Стабилизатор постоянного тока Советский патент 1983 года по МПК G05F1/56 

Изобретение OTHOGHTCH к регулятора постоянного тока. Известен стабилизатор постоя1 ного тока, содержащий регулирующий элемент на оптроне, светоприемник которого включен последовательно с нагрузкой, а светоизлучатель параллельно датчику тока нагрузки l . Недостатком известного устройств являются низкие качественные характе ристики. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату К изобретению является стабилизатор постоянного тока, содержащий состав ной регулирующий транзистор п-р-п т па о нагрузксй в цепи коллектора и датчиком тока в цепи эмиттера, изме рительно-усилительный узел, выход к торого связан с базой регулирующего транзистора, один вход соединен с источникс:м опорного напряжения, а другой вход связан с датчиком тока нагрузки, источник питания измерительно-усилительного узла C2J. Недостатком его является отсутствне развязки между цепями протекания тока нагрузки (значение которого может достигать больших }зеличин ) и слаботочными цепями усиления и форми рования сигнала управления регулирующим транзистором, что сужает область применения стабилизатора, а также снижает помехоустойчивость и приводит к возможности самовозбуждения стабилизатора. Целью изобретения является расшир ние функциональных возможностей, повышение помехоустойчивости и стабиль ности работы стабилизатора постоянного тока. Поставленная цель достигается тем что в стабилизатор постоянного тока содержащий составной регулирующий транзистор п-р-п типа с нагрузкой в цепи эмиттера, измерительно-усилител ный узел, выход которого связан с базой регулирующего транзистора, один вход соединен с выходом источника опорного напряжения, а другой вход связан с датчиком тока, источни питания измерительно-усилительного узла, введены операционный усилитель два резистора и два диодных оптрона причем первый оптрон анодом светоиздучателя подключен к выходу измери тельно-усилительного узла, а катодом и анодом фотоприемника - соответственно к коллектору и базе составного регулирующего транзистора, параллельно датчику тока подключен через первый резистор светоизлучатель второго диодного оптрсна, анод фотсприемника которого соединен с инвертирующим входом операционного усилителя и через второй резистор - с выходом этого же усилителя и с вторым входом и 3 мерите л,ь НС-усилительно го узла, а катод фотоприемника второго .г-Шодного оптрона соединен с катодом светоизлучателя первого диодного оптрона, с неинвертирующим входом операционного усилителя, с минусовой шиной источника питания измерительноусилительного узла и источника опорного напряжения. На чертеже представлена электрическая принципиальная схема стабилизатора постоянного тока. Стабилизатор содержит составной регулирующий транзистор 1 n-p-ri типа с нагрузкой 2 в цепи коллектора и датчиком тока на резисторе 3 в цепи эмиттера, подключенный к силовому источнику 4 питания, а также измерительно-усилительный узел 5 и источник б питания его. Один из БХОдов усилительного узла 5 соединен с выходом источника опорного напряжения, состоящего из стабилитрона 7 и токозадающего резистора 8 и подключенного к источнику 6 питания усилительного узла 5. Выход усилительного узла 5 соединен с анодом свето Излучателя первого диодного оптрона , анод и катод фотоприемника которого подключены соответственно к базе и коллектору составного регулирующего транзистора 1, эмиттер этоIo транзистора соединен через первый резистор 10 с анодом светоизлучателя второго диодного оптрона 11, катод светоизлучателя которого подключен к минусовой шине силового источника 4 питания, катод фотоприемникак катоду светоизлучателя первого диодного оптрона 9, неинвертирующему « входу операционного усилителя 12 и минусовой шине источника б питания усилительного узла 5, а анод фотоприемника - к неинвертирующему входу операционного усилителя 12 и через . второй резистор 13 - к выходу этого же усилителя и второму входу усилительного узла 5. Стабилизатор постоянного тока :)аботает следующим образом. Ток нагрузки (Дц )| протекая через резистор 3, частично ответвляется в цепь светоизлучателя второго диодного.. оптрона 11. В цепи фотоприемника этого опт1зона устанавалиется фототок, величина которого пропорциональна величине тока светоизлучателя (коэффициент пропорциональности равен коэффициенту передачи по току К , второго диодного