Стабилизатор постоянного тока

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное ы авт. свнд-ву (5l) М. Кл.

G 05 li 1/56 (22) Заявлен@ 1 "7,1175 (21) 2189213/24-07 с присоединением заявки,%— (23) ПриоритетГооу4оротоеииый комитет

6оеото Миииотроо ССОФ ио 4еиоа иэооротоиий и отирытий () б 21. 316. 722, .1 (088.8) (43) Опубликовано 0502р8,5толлетень М 5 (45) Дата опубликования опнсанитт 2401.78 (72) Авторы изобретения

Б.Э.Курчик, С.Б.Хреляц и Г.Л.Терехов

p)) заявитель Ленинградский электротехнический институт связи им. проф. М.А.Бонч-Бруевича (54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к устройствам стабилизации. постоянного тока,и может быть использовано,в качестве источника питания аппаратуры связи, устройств автоматики и систем заряда 6 накопительных конденсаторов.

Известен транзисторный стабилизатор с автокомпенсационной системой управления (1 ).

Однако он недостаточно надежен и 10 сложен, требует установки нелинейных корректирующих звеньев в связи с нелинейной зависимостью между током нагрузки и частотой инвертирования, кроме того, инерционен и склонен к т6 автоколебаниям.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является стабилизатор постоянного тока, содержащий полупроводниковый двухтактный инвер- 20 тор, управляющий вход каждого из двух плеч которого соединен через балластный резистор с соответствующим выходом задающего генератора, питающий источник, подключенный к питающему входу каждого иэ укаэанных плеч инвертора через последовательно соединенные полуобмотку дросселя и одну иэ первичных обмоток выходного трансформатора инвертора,один иэ выводов вторичной обмотки которого подКлючен к первому выводу выпрямителя со стороны переменного тока, соединенного выводами со стороны постоянного тока с

П-образным,4С, -фильтром, который первым выходным выводом подсоединен к одному из выводов для подключения нагрузки (2у. Однако и этот стабилизатор имеет малую надежность в связи со всплесками тока нагрузки в момент переключения полярности инвертора, переменную амплитуду и крутизну фронта синхронизирующих импульсов, зависящую от режима нагрузки. Результатом этого является необходимость увеличения отбираемой иэ силовой цепи мощности и ограничения импульсов синхронизации, невозможность плавного регулирования тока нагрузки и низкую стабильность выходного тока, Целью изобретения является повышение стабильности тока нагрузки и надежности стабилизатора.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе постоянного тока, содержащем полупроводниковый двухтактный инвертор, управляющий вход каждого иэ двух плеч которого соединен через балластный резистор с соответствующим выходом задающего генератора, 591845 питающий источник, подключенный к питающему входу каждого из укаэанных плеч инвертора через последовательно соединенные полуобмстку дросселя и одну из первичньи обмоток выходного трансформатора инвертора, один иэ выводов вторичной обмотки которого подключен к первбму выводу выпрямителя со стороны переменного тока, соединенного выводами со стороны постоянного 0 тока с П-образным, С-фильтром, кото рый первым выходным выводом подсоединен к одному из выводов для подключения нагрузки, новым является то, что другой вывод вторичной обмотки выходного трансформатора инвертора подклю.чен ко второму выводу выпрямителя со стоРоны переменного тока через первый дополнительно введенный резистивный даъ тока,"п»фраллельно которому йодключе -, на первичная обмотка дополнительно see денного измерительного трансформатора, вторичная обмотка которого имеет среднюю точку и через дополнительно введенные диоды подключена своими концами к двум дополнительно QS введенным резистивным делителям напряжения, одно иэ плеч каждого из которых шунтирует соответствующее плечо дополнительно введенного блока для сравнения и синхронизации вход 30 которого подключен к дополнительно введенным и соединенным последователь-. но выходами источнику эталонного напряжения и усилителю сигнала ошибки, соединенному входом с выводами второго дополнительно введенного резистивного дат 1ика тока, с помощью которого второй выходной вывод П-образного LC -фильт- ра подсоединен к другому выводу для подключения нагрузки, причем каждый нз двух выходных выводов блока для сравнения и синхронизации соединен с соответствукщим из входов задающего генератора.

