Стабилизатор постоянного тока

 

О П И С А Н И Е „„.935908

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социалистических

Республик (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— г (22)Заявлено 04.10.80 (21) 2990463/24-07 с присоединением заявки М— (23) ПриоритетОпубликовано 15. 06. 82. Бюллетень М 22

Дата опубликования описания 17.06.82 (53)NL. Кл.

G 05 F 1/56

Гоаударотеапанй комитет

СССР по делам изооретеиий и открытий (53) Ул К 621. 316. .722,1(088.8) (72) Автор изобретения

В. ll. Кадель (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах питания различных устройств.

Известны стабилизаторы тока, содержащие регулируемый инвертор, выходной трансформатор, орган сравне- ния и цепь обратной связи, в которых в целях стабилизации выходного тока инвертора в его вторичную цепь включают эталонный резистор и (или)трансформатор (lg.

Недостатком таких устройств является необходимость включения датчика тока во вторичную цепь выходного трансформатора, так как при этом на нем теряется часть мощности и он оказывается гальванически связанным со вторичной цепью.

Расположение датчика тока на вторичной стороне, при регуляторе, расположенном на первичной стороне, кроме усложнения конструкции элементов, обеспечивающих высокое сопроуивле>«1е изоляции, приводит к многократному преобразованию сигнала, поступающего с датчика тока, что,в свою очередь, затрудняет обеспечение устойчивой работы стабилизатора

S и приводит к большим динамическим ошибкам.

Наиболее близким к предлагаемому является стабилизатор постоянного тока, содержащий регулируемый инвертор с блоком управления, датчик тока и выходной трансформатор с выпрямителем (2).

Это техническое решение позволяет исключить необходимость установки датчика выходного тока во вторичной цепи инвертора и тем самым повысить

КПД стабилизатора с большим значением выходного тока. Недостатком данного стабилизатора является сложность схемы устройства и недостаточная надежность.

Целью изобретения является упро щение схемы и повышение надежности устройства.

935908

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор постоянного тока, содержащий регулируемый инвертор с блоком управления, датчик то, ка и выходной трансформатор с выпря мителем, введена цепь иэ последовательно соединенных дросселя и второго датчика тока, подключенная парал,лельно первичной обмотке выходного трансформатора, которая через первый 10 датчик тока соединена с выходом инвертора, причем вход блока управления подключен к выходу введенного узла вычитания, входы, которого соединены с выходами датчиков тока. IS

На фиг. 1 приведена функциональная Ьлок-схема стабилизатора; на фиг. 2 - один из вариантов его выполнения.

Устройство состоит иэ регулируемо- 0

ro инвертора 1 с блоком управления 2, выход инвертора через первый датчик тока 3:, выходной трансформатор 4 и выпрямитель 5 подключен к выходу стабилизатора, параллельно первичной

-обмотке выходного трансформатора 4 включена цепь из последовательно соединенных дросселя 6 и второго датчика тока 7, выходы датчиков тока 3 и 7 подключены к узлу вычитания 8, выход которого соединен с входом блока управления 2 инвертором l°.

Устройство работает следующим образом.

Через датчик тока 3 протекает ток

1Ь = 1И-п +1,эт+ 1Îê

35 где и - коэффициент трансформации выходного трансформатора;

11 - ток нагрузки;

I - ток холостого хода выходно40 со трансформатора;

1 „- ток холостого хода катушки индуктивности.

При условии выполнения дросселя 6 на сердечнике из того же материала, что и выходной трансформатор 4, вы45 бора рабочей индукции, равной рабочей индукции выходного трансформатора, учитывая, что напряжения на дросселе

6 и первичной обмотке трансформатора

4 равны или пропорциональны друг дру- 0 гу, а частоты равны, то при всех ус.ловиях эксплуатации ток холостого хода дросселя 6 пропорционален току холостого хода выходного трансформатора 4 с постоянным коэффициентом пропорциональности К ОК К

К=

>оТ

4 где G<, С„-.вес магнитопровода, соответственно дросселя 6 и трансформатора 4, кг.

Таким образом, сигнал, снимаемый с датчика 3 U, пропорционален коэффиц енту К2 1 °

Сигнал, снимаемый с датчика 7 О., пропорционален с коэффициентом пропорциональности К току через него ст

Тогда на выходе вычитающего узла

8 сигнал равен

И ц — — u - u =К и1„+ !от(К +К.1 Кд-К )

Таким образом, при К =К (1+K), что легко реализуется делителем, например реэистивным, установленным на входе вычитающего узла, сигнал на выходе его пропорционален только току нагрузки.

Поскольку материал сердечника дросселя 6 тот же, что и трансформатора 4 а рабочая индукция выбрана одинаковой, то условие пропорциональности Ц = 1н выполняется автоматически во всех условиях эксплуатации, в том числе при отклонениях температуры окружающей среды.

Сигнал с выхода вычитающего узла поступает на вход блока управления 2, где он сравнивается с опорным или задаваемым сигналом О „, усиливается, преобразуется и поступает на вход регулируемого инвертора 1, который и отрабатывает ошибку, поддерживая разность сигналов с выхода вычитающего узла и опорного, равную нулю.

Таким образом становится возможным обеспечить стабилизирующие функции устройства без включения датчика тока в выходную цепь нагрузки, а также отказаться от применения сложного выходного трансформатора 4, заменив его на обычный силовой, в том числе серийный, отказаться от преоб" разования сигнала, связанного с его фильтрацией.

При этом используется катушка индуктивности дросселя 6,представляющая собой обычный магнитопровод с одной низковольтной обмоткой, мощность которой в сотни раз меньше мощности выходного трансформатора ° Узел вычитания 8 может быть выполнен на операционном усилителе, как это показано на фиг.2, где приведен вариант принципиальной схемы стабилизатора, регулируемый инвертор ) которого, собран по двухтактной. схеме. 8 средние точки выходного трансформатора 4 и

9359 катушки индуктивности дросселя 6 включены резистивные датчики токов 3 и 7 соответственно. Катушка индуктивности дросселя 6 подключена параллельно трансформатору Й через разделительные диоды 9 и 10, предотвращающие протекание тока холостого хода катушки через обмотки трансформатора.

Сигналы с датчиков 3 и 7 посту- 1В пают на операционный усилитель 11 через делители на резисторах 12-15.

Разностный сигнал с выхода операционного усилителя 11 поступает на операционный усилитель 16, где он д сравнивается с опорным напряжением и поступает на схему формирования импульсов управления 17 транзисторами инвертора или регулятора 18, показанного на фиг. 2 пунктиром. Через выпрямитель 5 нагрузка 19 подключена к выходному трансформатору 4. Работа схемы аналогична описанной работе устройства по фиг.1.

08 6 формула изобретения

Стабилизатор постоянного тока, содержащий регулируемый инвертор с бло ком управления, датчик тока и вы ходной трансформатор с выпрямителем, о т л и ч а ю. щ и "ся тем,,что, с целью упрощения схемы и повышения надежности, в него введена цепь из последовательно соединенных дросселя и второго датчика тока, подключенная параллельно первичной обмотке выходного трансформатора, которая через первый датчик тока соединена с выходом регулируемого инвертора, причем вход блока управления подключен к выходу введенного узла вычитания, входы которого соединены с выходами датчиков тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

11 591845, кл. 0 05 F 1/56, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

Н 462175, кл. 6 05 F 1/56, 1976.

935908

Составитель В. Мосин

РедактоР С.Тимохина ТехРед M.Тепер КоРРектоР,В. СиницкаЯ

Заказ 4210/50 Тираж 914 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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