Стабилизатор переменного напряжения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< »678468

Союз Советскид

Социалистическик

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 1005.77(21) 2483203/24-07

1 с присоединением заявки №вЂ” (5! )РА. Кл.2

С 05 F 1, 24

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 0508.79. Бюллетень ¹ 29

Дата опубликования описания 050879 (53) УДК621. 316. .722.1(088.8) Ф (72) Автор изоБретения

-Н. В. Ковалков (71) Заявитель

Смоленский филиал Московского ордена Ленина энергетического института (54 ) СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НА»РЯЖЕНЙЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в цепях питания различной радиотехнической аппаратуры.

Известны стабилизаторы переменного напряжения Щ2).

Первое из известных устройств (l) содержит источник опорного напряжения, регулирующий элемент, выпрямитель и усилитель рассогласования.

Второе из известных устройств (2), являющееся наиболее близким техни- ческим решением к данному изобретению, содержит вольтодобавочный трансформатор, вторичная обмотка которого 15 включена в одну из силовых шин между входным и выходным выводом, и цепь обратной связи, состоящая из измерительного выпрямителя, узла сравнения с источником огорного напряжения, on-2О трона, инвертирующего усилителя и усилителя переменного тока, причем вход измерительного выпрямителя подключен к выходным выводам, а выход соединен со входом узла сравнейия,выходом под-; ключенного к светоизлучателю оптрона, светоприемиик оптрона включен между выходом инвертирующего усилителя и входом переменного тока, вход инвертирующего усилителя соединен с вход- 0 ными выводами, а выход усилителя переменного напряжения соединен с первичной обмоткой вольтодобавочного трансформатора.

Недостатком известных устройств является низкий коэффициент стабилизации и большое выходное сопротивление.

Цель изобретения — повышение коэффициента стабилизации и уменьшение выходного сопротивления.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе переменного напряжения узел сравнения выполнен в виде двух полевых транзисторов и генератора синусоидальных напряжений, состоящего из первого и второго каскада усилителя и RC — öåïè положительной обратной связи, причем затвор первого полевого транзисТора подключен ко входу узла сравнения, сток— к выходу первого каскада усилителя, а исток„ вЂ” ко входу второго каскада усилителя и к истоку второго полевого транзистора, сток которого соединен с выходом второго каскада усилителя и с выходом узла сравненияе а затвор подключен к источнику опорного напряжения, при этом между выходом второго и входом первого каскадоа .

678468 усилителя включена RC-цепь положительной обратной связи.

Функциональная схема стабилизатора изображена на чертеже, где приняты следующие обозначения:

1 — инвертирующий усилитель;

2 — фотоприемник оптрбна (фоторезистор):-— 3 — снетоиэлучатель оптрона (лампочка накаливания);

4 — усилитель переменного напряжения;

5 — вольтодобавочный трансформатор; б — измерительный выпрямитель;

7 — первый каскад усилителя;

8 — второй каскад усилителя;

9 — первый полевой транзистор;

10 — второй полевой транзистор1

11 — генератор синусоидального напряжения;

1)ву„-,„ входное и выходное напряжение

Uo„ — постоянное опорное напряжение

Ue — напряжение на выходе выпрямителя;

U, — напряжение нольтодобавки.

K источнику входного напряжения

Usx подключен постоянный резистор и вход инвертирующего усилителя 1, к в ходу которого подключен фоторезистор

2, причем вторые концы фоторезистора и постоянного резистора объединены и соединены со входом усилителя переменного тока 4, нагрузкой которого является первичная обмотка вольтодобаночного трансформатора 5. Вторичная обмотка трансформатора 5 подключена последовательно с нагрузкой к источнику входного напряжения. К нагрузке подключен вход измерительного выпрямителя 6, выход которого соединен с затнором полевого транзистора

9, сток которого подключен к выходу первого каскада 7 усилителя генератора синусоидальных колебаний, а ис", ток — ко входу второго каскада 8 усилителя. Затвор нторого полевого транзистора соединен с источником опорного напряжения,, исток подключен ко входу, усилительного каскада

8, а сток к выходу этого же усилитель ного каскада. Кроме того, к выходу второго усилительного каскада 8 ге,нератора подключена, лампочка накали,вания, освещающая фоторезистор. токЛси у них оказынаются разн „и

"р""ем и о абсид ° значит коэффициент

Ус" ленин кос е Усилителя 8 больше еди("о<8 = о у 1) . Коэффициент

>ca g

5 усиления первого каскада 7 усилителя генератора выбирается из условия обесЯ.си о печения баланса амплитуд при =1: К Д

pcs cH9

К»» йиос =1z где эпос коэффициент .

