Стабилизатор напряжения постоянного тока

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалкстнческих

Республик 699506 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кд. (22) Заявлено06.11.74 (21) 2074703/23-07 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 25.11.79..Бюллетень %43

Дата опубликования описания 28. 11. 79

G 05 F 1/56

Государстаеиный аоиатет

СССР ао делам иэобретенкй и открытой (53 ) УД 3 62 1.3 16. .722.1 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. П. Борисов и И. И. Колосков (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗАТОР НАПРдж уИд ПОСТОдИИОгО

ТОКА

Изобретение относится к электротех- нике и предназначено для обеспечения нагрузки постоянного тока стабильным напряжением.

Известен стабилизатор напряжения, в котором регулирующий элемент работает в ключевом режиме, а с целью эффективного подавления возмущений выходного напряжения обратная связь осуществляется по интегральному значению входного напряжения сглаживающего фильтра, содержащий регулирующий транзистор, дроссель и диод фильтра, параллельно которому через резистор подключены соединенные последовательно интегратор, реле и базовый переход регулирующего транзистора fl).

Известен также стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий дроссель фильтра и рекуперационный диод, параллельно которому через резистор подключены соединенные последовательно интегратор, реле и базо-эмиттерный переход регулирующего транзистора, включенного последовательно в выходную шину(2) Недостатком известного устройства является то, что в нем выходное напряжение может значительно изменяться при большом диапазоне изменения тока нагруэ5 ки. Для устранения этого недостатка такие стабилизаторы содержат цепь дополнительной обратной связи с выхода стабилизатора, что значительно усложняет схему.

Целью изобретения являются упрощение и обеспечение повцшенной точности стабилизации найряжения при изменении тока . нагрузки.

Для этого в стабилизаторе напряжения постоянного тока дроссель фильтра выполнен двухобмоточным, причем силовая цепь регулирующего транзистора соединена с входным выводом через первичную обмотку дросселя фильтра, вторичная обмотка которого через рекуперационный диод соединена с выходными выводами.

На фиг. 1 приведен предложенный ста.билизатор напряжения постоянного тока

3 6995 блок-схема, на фиг. 2 — диаграммы, поясняющие его работу, Предложенный стабилизатор напряжения содержит регулирующий транзистор 1, подключенный к выходному конденсатору

2 и нагрузке 3, и через первичную обмотку дросселя 4 фильтра — к источнику

5 питания. В цепь вторичной обмотки дросселя фильтра включен рекуперационный диод 6 фильтра, к которому через резис- 10 тор 7 подключены соединенные последовательно интегратор 8 и реле 9, а также резистор 1.0 и эталонный источник 11.

Запуск схемы осуществляется импульсом

12 стабильной частоты. Обмотки дроссе- 15 ля 4 имеют одинаковое число витков.

Индексы напряжений, диаграммы которых приведены на фиг. 2, соответствуют позиционным обозначениям элементов на фиг. 1. 20

Импульсом 12 осуществляется пере— ключение реле 9, в результате чего начинает протекать ток через базовый переход транзистора 1, который переходит во включенное состояние. При этом на25 пряжение источника 5 будет приложено к входу сглаживающего фильтра, образован— ного первичной обмоткой дросселя 4, и конденсатором 2, ток от источника 5

30 протекает через дроссель 4, транзистор 1 и нагрузку 3, на обмотках дросселя наводится напряжение полярности обозначенной на чертеже, по величине равное разности между напряжением ис35 точника 5 и напряжением на нагрузке 3.

К рекуперационному диоду 6 в это. время приложено обратное напряжение, равное сумме. напряжения на нагрузке 3 и напряжения на вторичной обмотке дросселя

4 (фиг. 1). Последнее равно напряжению на первичной обмотке дросселя 4, за вычетом падения напряжения на ее омическом сопротивлении. Следовательно, обратное напряжение на диоде 6 будет равно напря45 жению источника 5 за вычетом падения напряжения на омическом сопротивлении дросселя 4.

Это напряжение (U< — фиг, 2) поступает на вход интегратора 8 одновре50 менно с напряжением эталонного источника 11. Таким образом, мгновенное значение выходного напряжения интегратора

8 (Qв фиг. 2) пропорционально разности .среднего значения напряжения на входе

55 сглаживающего фильтра и эталонного напряжения.

В момент времени, когда эта разность станет равной нулю, т. е. среднее значеО6 4 ние напряжения на входе фильтра станет равным заданной величине, реле 9 возвращается в исходное состояние, обесточивается транзистор 1, прерывается ток через первичную обмотку дросселя, зн;-.к напряжения на обмотках последнего изменяется на противоположный (указано на фиг. 1 в скобках), ток в нагрузку,начинает поступать от вторичной обмотки дросселя 4 через диод 6, напряжение на выходе интегратора начнет возрастать и изме ляется пропорционально сумме напряжения на открытом диоде 6 и напряжения источника 11. Зто состояние сохраняется до поступления следующего импульса 12) описанные процессы повторяются, в результате чего на входе сглаживающего фильтра получается последовательность прямоугольных импульсов стабильной частоты, среднее значение каждого из которых равно заданному значению.

После сглаживания фильтром из дросселя

4 и конденсатора 2 эти импульсы преобразуются в стабильное по величине постоянное напряжение, подаваемое на нагрузку 3.

Напряжение, пОдаваемое на интегратор

8 с диода 6, зависит от тока нагрузки.

Действительно при возрастании тока нагрузки, во-первых, меньшая часть напряжения трансформируется во вторичную обмотку дросселя из-за возросших потерь на активном сопротивлении его первичной обмотки, и, во-вторых, возрастает падение напряжения во время открытого состояния диода 6. В результате во время включенного состояния транзистора процесс интегрирования интегратором будет продолжаться более длительное время (на фиг. 2 обозначено пунктиром), среднее значение напряжения на входе сглаживающего фильтра возрастет, скомпенсирует возросшее падение напряжения на дросселе, напряжение на нагрузке практически не изменится.

Таким образом, в предложенном стабилизаторе напряжения, где силовая часть выполнена по схеме с двухобмоточным дросселем фильтра и сочетается с интегральной обратной связью, подкгпочаемой к входу .фильтра, обеспечивается не только эффективное подавление возмущений питающего напряжения, но и повышенная точность стабилизации при йзменении тока нагрузки, причем достигается это без усложнения схемы стабилизатора.

5 699506

Формула изобретения па

8 Ю

-1

Фи .g

Составитель С. Горбачева

Редактор Ю. Челюканов Техред О. Андрейко Корректор М. Вн ула

Заказ 7227/52 . Тираж 1015 Подписное

Е1ПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал Г1ПП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий дроссель фильтра и реКупераиионный диод. параллельно которому через резистор: одключень. соединенные последовательно интегратор, реле и баэо-эмиттерный переход регулирующего транзистора, включенного последовательно в выходную шину, о т л и ч а юшийся тем, что, с делью упрощения и обеспечения повышенной точности стабилизации напряжения при изменении тока б грузки, дроссель Фильтра выполнен двухобмоточным, причем силовая пепь регулирующего транэкстора соед;,не-, а с входным выводом;эрез первнчн;-:с обмотку дросселя фильтра, вторичная обмотка которого через рекуперадпо:..-:.-и диод соединена с выходными выво:- ::.

14cT0т нн и .тEò p . ад ч принятые во вннм.-;пие прн экспертизе

io 1. Авторское свидетельство CCCP № 360655, кл. G 05 F 1/56.

2. Патент США № 3527998, 323-22, 1973.