Импульсный параметрический стабилизатор постоянного тока

 

ОЩф4,й, XHA. ай -ФИ22 т ся

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (6!) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 260477 (21) 2480699/24-07 (51) М. Кл.

G 05 F 1/56 с присбединением заявки тров (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 316.

° 722 . 1 (088, 8) Опубликовано 2508.7%Бюллетень 14о 31

Дата опубликования описания 3008.79 (72) Авторы изобретения

Н.И. Олейник, Ю.М. Любченко и В.И. Петренко (71) Заявитель (54) импульсный пАРАметРический стАБилизАтОР

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропитания различной аппаратуры.

Известен импульсный параметрический стабилизатор постоянного тока, содержащий полупроводниковый инвертор, задающий генератор, выпрямитель с фильтром и линейный дроссель, параллельно которому подключен дроссель насыщения и импульсные трансформаторы, выходные обмотки которых подключены к входу задающего генератора.

Йедостаток устройства эаключа- 15 ется в том, что уровень стабилизированного тока не может быть изменен без конструктивного изменения параметров линейного дросселя или дросселя насыщения. 20

Наиб олее бли эким к предлагаемому является импульсный параметрический стабилизатор постоянного тоха, содержащий последов ат ель ный ключ евой транзистор, выходной сглаживающий фильтр на линейном дросселе и конденсаторе, коммутирующий диод и двухобмоточный дроссель насыщения, первичная обмотка которого соединена с обмоткой линейного дросселя, а вто-З0 ричная обмотка подключена к цепи эмиттерно-базового перехода ключевого транзистора. Недостатком такого устройства является возможность настройки стабилизатора только на единственный уровень стабилизируемого тока, так как величина тока строго задана параметрами линейного дросселя и дросселя насыщения, которые после монтажа устройства неуправляемы.

Целью изобретения является рас ширение функциональных возможностей стабилизатора путем обеспечения возможности установки различных уровней стабилиэируемоГо тока °

Эта цель достигается тем, что имйульсный параметрический стабилизатор постоянного тока, содержащий последовательный ключевой транзистор, выходной сглаживающий фильтр на линейном дросселе и конденсаторе, коммутирующий диод и двухобмоточный ,дроссель насыщения, первичная обмотка которого соединена с обмоткой линейного .дросселя, а вторичная обмотка годключена к цепи эмиттерно-базового перехода ключевого транзистора, снабжен тиристором, который своими силовыми

681422 электродами подсоединен параллельно обмотке линейного дросселя согласно с эмиттерно-коллекторным переходом ключевого транзистора конденсатором, который одним выводом соединен с катодом тиристора, а вторым выводом че,рез последовательно соединенные резисторы — с анодом укаэанного тиристора, источником управляющего напряжения, минусовый вывод которого через диод соединен с управляющим электродом тиристора, а плюсовый вывод — с 10 точкой соединения конденсатора и резистора, и двумя разрядными диодами, первый из которых соединен аноцом с катодом тиристора, а катодом — с плюсовым выводом источника управляющего напряжения, а второй соединен анодом с катодом первого иэ указанных диодов, а катодом — со средней точкой резисторов.

На фиг.l представлена принципиальная электрическая схема импульсного параметрического стабилизатора постоянного тока; на фиг. 2 а б диаграммы токов в дросселе и в нагрузке.

Стабилизатор содержит ключевой транзистор 1, соединенный последовательно со сглаживающим фильтром на линейном дросселе 2 и конденсаторе 3, К входу фильтра подключен коммутирующий диод 4. Параллельно обмотке ли- ЗО нейного дросселя 2 подключена первичная обмотка 5 дросселя 6 насыщения, вторичная обмотка 7 которого соединена с эмиттер-базовым переходом ключевого транзистора 1. Транзистор 8 35 силовая электродами соединен параллельно с обмоткой дросселя 2 согласно с эмиттер-коллекторным переходом транзистора 1. Конденсатор 9 через источник 10 управляющего напряжения щ и диод ll соединен с управляющим переходом тиристора 8, а через эарядноразрядную цепь, состоящую иэ резисторов 12- 13 и диодов 14, 15, подключен к обмотке дросселя 2, 45

Для предотвращения обратных токов в источнике 10 управляющего напряжения параллельно era выводам включен резистор 16, В момент подачи входного напряжения создается некоторое напряжение на обмотках дросселей 2 и 6 за счет токов утечки ключевого транзистора 1, Транзистор 1 плавнообраэно открывается напряжением на обмотке 7 дросселя 6. ЭДС самоиндукции дроссе- 55 лей 2 и 6 прикладывается к конденса. тору9 через эарядно-разрядную цепь.

Ток 1 А, протекающий через обмотку дросселя 2, линейно возрастает. Одновременно заряжается конденсатор 9 60 через резисторы 12, 13. В момент, когда напряжение на конденсаzop 9 превышает величину напряжения источника.

10, конденсатор 9 подключается к управляющему переходу тиристора 8 через 65 источник 10 и диод 11, эашишаюший уп0 -Ц

Вц у О ы 1э

U . — входное и выходное наВЫх стабилизатора

r — величина сопротивлений

13 резисторов 12 13;

С вЂ” емкость конденсатора 9.

