Стабилизатор постоянного тока

 

ОЛИСАНИЕ

ЙЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Говетсмии

СОцнвйистиц&ских

Республик

Зависимое от авт, свидетельства №

И. Кл. G 051 1,/56

3aявлено 26.Xl.1971 (№ 1718008/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 10.Xll.1973. Бюллетень ¹ 47

Дата опубликования описания 9.IV.1974

Государственный номитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и отнрытий

УДК 621.316.722.1(088.8) Автор изобретения

В. И. Смирнов

Объединенный институт ядерных исследований

Заявитель

СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА

Предлагаемое изобретение относится к области стабилизации больших постоянных токов и может быть использовано в системах, предназначенных для питания постоянным током крупных электромагнитов и линз.

Известные стабилизаторы постоянного тока, содержащие регулируемый источник постоянного тока, источник опорного тока, измерительный элемент и полупроводниковоемкостную схему управления, обладают большой постоянной времени. Поэтому в ряде случаев для устойчивой работы системы стабилизации тока необходимо применение двухконтурной схемы регулирования, что приводит к усложнению схемы стабилизатора.

В предлагаемом стабилизаторе для повышения быстродейстьия в качестве измерительного элемента использован преобразователь постоянного тока во временной интервал между импульсами, выполненный по схеме импульсного магнитного модулятора, одна входная обмотка которого включена в цепь нагрузки, другая подключена к источнику опорного тока, а выходные обмотки подсоединены к формирователю импульсов рассогласования, выходы когорого подключены к полупроводниково-емкостной схеме управления регулируемого источника постоянного тока. Для возможности подачи на схему управления сигналов рассогласования, модулированных по ширине, конденсатор генератора пилообразного напряжения подключен к источнику стабилизированного напряжения с тремя уровнями напряжения, включающему в себя три стабилитропа, два из которых шунтированы транзисторами, базы которых подключены к выходам формирователя импульсов рассогласования.

На чертеже изображена функциональная схема описываемого стабилизатора.

Регулируемый источник постоянного тока 1 подключен к нагрузочному резистору 2, последовательно с которым включена входная обмотка 3 рабочего тока преобразователя постоянного тока во временной интервал между импульсами. Этот преобразователь состоит из ферромагнитных сердечников 4, 5, входной обмотки 6 опорного тока, выходных обмоток

7, 8 и обмоток питания 9, 10. Обмотка 6 подключена к источнику опорного тока 11, а обмотки 9, 10 через дроссель 12 — к источнику переменного напряжения 13. Обмотки 7, 8 подсоединены к формироваic;IIQ импульсов рассогласовашгя 14, состоящему из триггеров

15, 16 и схем совпадений 17, 18, выход которых соединен со схемой управления регулируемого источника постоянного тока. Схема управления 19 включает в себя генератор пилообразного напряжения 20, накопитель30 пый конденсатор 21 которого через резистор

408291

15

З0

22 подключен к источнику стабилизированного напряжения, состоящему из стабилитронов 23, 24, 25, два из которых шунтированы транзисторами 26, 27. Выходы генератора пилообразного напряжения 20 и источника опорного напряжения 28 подключены к формирователю управляющих импульсов 29 через пороговый элемент 30.

При равенстве ампервитков в обмотках 3 и 6 постоянная составляющая магнитного потока в сердечниках 4 и 5 отсутствует, поэтому положительные и отрицательные импульсы с обмоток 7 и 8 на триггеры 15, 16 поступают одновременно. В этом случае отрицательные сигналы с выходов схем совпадений 17, 18 на транзисторы 26, 27 не поступают, последние не открываются. Следовательно, конденсатор 21 будет заряжаться все время только от напряжения, снимаемого со стабилитронов

23, 24, 25. А именно величиной стабилизированного напряжения и определяется скорость заряда конденсатора и, следовательно, момент возникновения формирования управляющих импульсов в формирователе управляющих импульсов 29 и пороговом элементе 30.

При отклонении тока в резисторе 2 от заданного значения нарушается равенство ампервитков в обмотках 3 и 6, в сердечйиках

4, 5 появляется постоянная составляющая магнитного тока, благодаря которой индуктируемые в обмотках 7, 8 импульсы сдвигаются относительно друг друга, причем этот сдвиг пропорционален отклонению тока нагрузочного резистора от заданного значения.

При этом при увеличении тока положительный импульс в обмотке 7 появляется раньше, а отрицательный позднее, чем в обмотке 8, и триггер 15. будет находиться в переключенном состоянии большее, по сравнению с триггером

j6, время. Ка выходе схемы совпадений 17 появляется отрицательный импульс, который на время, пропорциональное отклонению тока ат заданной величины, открывает транзистор 26, что приводит к понижению напряжепия на стабилизированном источнике, более медленному заряду конденсатора 21, более позднему срабатыванию порогового элемента

30 и, следовательно, к более поздней подаче управляющего импульса на регулируемый источник постоянного тока, что, в свою очередь, приводит к уменьшению тока в нагрузке.

Схема работает аналогично и при уменьшении тока нагрузки от заданного значения, но в этом случае будет зашунтирован стабилитрон 25, что способствует более быстрой зарядке конденсатора 21, более ранней подаче управляющего импульса, увеличению тока в нагрузке.

Предмет изобретения

1. Стабилизатор постоянного тока, содержащий регулируемый источник постоянного тока, источник опорного тока, измерительный элемент и полупроводниково-емкостную схему управления, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, измерительный элемент выполнен в виде магнитного преобразователя постоянного тока во временной интервал между импульсами, выходные обмотки которого подключены к формирователю импульсов рассогласования, выходы которого подсоединены к полупроводниковоемкостной схеме управления.

2. Стабилизатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения широтно-импульсного регулирования, он снабжен источником стабилизированного напряжения с тремя уровнями напряжений, включающим в себя три стабилитрона, два из которых шунтированы транзисторами, базы которых соединены с выходами формирователя импульсов рассогласования, причем к выходу источника подключен конденсатор генератора пилообразного напряжения схемы управления, 408291

Составитель Л. Стрелкин

Техред Л, Богданова Корректоры: А. Николаева и Л, Корогод

Редактор T. Загребельная

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 840/7 Изд. № 319 Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, УК-35, Раушская наб., д. 4/5