Управляемый стабилизатор разнополярного напряжения и тока

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<1510874 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 290972 (21) 1832072/24-07 с присоединением заявки ¹â€” (51)М. Кл.

G 05 F 1/56

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 250380. Бюллетень Н" 11 (53) УДК 621. 316. .722.1(088.8) Дата опубликования описания 300380 (72) Автор изобретения

С ° A. Дмитриченко (71) Заявитель (54) УПРАВЛЯЕМЫЙ СТАБИЛИЗАТОР РАЗНОПОЛЯРНОГО

НАПРЯЖЕНИЯ И ТОКА

Изобретение относится к управляемым источникам напряжения и тока, различного во времени направлений, и может быть использовано как мощный автоматический регулятор.

Известны управляемые стабилизатора разнополярного напряжения и тока, содержащие регулирующие транзисторные элементы противоположного типа проводимости, каждый из которых под-; ключен к одной из полярных клемм источника питания и последовательно в выходные шины стабилизатора, усилитель и источник задающего сигнала.

Однако известное устройство нуждается в дополнительном источнике питания усилителя, так как источник питания транзисторов изолирован от общей точки соединения нагрузки с эмиттерами транзисторов сопротивлением нагрузки и коллектор-эмиттерных переходов транзисторов и при одновременном использовании и числа аналогичных устройств, число источников питания равно и + 1. Другим недостатком устройства является изоляция одного из полюсов источника задающего сигнала от полюсов нагрузки резиcTQ рами делителя цепи обратной связи, а другого — входным сопротивлением уси- 0 лителя, что исключает воэможность его использования в системах автоматического управления, например, в качестве функционально-регулируемого стабилизатора разнополярных напряжений и токов.

Цель изобретения — упростить схему стабилизатора и расширить его функциональные возможности.

Согласно изобретению базы транзисторов регулирующих элементов соединены с коллекторами параллельных транзисторов регулирующих элементов противоположного типа проводимости, эмиттеры которых подключены к общей шине стабилизатора и общей шине источника питания, базы — к выходам усилителя обратной связи, причем инвертирующий вход усилителя через цепь обратной связи подключен к соединенным вместе коллекторам последовательных регулирующих элементов и через датчик обратной связи к общей шине стабилизатора, а источник задающего сигнала подк(тючен к неинвертирующему входу усилителя и к общей шине стабилизатора.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема управляемого стабилизатора напряжения, различного во времени на.510874 правлений; на фиг. 2 — схема управляемого стабилизатора тока, различного во времени направлений, На фиг. 1, 2 показаны сопротивление 1 обратной связи, датчик 2 сигнала обратной связи, вводы 3 и 4 питания усилителя постоянного тока, усилитель 5 постоянного тока .(УПТ), параллельные транзисторные регулирующие элементы 6, 7 противоположного типа проводимости, последовательные транзисторные регулирующие элементы 8, 9

i0 противоположного типа проводимости, источник 10 питания.

К общей шине стабилизатора подклю- чены: одним полюсом датчик 2 сигнала обратной связи, источник задающего сигнала U „, эмиттеры параллельных транзисторных регулирующих элементов б, 7 противоположного типа проводимости, общая точка источника 10 питания. Вводы 3, 4 питания УПТ под- 20 ключены к источнику 10 питания. Базы параллельных регулирующих элементов

6, 7 подключены к выходам УПТ, а их коллекторы — к базам транзисторных регулирующих элементов 8 и 9 противо- 25 положного типа .проводимости. Эмиттеры регулирующих элементов 8 и 9 подключены к источнику 10 питания; Инвертирующий вход УПТ подключен к другому полюсу датчика 2 сигнала, обрат- 30 ной связи и через сопротивление 1 обратной связи к соединенныи вместе коллекторам регулирующих элементов 8, 9. Неинвертирующий вход УПТ подключен к другому полюсу источника задающего сигнала.

При выполнении сопротивления 1 и датчика 2 в виде резисторов устройство работает как стабилизатор напряжения, различного во времени направлений, в соответствии с нижеописанным. 40

При равенстве задающего сигнала кулю напряжения на выходах УПТ малы, регулирующие элементы б, 7 и регулирующие элементы 8 и 9 закрыты и напряжение U „Равно нулю. Напри-45 .мер, при температурном увеличении начального тока транзисторного регулирующего элемента 8 ток, текущий по сопротивлению 1, вызывает появление сигнала на датчике 2, который, усили- 50 ваясь УПТ, закрывает регулирующий элемент б, приоткрывает регулирующий элемент 7, и приоткрывшийся регулирующий элемент 9 компенсирует начальный ток регулирующего элемента 8, сохраняя напряжение П „,„равным нулю.

С подачей, например, задающего сигнала U z минусом к неинвертирующему входу УПТ и плюсом к общей шине стабилизатора усиленный УПТ отрицательный выходной сигнал закрывает регулирующий элемент 7 и открывает регулирующий элемент б, и увеличившийся коллекторный ток регулирующего элемента

6, открывает регулирующий элемент 8 и на выходе стабилизатора появляется 55 отрицательное относительно общей шина выходное напряже ние Пб,д . Ток, текущий по сопротивлению 1, вызывает появление отрицательного напряжения на датчике 2, которое сравнивается дифференциальным входом УПТ с задающим сигналом U g .

