 16, представляющим собой схему последовательного стабилизатора с разомкнутой цепью обратной связи, т. е. измерительный делитель 22 его подключен не к выходу стабилизатора (эмиттеру транзистора

17), а к коллектору регулирующего транзистора 6 основного стабилизатора 10. Туда же подключен и опорный источник преобразователя, стабилитроны 20 которого включены в прямом направлении. Плюсовая шина преобразователя подключена к выходу основного стабилизатора, благодаря чему на измерительный делитель 22 подается напряжение перехода коллектор-эмиттер регулирующего транзистора 6. Выход функционального преобразователя замкнут на регулируемый резистор 21 отрицательной обратной связи, с помощью которого обеспечивается необходимая зависимость тока коллектора транзистора 17 от изменения папря>кения на переходе коллектор-эмиттер транзистора 6.

Для обеспечения необходимой фазы изменения индуктивности магнитного усилителя 12 обмотка смещения его подключена к выходу стабилизатора 10, а обмотка управления включена последовательно в коллекторную цепь преобразователя тока 16 так, что ампервитки ее направляются встречно ампервиткам обмотки смещения. Преобразователь тока имеет нарастающую характеристику выходного тока при увеличении напряжения на его входе. При минимальном напряжении сети (и наибольшем токе нагрузки) ток регулятора минимален, и магнитный усилитель имеет наименьшую индуктивность за счет подмагничивания обмоткой смещения, при повышенном напряжении сети (и минимальном токе нагрузки) ток преобразователя максимален и полностью компенсирует ампервитки обмотки смещения.

Для получения высокой чувствительности функционального преобразователя тока к малейшему изменению напряжения между коллектором и эмиттером регулирующего транзистора 6 стабилизатора 10 он имеет усилитель напряжения на транзисторе 19, который управляет мощным и основным транзисторами 17 и 18, усиливающими ток. Регулируемый резистор 21 стабилизирует работу схемы и обеспечивает необходимую зависимость выходного тока в функции входного напряжения.

Такое управление напряжением регулируемого выпрямителя обеспечивает постоянство напряжения между коллектором и эмиттером регулирующего транзистора стабилизатора с высокой точностью при изменении напря>кения сети, тока нагрузки и выходного цапря>кения и позволяет значительно сократить число мощных транзисторов стабилизатора. Кроме того, напря>кение на коллекторе регулирующего транзистора также оказывается стабилизированным при изменении напряжения сети и тока нагрузки и меняется только при регулпрог,60

5

55 ке выходного напряжения, отличаясь от него па постоянную величину.

У известных стабилизаторов при скачках панряжения сети или тока нагрузки могуг иметь место провалы в напряжении выпрямителя, питающего стабилизатор. Чтобы исключить провалы в выходно» напряжении стабилизатора, обычно повышают напряжение выпрямителя, что приводит к увеличению рассе»ваемой на транзисторах мощности, увеличению их числа, увеличению габаритов стабилизатора и снижешпо к.п,д.

Так как магнитный усилитель имеет сравнительно большую постоянную времени регулирования, то напряжение на регулирующих транзисторах при дипамическо» изменении напряжения выпрямителей изменяется и восстанавливается со скоростью, определяе toit постоянной времени магнитного усилителя и

eto схемы управления. Для ускорения времени восстановления и пск:почения провалов в выходном напряжении в предлагаемый стабилизатор введен компенсационный шестифазный выпрямитель 4 и быстродействующий ключ на транзисторе 7. Компенсационный выпрямитель заря>кает конденсатор 6, ключ 7 отпирается при уменьшении напряжения между коллектором и эмиттером регулирующего транзистора

6 ниже заданного минимального значения, и конденсатор 6 разряжается через ключ 7 а основной выпрямитель, компенсируя возникший провал напряжения.

Ключевой транзистор 7 управляется напряжением коллектор-эмиттср регулирующего транзистора 6, вспомогательный источник 8, питающий цепь делителя в цепи базы ключевого транзистора, подключен к «минусовому» выходу стабилизатора, в резулыате чего уровень срабатывания ключа не зависит от величины выходного напряжения стабилизатора

rrp» eto регулировке. Так как провалы напря>кения выпрямителя происходят нерегулярно (обычно они проявляются в виде однократных скачков), to мощность, рассеиваемая на ключевом транзисторе, невелика, что позволяет применить в качестве ключа высокочастотный транзистор, тем самым повышая его быстродействие. Практически на выходе стабилизатора провалы напряжения полностью исключаются. Во всех аварийных режимах имеющаяся в стабилизаторе схема включения, оТключения и защиты отключает стабилизатор

or сети переменного тока.

Вспомогательные источники 15, питающиеся от трансфор»атора 14 (или от дополнительных обмоток трансформатора 2), обеспечивают все вспомогательные напряжения, необходимые для стабилизатора.

Предмет изобретения

Стабилизатор напряжения постоянного тока

tIo авт. св. М. 143461, содер>кащий дополнительно выпрямитель, ключ и компепсациошьый

307393

Составитель H. Герасимова

Редактор Т. И. Морозова Техрсд Л. В. Куклина Корректор Т. A. Китаева

Заказ 2165 9 Изд. М 896 Тираж 473 Подписное

Е(НИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 стабилизатор напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента стабилизации и к.п.д. устройства, параллельно переходу коллектор-эмиттер регулирующего транзистора компенсационного стабилизатора подключены последовательно соединенные источник опорного напряжения и резистор делителя напряжения стабилизатора тока, а к выкоду последнего подключен регулируемый ре5 зистор отрицательной обратной связи.