РЕГУЛИРУЕМЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ Российский патент 2011 года по МПК G05F1/46 

Заявленное изобретение относится к области электротехники, в частности к стабилизаторам напряжения, предназначенным для питания электронных приборов, требующих регулирования выходного напряжения.

Известны устройства [1, 2], содержащие трансформатор с дополнительными обмотками и выпрямители, питающие служебные электрические цепи.

Известно устройство [3] для питания электродов электроннолучевых трубок и других электронных приборов, представленное на фиг.1. Данное устройство содержит преобразователь напряжения 1 с выходным трансформатором 2, имеющим две вторичные обмотки 3 и 4, вентильно-конденсаторный выпрямитель (выпрямительный блок) 5, делитель напряжения 6, регулируемый импеданс 7, являющийся измерителем сигнала обратной связи и выполненный по структуре «регулируемый транзистор - блок сравнения - опорный элемент», вспомогательный выпрямитель 8, стабилизирующий элемент 9, выполненный в виде ключевого стабилизатора тока и предназначенный для регулирования выходного напряжения. Постоянное напряжение от первичного источника питания поступает через стабилизирующий элемент 9 на вход преобразователя 1 напряжения. На вторичной обмотке 3 трансформатора 2 появляется переменное напряжение, которое умножается до необходимой величины и выпрямляется выпрямительным блоком 5, после чего прикладывается к нагрузке. Часть выходного напряжения через делитель 6 направляется на вход регулируемого импеданса 7. Данное устройство выбрано в качестве прототипа.

Прототип позволяет вырабатывать стабилизированное напряжение, регулируемое в некотором небольшом диапазоне. Это приводит к ограничению области применения.

Заявляемое изобретение описывает устройство, позволяющее вырабатывать регулируемое напряжение в более широком диапазоне, что увеличивает его область применения.

Поставленная задача решается тем, что в высоковольтный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий стабилизирующий элемент, преобразователь напряжения, подключенный к стабилизирующему элементу, трансформатор, первичная обмотка которого подключена к преобразователю напряжения, третья обмотка трансформатора подсоединена к вспомогательному выпрямителю, выход которого соединен с измерителем сигнала обратной связи, а вторичная обмотка подключена к выпрямительному блоку, делитель напряжения, отличающийся тем, что содержит дополнительную обмотку трансформатора, к которой подключен дополнительный выпрямитель.

На фиг.2 представлено устройство, которое содержит преобразователь напряжения 1, выполненный в виде ключевого стабилизатора, трансформатор 2 с двумя дополнительными обмотками 4 и 10, выпрямительный блок 5, делитель напряжения 6, измеритель сигнала обратной связи 7, выполненный по типу «регулируемый параметр - блок сравнения - опорный элемент», два вспомогательных выпрямителя 8 и 11, стабилизирующий элемент 9.

Преобразователь напряжения 1 соединен с первичной обмоткой трансформатора, вторичная обмотка 3 которого подключена к выпрямительному блоку 5. К выходу выпрямительного блока 5 присоединен делитель напряжения 6, который соединен с измерителем сигнала обратной связи 7. К вторичной обмотке трансформатора 4 присоединен дополнительный выпрямитель 8, который соединен с измерителем сигнала обратной связи 7. Измеритель обратной связи 7 соединен со стабилизирующим элементом 9. К вторичной обмотке трансформатора 10 присоединен дополнительный выпрямитель 11, соединенный со стабилизирующим элементом 9, соединенным с преобразователем напряжения 1.

Устройство работает следующим образом. Напряжение подается на стабилизирующий элемент, после которого поступает на вход преобразователя напряжения, и подается на трансформатор. Трансформатор имеет две дополнительные обмотки, необходимые для питания вспомогательных цепей устройства. На основной вторичной обмотке трансформатора появляется переменное напряжение, которое увеличивается до необходимой величины и выпрямляется выпрямительным блоком. Далее сигнал поступает через делитель напряжения на измеритель сигнала обратной связи, в котором происходит сравнение напряжения сигнала обратной связи с напряжением опорного элемента, по результату которого производится регулировка и стабилизация выходного напряжения стабилизирующим элементом. Он выполнен в виде ШИМ-модулятора. Выпрямительный блок построен на основе однотактного инвертора с обратным диодом, что позволяет регулировать напряжение на выходе устройства в широких пределах с помощью ШИМ-модулятора [4].

Для инвертора с обратным диодом:

Измеритель сигнала обратной связи выполнен на основе операционного усилителя. Питание стабилизирующего элемента и измерителя сигнала обратной связи происходит с помощью двух дополнительных обмоток трансформатора, к которым подключены два дополнительных выпрямителя, напряжение на которых не зависит от напряжения на выходе устройства. Дополнительные выпрямители выполнены по схеме инвертора с прямым диодом [4].

Для инвертора с прямым диодом (без дополнительного индуктивного элемента):

Следовательно, получаем постоянное напряжение, не зависящее от напряжения на выходе устройства.

В результате имеем устройство, которое позволяет получать регулируемое в широком диапазоне выходное напряжение и постоянное напряжение для питания собственных электрических цепей.

Источники информации

1. Авт. св. СССР №788090, G05F 1/56.

2. Авт. св. СССР №2095848, G05F 1/56.

3. Авт. св. СССР №1180860, G05F 1/46.

4. Иванов-Цыганов А.И. Электропреобразовательные устройства РЭС: Учеб. для вузов по спец. «Радиотехника» - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1991. - 272 с.: ил.

Заявленное изобретение относится к области электротехники, в частности к стабилизаторам напряжения, предназначенным для питания электронных приборов, требующих регулирования выходного напряжения. Регулируемый стабилизатор постоянного напряжения, содержащий преобразователь напряжения, соединенный с первичной обмоткой трансформатора, вторичная обмотка которого подключена к выпрямительному блоку. К выходу выпрямительного блока присоединен делитель напряжения, который соединен с измерителем сигнала обратной связи. К вторичной обмотке трансформатора присоединен дополнительный выпрямитель, который соединен с измерителем сигнала обратной связи. Измеритель сигнала обратной связи соединен со стабилизирующим элементом. К другой вторичной обмотке трансформатора присоединен еще один дополнительный выпрямитель, соединенный со стабилизирующим элементом, соединенным с преобразователем напряжения. Оба дополнительных выпрямителя являются нерегулируемыми. Технический результат заключается в возможности получения регулируемого напряжения в широком диапазоне, что позволяет питать различные устройства, требующие изменяемого напряжения. При этом собственные электрические цепи питаются постоянным напряжением. 2 ил.

Регулируемый стабилизатор постоянного напряжения, содержащий стабилизирующий элемент, преобразователь напряжения, подключенный к стабилизирующему элементу, трансформатор, первичная обмотка которого подключена к преобразователю напряжения, третья обмотка трансформатора подсоединена к вспомогательному выпрямителю, выход которого соединен с измерителем сигнала обратной связи, а вторичная обмотка подключена к выпрямительному блоку, делитель напряжения, отличающийся тем, что содержит четвертую обмотку трансформатора, к которой подключен еще один вспомогательный выпрямитель, к которому подсоединен стабилизирующий элемент, причем оба вспомогательных выпрямителя являются нерегулируемыми.