Если задающий сигнал U < постоянен во времени, то любое увеличение выходного напряжения U b <, вызванное, например, изменением напряжения источ— ника 10 питания, приводит к увеличению сигнала на датчике 2, который, усиливаясь по инвертирующему входу

УПТ, вызывает уменьшение выходного сигнала УПТ, коллекторный ток регулирующего элемента б уменьшается и регулирующий элемент 8, закрываясь, компенсирует изменение, обеспечивая высокую стабильность выходному напряжению U @ . И наоборот, при подаче задающего сигнала U x плюсом к неинвертирующему входу УПТ и минусом к общей шине стабилизатора усиленный УПТ положительный выходной сигнал закрывает регулирующий элемент 6 и увеличившийся коллекторный ток регулирующего элемента 7 открывает регулирующий элемент 9, и на выходе стабилизатора появляется положителькое относительно общей шины выходное напряжение U»,„ . Ток, текущий по сопротивлению 1, вызывает появление положительного напряжения на датчике

2, которое сравнивается дифференциальным входом УПТ с входным сигналом U z . Если входной сигнал U» ïoстоянен во времени, то любое уменьшение выходного напряжения U>b q вызванное, например, изменением напряжения источника 10 питания, приводит к уменьшению сигнала на датчике 2, при этом сигнал рассогласования вызывает увеличение выходного сигнала

УПТ, коллекторный ток регулирующего элемента 7 увеличивается, и регулирующий элемент 9, открываясь, компенсирует изменение, обеспечивая высокую стабильность выходному напряжению . Пеых

Устройство работает аналогично вышеописанному и при использовании

УПТ с совмещенным в одной точке выходом.

Масштаб передачи величины задающего сигнала на выход стабилизатора задается выбором отношения величин сопротивления 1 к сопротивлению дат— чика 2.

Любое воздействие как механическое, так и электрическое, вызывающее уменьшение величины сопротивления датчика 2, приводит к функциональному увеличению выходного напряжения стабилизатора. При выполнении сопротивления 1 в виде конденсатора устройство на фиг. 1 работает в режиме интегрирования входного сигнала, 510874 обеспечивая большую мощность на вы ходе .

Cxer4a фиг. 2 отличается от схемы фиг. 1 только тем, что общая точка соединения датчика 2 c инвертирующим входом УПТ подключена к одному полюсу нагрузки, другой полюс которой подключен к соединенньж вместе коллекторам регулирующих элементов

8 и 9.

Стабилизатор тока различного во времени направлений, работает как описано.

При равенстве задающего сигнала

U „ нулю напряжения на выходах УПТ малы, регулирующие элементы 6, 7, 8 и 9 закрыты и ток в сопротивлении 1 равен нулю. Например, при температурном увеличении начального тока регулирующего элемента 9 ток, текущий по сопротивлению 1, вызывает появление сигнала на датчике 2, который, усиливаясь УПТ, закрывает регулирующий элемент 7, приоткрывает регулирующий элемент 6, и приоткрывшийся регулирующий элемент 8 компенсирует начальный ток регулирующего элемента

9, сохраняя в сопротивлении 1 ток равным нулю. Величина стабилизируемого в сопротивлении 1 тока определяется отношением величины задающего сигнала к величине сопротивления датчи ка 2. Любые изменения тока в сопротивлении 1, обусловленные, например, изменением напряжения источника 10 питания, вызывают появление сигнала рассогласования на входе УПТ, усиленный выходной сигнал УПТ управляет регулирующими элементами 6, 7, 8 и

9 (как описано выше для фиг. 1), компенсирующими эти изменения. При этом стабилизируемый ток в сопротивлении

1 может быть различным во времени направлений.

Использование новых элементов— параллельных транзисторных регулирующих элементов противоположного типа проводимости выгодно отличает пред— лагаемый управляемый стабилизатор разнополярного напряжения (тока) от указанного прототипа, так как несколько устройств (фиг. 1 и 2) могут работать одновременно от одного источника питания, имеющего общую точку со всеми источниками задающих сигналов и с датчиками петли обратной связи по регулируемому параметру. При этом устройства могут быть объединены в многофункциональную легко согласуемую систему автоматического регулирования.

Формула изобретения

Управляемый стабилизатор раэнополярного напряжения и тока, содержащий регулирующие транзисторные элементы противоположного типа проводи20 мости, каждый из которых подключен к одной из полярных клемм источника питания и последовательно в выходные шины стабилизатора, усилитель и источник задающего сигнала и цепь обратной связи, отличающийся тем, что, с целью упрощения схемы стабилизатора и расширения его функциональных возможностей, базы транзисторов регулирующих элементов соединены с щ() коллекторами параллельных транзисторных регулирующих элементов противоположного типа проводимости, эмиттеры которых подключены к общей шине стабилизатора и общей шине источника питания, базы — к выходам усилителя обратной связи, причем инвертирующий вход усилителя через цепь обратной связи подключен к соединенным вместе коллекторам последовательных регулирующих элементов и через датчик обратной связи к общей шине стабилизатора, а источник задающего сигнала подключен к неинвертирующему входу усилителя и к общей шине стабилизатора .