9 где пряжение

4 Д

Отсюда (т+ "МС9

+ = ах Вь!к

За это время ток в дросселе 2 нарастает от нулевого значения до величины ь1 в выд 3 (1.",зкч у

А L а магнитная индукция в сердечнике дросселя 6 получает приращение вл цы .)t q ьВ=

S) равляемый переход от обратны.": напря жений. Через управляющий переход ти рист ора протекает ток разряда к онден— сатора, тиристор 8 открывается и шунтирует обмотку дросселя 2. Ток дросселя 1д уменьшается, в связи с чем полярность ЭДС самоиндукции дросселя

2 и напряжения на обмотке 5 дросселя

6 изменяется на противоположное. Изменение полярности приводит к выключению тиристора 8, Транзист ю 1 закрывается напряжением на обмотке 7, а коммутирующий диод 4 открывается.

Ток i<> линейно уменьшается. Конденсатор 9 разряжается на.пряжением на обмотке дросселя 2 Через резистор

12 и диод 14. Шунтирование резистора

13 диодом 14 обеспечивает уменьше-. ние времени разряда по сравнению с временем заряда, что необхоцимо цля готовности схемы к очередному циклу.

Конденсатор разряжается и. а:"л-.."-ски до нулевого значения напр.,:.",.:.:.:-" эа счет параллельного включ.=-н:.:.. диода

15. В это же время сердечник дро=селя перемагничивается в направлеными и "хоцного насыщенного cocTQBHBR, В тот момент времени, когда ток дросселя 2 уменьшается до нулевого значения, полярчость напряже". ÷. ë на его обмотке изменяется на обрат."-:,ое, -:.ðàíэистор 1 открывается, и цикл работы устройства повторяется.

Амплитудное значение тока в дросселе 2 и среднее значение тока нагрузки определяется длительностью замкнутого состояния транзистор 1, Длительность t3 замкнутога состояния транзистора 1 соответствует времени заряда конденсатора 9 до напряжения источника управляющего напряжения и может быть получена из приближенного соотношения

681422

t

5 (12 17 СЯДУ вь » вых

ДЛ "12" 3 Ч " J ср 2 2(.

Формула изобретения где S и w> — площадь поперечного сечения сердечника и количество витков в обмотке 5 д.зосселя.

Разомкнутое состояние транзистора соответствует времени уменьшения

i > до нулевого значения и времени перемагничивания сердечника дросселя

6 в противоположном направлении на ту же величину ЬВ напряжением, равным ИВых.

Следовательно, разомкнутое состояние транзистора характеризуется длительностью.среднее эна ение тока в нагрузке в некотором диапазоне напряжений источника управляющего напряжения не зависит от параметров обмотки и сердечника дросселя насыщения и при 25 необходимости может быт ь подстроено вручную или автоматически изменением напряжения Бу. В частных случаях, когда настройка производится единовременно при изготовлении стабилизатора и не подвергается автоматическому изменению в процессе функционирования стабилизатора., в качестве источника управляющегQ напряжения может быть использован источник опорного напряжения, в простейшем случае — стабилитрон.

Следовательно, уровень стабилизированного тока может изменяться в широком диапазоне за счет внешних воздействий без изменения конструктив".ых параметров дросселей 2 и 6.

Верхний уровень тока дросселя

2 1, и 1 1 (см. фиг ° 2,а) и наибольшее значение тока в нагрузке I Tq (см. фиг. 2, б) соответствует той

45 длительности замкнутого состояния ключевого транзистора 1, при котором приращение индукции аВ в сердечнике дросселя 6 достигает своего максимально возможного значения, равного 50

2 Вб.

Нижняя граница тока в дросселе А и I p (см. фиг. 2,а) и наименьшее эначейие тока в нагрузке I zT лимитируется максимально допустимой 55 частотой переключений транзистора 1. устройство может быть выполнено и по схеме с параллельным подключением нагрузки и ключевого транзистора

Состав устройства и протекающие в нем физические процессы аналогичны вышеописанным.

Таким образом, отличительные признаки изобретения позволяют расширить диапазон уровней стабилиэируемого тока.

Использование предлагаемого устройства позволяет значительно сократить стоимость разработки стабилизагоров тока, так как обеспечивается возможность создания унифицированных стабилизаторов для определенного диапазона входных и выходных напряжений.

Экономический эффект от использования изобретения возрастает по мере расширения номенклатуры стабилизаторов и размера выпускаемой серии.

Импульсный параметрический стабилизатор постоянного тока, содержащий последовательный ключевой транзистор, выходной сглаживающий фильтр на линейном дросселе и конденсаторе, коммутирующий диод и двухобмоточный дроссель насыщения, первичная обмотка которого соединена с обмоткой линейного дросселя, а вторичная обмотка подключена к цепи эмиттерно-базового перехода ключевого транзистора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей стабилизатора путем обеспечения возможности установ ки различных уровней стабилизируемого тока, он снабжен тнристором, который своими силовыми электродами подсоединен параллельно Обмотке линейного дросселя согласно с эмиттерно-коллекторным переходом ключевого транзистора, конденсатором, который одним выводом соединен с катодом тиристора, а вторым выводом через последовательно соединенные резисторы — с анодом указанного тиристора, источником управляющего напряжения, минусовый вывод которого через диод соединен с управляющим электродом тиристора, а плюсовой вывод — с точкой соединения конденсатора и резистора, и двумя разрядными диодами, первый иэ которых соединен анодом с катодом тиристора, а катодом с плюсовым выводом источника управ— ляющего напряжения, а второй соединен анодом с катодом первого иэ укаэанных диодов, а катодом — co средней точкой резисторов.

681422

4РИВ.1 u

Составитель Л. Мордвиикииа

Редактор Т. Зубкова Техред С. огай Корректор E- Лукач

Закав 5085/44 Тираж 1015 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, r ° Ужгород, ул. Проектная, 4