На чертеже представлена принципи" альная электрическая схема стабилизатора постоянного тока.

Стабилизатор содержит полупроводниковый двухтактный инвертор, выполненный на транзисторах.1 и 2 по нулевой схеме, В коллекторные цепи транзисторов 1 и 2 включены полуобмотки дросселя 3, причем таким образом,что постоянное псдмагничивание дросселя отсутствует. Сигналы управления полу-. проводниковым двухтактным инвертсрсм поступают от задающего генератора 4, выполненного по схеме Ройера, способногс работать как в автоколебатель.нсм режиме, так и в режиме внешней синхронизации. В цепях управления 9) транзисторами 1 и 2 полупроводникового двухтактного инвертора стоят балластные резисторы 5 и 6, а также дис». ды 7 и 8, служащие для исключения сквозных токов короткого замыкания. 65

Так как нагрузки полупроводникового. двухтактногс инвертора из-эа наличия дросселя 3 имеют индуктивный характер, встречно-параллельно транзисторам 1 и 2 включены диоды 9 и 10 встречного тока.

Нагрузка 11 стабилизатора подключена к полупроводниковому двухтактному инвертору через выходной трансформатор 12 полупроводникового двухтактного. инвертора и выпрямитель, выполйенййй на диодах 13-16, с П-образным LCфильтром, состоящим иэ конденсаторов

17, 18 и дросселем 19.

Во вторичной обмотке выходного траМ-» сформатора 12 установлен первый дополнительно введенный реэистивный датчик

20, Напряжение с резистивного датчика 20 трансформируется дополнительно введенным измерительным трансформатор, ром 21, выпрямляется дополнительно . введенными диодами 22 и 23 и прйкладывается к двум дополнительно введенным резистивным делителям 24, 25 напряжения и 26, 27, одно иэ плеч каждого из которых шунтирует соответствующее плечо дополнительно введенного блока для сравнения и синхронизации, выполненное в виде аналога двухбаэового диода на транзисторах 28 и 29, 30 и 31. Блок для сравнения и синхронизации предназначен для сравнения напряжений на резисторах 25 и 27 с источником 32 эталонного напряжения, включенного последовательно с усилителем 33 сигнала ошибки. Сигнал на выходе усилителя 33 выделяется на резисторе 34 и зависит от величины отклонения тока нагрузки, которая оценивается с помощью включенного последовательно с нагрузкой второго дополз нительно введенного резистивного датчика 35, В момент равенства выше укаэанных напряжений блок для.cравнения и синхронизации формирует синхроимпульс на одном иэ эмиттерных резисторов 36 или 37 аналогов двухбазовых диодов, которые служат для синхронизации задающего генератора 4. устройство работает следующим образом.

В момент включения задающий генератор 4 начинает работать в режиме самовозбуждения и отпирает один иэ тран. зистсрсв инвертсра, например 2. Ток через линейный дроссель 3 возрастает, и на токовом резистивном датчике 20 появляется линейно нарастающее напряжение, которое трансформируется измерительным трансформатором 21 и через один из выпрямительных диодов 22(23) прикладывается к делителю напряжения, например 24, 25. Напряжение, измеряемое относительно средней точки делителя 24, 25, сравнивается с суммой напряжений эталонного нстсчника32 и усилителя 33 . В момент, когда абсо591845

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

9170554, кл. G 05 F 1/68, 1964.