10 передачи RC-цепочки положительной обратной связи генератора на часто те мо, на которой вносимый цепочкой фазовый сдвиг равен, О. Таким образом, при включении стабилизатора и ЦьфЦц„.щ», )5 js генераторе на частоте <иовыполнЯют-. ся однонременно условия баланса фаз и баланса амплитуд, причем имеет место неравенство к, „р„> 1, где К» о результирующий коэффициент усиления каскадов 7 и 8. Так как K -p > 1 то пос амплитуда выходного напряжения генератора нарастает, стремясь к бесконечности.При этом увеличивается ток через лампочку накаливания,растет освещенность,изменяется напряжение на входе и на выходе усилителя переменного тоы- ка 4,что приводит в конечном счете к увеличению напряжения на выходе стабилизатора.увеличение Ug,,а следователь30 но и Us будет продолжаться до тех пор, пока напряжение De на затворе полевого транзистора 9 не станет в точности равным Пои . С этого момента в генератора начинает точно вынолня35 ться равенство К .A =1 и дальнейиоо ший рост амплитуды на его выходе прекращается. Такой режим работы стабилизатора является устойчивым.

50 бО

Рассмотрим работу схемы, Допустим, что при включении стабилизатора и номинальном входном напряжении. Uex, напряжение Us>ix вследствие падения напряжения на обмотке вольтодобавочного трансформатора 5, меньше номи.нального > o . Тогда и на выходе из леритель|Мго"выпрямителя 6 напряже-. ние бь. меньше anopHor0 Uon . Напряжение О,„ приложено к затвору полево го транзистора 10, а Ue - к затво ру транзистора 9. Так как эти тран зисторы обладают идентичными характеристиками, сопротивления сток-исЕсли по каким-то причинам Usw npe40 высиТ номимальное напряжение, то станет выполняться условие К p c 1, »,д амплитуда напряжения на выходе генератора и на выходе стабилизатора в целом уменьшится, пока снова не ста45 нет выполйяться точное равенство

К,д,в„, =1, Последнее возможно лишь в случае, если В „,, й,.„, „, что имеет место лишь при выполнении условия

U = tJe.

Следовательно любые изменения амплитуды выходного напряжения в предлагаемом стабилизаторе полностью компенсируются за счет соответствующего изменения напряжения Uo на обмотке вольтодобавочного трансформатора, причем происходит полная компенсация этих изменений. Таким образом, амплитуда выходного напряжения не зависит от изменений входного напряжения, что гбвОрит о том, что коэффи- циент стабилизации схемы приближается к бесконечности;Формула изобретения

Стабилизатор переменного напряжения, содержащий вольтодобавочный

678468 .... ний, состоящего из первого и второи го каскада усилителя и RC-цепи поло- жительной обратной связи, причем затвор первого полевого транзистора в- подключен ко входу узла сравнения, сток — к выходу первого каскада уси5 лителя, а исток — ко входу второго каскада усилителя и к истоку второго полевого транзистора, сток которого соединен с восходом второго каскада усилителя и с выходом узла сравнения, а затвор подключен к источнику опорного напряжения, при этом между выходом второго и входом первого каскадов усилителя включена RC-цепь положительной обратной связи.

Составитель С Чернышева

Редактор Д. Мепуришвили Техред М. Петко. Корректор О. Билак

Заказ 4558/37 Тираж 1015 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 трансформатор, вторичная обмотка ко.торого включена в одну из силовых ши между входным и выходным выводом, и цепь обратной связи, состоящая иэ измерительного выпрямителя, узла сра нения с источником опорного напряжения, оптрона, инвертирующего усилителя и усилителя переменного тока, причем вход измерительного выпрямителя подключен к выходным выводам а

I выход соединен со входом узла сравнения, выходом подключенного к свето излучателю оптрона, светоприемник оптрона включен между выходом инверти-j рующего усилителя и входом усилителя переменного напряжения, вход инверти рующеro усилителя соединеí с входными выводами, а выход усилителя пе- . ременного тока соединен с первичной обмоткой вольтодобавочного трансформатора, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента стабилизации и уменьшения выходного

20 сопротивления, узел сравнения выполнен з виде двух полевых транзисторов и генератора синусоидальных напряжеИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Илюкович А.M. и Шульман Б.P.

Стабилизаторы и стабилизированные источники питания переменного тока

М.-Л., Энергия, 1965, с. 87, рис. 38.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 505012, кл. G 05 F 1/30, 1973.