оптрона 11). Операционный усилитель 12 преобразует величину тока фотоприемника в напряжение обратной связи величина которого определяется следующим соотнощением п V- КЪ R10 где R3,R10,R13 - сопротивление резисторов 3, 10 13 соответственно;VJfip - прямое падение напряжения на светоизлучателе второго диодного оптрона. Напряжение обратной связи (J при кладывается к одному из входов усили тельного узла 5, на другом входе которого действует опорное напряжение (UQ), Усилительный узел 5 усиливает разность напряжений ( oc} Сигна с его вкхсда подводится к светоизлучателю первого диодного оптрона 9. По цепи фотоприемника этого оптрона в базу составного регулирующего тран зистора 1 поступает ток, величина которого обеспечивает в цепи нагрузки 2 ток Лц заданной величины. Если ток 3 через нагрузку 2 по какой-либо причине возрастает, то возрастет и величина тока в цепи светоизлучателя второго диодного Оптрона Но Это приведет к увеличению фототока в цепи фотоприемника этого оптрона, а следовательно, к увеличению напряжения UQC на выходе операционного усилителя 12 и уменьшению разности напряжений Uoc) Напряжение на выходе входного усилительного узла уменьшается, в результате уменьшится ток через светоизлучатель первого диодного оптрона.Это приведет к уменьшению тока в цепи базы составного регулирующего тра зистора 1, вызывая закрывание этого транзистора и уменьшение тока Э практически до своего начального (заданного J значения. Если ток 3ц через нагрузку 2 умень шится, то напряжение обратной связи UQC с выхода операционного усилителя 12 также уменьшится. Разность напряжений (.и, 0() увеличится, это вызовет увеличение тока базы составного регулирующего транзистора 1, что приведет к открыванию транзистора 1 и увеличению тока Э, опять npaKf тически до своего начального значения. Таким образом, осуществляется поД держание тока нагрузки на заданном , уровне. В приведенной схеме стабилизатора постоянного тока нагрузка может быть включена на любом участке цепи, где протекает стабилизируемый ток 3ц , при этом может быть заземлен любой вывод нагрузки, это не вызовет изме нений метрологических характеристик стабилизатора. Использование описываемого технического решения по отношению к известному устройству с введением операционного усилителя, двух резисторов и двух диодных оптронов обеспечивает стабилизацию постоянного тока при наличии гальванической развязки силовой цепи управления, что расЬлиряет функциональные возможности устройства, повьпиает его помехоустойчивость и стабильность работы. Устройство может быть использовано для: стабилизации постоянного тока положительной или отрицательной полярности, с заземленной или незаземленной нагрузкой, для стабилизации тока в нагрузке, имеющей импульсный характер.Повышение помехоустойчивости и стабильности работы стабилизатора постоянного тока обусловлено полным разделением протекания тока нагрузки, который может быть значительным по величине, и слаботочных цепей усиления формирования сигнала управления регулирующим транзистором.

СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий составной регулирующий транзистор п-р-h типа с нагрузкой в цепи коллектора и датчиком тока в цепи эмитттера, измерительно-усилительный узел, выход которого связан с базой регулирующего транзистора, один вход соединен с источником опорного напряжения, а другой вход связан с датчиком тока,источник питания измерительно-усилительного зла,о т л и- чающийся тем,что,с целью расширения функциональных возможностей,повышения помехоустойчивости и стабильгСЬ ности работы, в него введены операционный усилитель, два резистора и дв.а диодных оптрона, причем первый оптрон анодом светоизлучателя подключен к выходу измерительно-усилительно-, го узла, а катодом и анодом фотопри-; емника - соответственно к коллектору и базе составного регулирующего транзистора, параллельно датчику тока подключен через первый резистор светоизлучатель второго диодного оптрона, анод фотоприемника которого соединен с инвертирукяцим входом операционного усилителя и через второй резистор с выходом этого же усилителя и с вторым входом измерительно-усилительного узла, а катод фотоприемника - с | катодом светоизлучателя первого ди(Л одного оптрона, с неинвертирующим входом операционного усилителя, с минусовой шиной источника питания измерительно-усилительного узла и источника опорного напряжения. м