Устройство для ослабления пульсаций питающего напряжения Советский патент 1984 года по МПК H02M1/14 

iei-SSИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках питания для сглаживания пульсаций постоянного тока. Известно устройство для ослабления пульсаций питающего напряжения, в которая база составного транзистора соединена со средней точкой делителя, подключенного к входным зажимам, и с конденсатором, второй вывод которого подключен через нагрузку к эмиттеру 13, Такое устройство при достаточно большом токе через делитель мало чув ствительно к вариациям температуры или тока нагрузки, однако напряжение на нем зависит от величины входного напряжения, а сам делитель потребляет ток, что приводит к потерям мощности. Это особенно заметно при использовании устройства в источнике тока или в высоковольтном регулируемом источнике, в котором напряжение на выходе меняется в широких пределах, а требуемое постоянное напряжение на устройстве для ослабления пульсаций мало. Кроме того, э.то устройство 1 1меет значительные массогабаритные показатели, I Известно также ус.тройство для ослабления пульсаций, предназначенное для работы в высоковольтном выпрямителе, содержащее последовательный регулятор, вход которого соединен с конденсаторо,м и со средней точкой делителя напряжения, подключенного параллельно регулятору, верх нее плечо делителя выйолнено на стабилитроне с дросселем, а нижнее на резисторе. Кроме того, в устройстве имеется усилитель переменного напряжения, вход которого подключ-ен к делителю высоковольтного напряжения, а выход - к регулятору через указанный конденсатор.-Надежность его работы выше, а потери мсвдности меньше чем у описанного устройства, благодаря стабилизации режима регулятора С2. Недостатками этого устройства вляются .Значительные массогабаритные показатели и низкий КПД из-за потерь маадности в делителе напряжения. Наиболее близким к изобретению явля ется устройство для ослабления пульса ций питакадего напряжения, содержащее входной, выходной и общий выводы, последовательный регулирующий транзистор, один конец выходной цепи которого соединен с входньлч выводом, делитель напряжения, состоящий из двух последовательно соединенных элементов, в качестве одного из кото рых использован резистор, и подключенный своими концами соответственно к входнсчиу и выхсзднсму выводам, стабилитрон и конденсатор, одна обкладка которого соединена с общим выводом, а другая обкладка - со средней точкой делителя напряжения и управлягацим электродом регулирующего транзистора З . .Недостатком этого устройства являются значительные массогабаритные показатели. Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей, Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для ослабления пульсаций питающего напряжения, содержащем входной, выходной и общий выводы, последовательный регулирующий транзистор, один конец выходной цепи которого соединен с входным выводом, делитель напряжения, состоящий .из двух последовательно соединенных элементов, в качестве одного из которых использован транзистор, и подключенный своими концами соответственно к входному и выходному выводам, стабилитрон и конденсатор, одна обкладка которого соединена с общим выводом, а другая обкладка - со средней точкой делителя напряжения и управляющим электродом регулирующего транзистора, в качестве другого элемента делителя напряжения использован также резистор, а катод и анод стабилитрона соединены соответственно с другим концом выходной цепи регулирующего транзистора и выходным выводом. На чертеже представлена схема устройств.а для ослабления пульсаций питающего напряжения. Устройство содержит регулирующий транзистор .(последовательный регулятор) 1, резирторы 2 и 3, образующие верхнее и нижнее плечи делителя напряжения, стабилитрон 4 и конденсатор 5. В практических схемах в качестве регулятора могут быть использованы составные транзисторы. При защите от перегрузок при включении, выключении и коротком замыкании параллельно выводам составного транзистора устанавливаются стабилитроны. В этом случае целесообразно использовать полевой транзистор. Один конец выходной цепи регулирующего транзистора 1 соединен с входным выводом б, а другой конец ;через стабилитрон 4 с выходным вы1.о- . дом 7. Средний вывод делителя ( точка соединения резисторов 2 и 3) соединен с управляющим электродом транзистора 1 и через конденсатор 5 с общим выводом 8. Свободные концы резисторов 2 и 3 соединены соответственно с входным выводом б и выходным выводом 7. Работа устройства по переменному току не отличается от работы известных устройств. Резистор 2 и конденсатор 5 образуют сглаживаквдее звено, благодаря чему напряжение пульсаций на верхнем выводе конденсатора 5 гораздо меньше, чем на-входе. Поскольку по переменному току регулятор включен на нагрузку как повторитель напряжения, напряжение пульсаций на нагрузке также мало.

Устройство по постоянному току работает следующим образом.

Пусть под действием какого-либо дестабилизирующего фактора {изменение тока нагрузки, параметров регулятора) увеличилось напряжение на регуляторе. Тогда оно увеличится и на резисторах 2 и 3. Однако увеличение напряжения на резисторе 3 вызывает открывание регулятора, в результате чего напряжение на нем возвращается к первоначальному значению благодаря большой крутизне усиления регулятора.

Стабилитрон 4 может быть включен последовательно с резистором 2 верхнего плеча к инвертирующему электроду регулятора 1. В этом случае резистор 2 выбирается такой величины, что напряжение на нем составляет малую часть от напряжения на стабилитроне.

При правильном выборе параметров элементов напряжение на регуляторе равно

).

to U.Jf

где U0,- напряжение на стабилитроне; (2 и RJ - сопротивления резисторов 2 и 3, т.е. режим работы устройства по постояннсму току определяется лишь соотношением между параметрами резисторов и стабилитрона и практически не зависит от величины тока нагрузки, параметров регулятора, а значит 1и от температуры, времени и т.д. Поскольку в предлагаемом устройстве предусмотрено включение стабилитрона в разрыв цепи питания нагрузки, устройство работоспособно при уменьшении тока нагрузки вплоть до минимального рабочего тока стабилитрона.

Благодаря обеспечению стабилизаци режима регулятора путем выполнения верхнего плеча делителя на резисторе и включения стабилитрона в разрыв цепи электродов регулятора, предлагаемое устройство имеет простую конструкцию, малые габариты и вес, повышенный КПД и надежность.

УСТРОЙСТВО. ДЛЯ ОСЛАБЛЕНИЯ ПУЛЬСАЦИЙ ПИТАЮЩЕГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее входной, выходной и общий выводы, последовательный регулирующий транзистор, один конец выходной цепи которого соединен с входным выводом, делитель напряжения, состоящий Из двух последовательно соединенных элемен.тов, в качестве одного из которых использован резистор, и подключенный своими концами соответственно к входному и выходному выводам, стабилитрон и конденсатор, одна обкладка которого соединена с общим выводом, а другая обкладка - со средней точкой делителя напряжения и управляющим электродом регулирующего транзистора, отлич ающе ее я тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей, в качестве другого элемента делителя напряжения использован также резистор, а катод и анод стабилитрона соединены соответственно с другим концом выходной цепи регулирующего транзистора и вы- (Л ходным выводом.