60 2. Авторское свидетельство СССР

М 437055, кл. 4 05 F 1/46, 1970. лютная величина напряжения эмиттера транзистора 28 станет больше суьмы этих напряжений транзистор 28 приоткрывается, что вызывает отпирание транзистора 29 и выделение на резисторе 36

5 импульса синхронизации задающего генератора 4, величина которого равна напр пряжению BTRGoHHoT источника 32. Это приводит к изменению полярности напряжения на выходе задающего генератора

4 и эапиранию транзистора 2 инвертора 10 и отпиранию транзистора 1. Полярность напряжения на линейном дросселе 3 меняется на противоположную, и накопленная в дросселе энергия возвращается в источник через диод 10 до тех пор, пока 15 ток второй полуобмотки дросселя не сжадет до нуля. Затем полярность тока во второй полуобмотке дросселя 3 меняется на противоположную, и ток снова нарастает до следующего момента 2Q синхронизации. Изменение сопротивления нагрузки или входного напряжения приводит к,изменению скорости нарастания тока дросселя 3, а следовательно, и напряжения на реэистивном датчике 20, т.е. частоты инвертирования напряжения. При уменьшении сопротивления нагрузки или увеличении входного напряжения частота инвертирования растет. При увеличении сопротивления нагрузки или уменьшении входного напряжения - снижается. Это приводит к перераспределению напряжений между линейным дросселем и нагрузкой. Жаким образом, амплитуда линейно нарастающего тока остается постоянной при различных возмущающих воздействиях, а следовательно, остается постоянным. и его среднее значение, равное току нагрузки.

B результате активных потерь в транзисторах инвертора, дросселе, трансформаторе и выпрямителе,. а также конечного времени переключения полупроводниковых элементов, стабильнссть тока нагрузки при сравнении напряжения на резистивных делителях 24, 25 (26, 27) толькЬ с напряжением эталонного источника 32 будет невысока. Для коррекции эталонного источника 32, в соответствии с уходом тока нагрузки служит уислитель сигнала оши бки 33, выделяющий и усиливающий разность действительного тока нагрузки, протекающего по реэистивному датчику 35, включенному последовательно с нагрузкой 11, и заданного. Это дает возможность значительно повысить козффициент стабилизации, сохранив высокое быстродействие и устойчивость стабилизатора.

Стабилизатор постоянного тока, соцержащий полупроводниковый двухтактный инвертор, управляющий вход каждого иэ двух плеч которого соединен через балластный резистор с соответствующим -выходом задающего генератора, питающий источник, подключенный к пи.тающему входу каждого иэ указанных плеч инвертора через последовательно соединенные полуобмотку дросселя и одну иэ первичных обмоток выходного трансформатора инвертора, один иэ выводов вторичной обмотки которого подключен к первому выводу выпрямителя со стороны переменного тока, соединенного выводами со стороны постоянного тока с П-образным С-фильтром, который первым выходным выводом подсоединен к одному из выводов для подключения нагрузки, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения стабильности тока нагрузки и надежности стабилизатора, другой вывод вторичной обмотки выходного трансформатора-инвертора подключен ко второму выводу выпрямителя со стороны переменного тока через первый дополнительно введенный резистивный датчик тока,параллельно которому подключена первичная обмотка дополнительно введенного измерительного трансформатора, вторичная обмотка которого имеет среднюю точку и через дополнительно введеннйе диоды подключена своими концами к двум дополнительно введенным реэистивным делителям напряжения, одно из плеч каждого из которых шунтирует соответствующее плечо дополнительно введенного блока для сравнения и синхронизации, вход которого подключен к дополнительно введенным и соединен ным последовательно выходами источни-. ку эталонного напряжения и усилителю сигнала. ошибки, соединенному входом с выводами второго дополнительно вве-, денного резистивного датчика тока, с помощью которого второй выходной вывод П-образного LC-ôèëüòpà подсоединен к другому выводу для подключения нагрузки, причем каждый из двух выходных выводов блока для сравнения и синхронизации соединен с coîòíåòñòвующими иэ входов задающего генератора.

Сост ави тель С . Горбачев а

Те х р ед И . Климко: КоРРектоР А. Власенко

Редактор И.Тимофеева

Заказ.589/41 Тираж 1033 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул. Проектная,4