Стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1986 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования при реализации вторичного электропитания систем автоматики, вьтислителькой техники, связи. Целью изобретения является повышение надежности стабилизатора в ра боте путем улучшения его переходной характеристики при включении. На чертеже представлена функциональная схема предложенного стабилизатора постоянного напряжения, в частном случае с тиристорным исполнением регулирующего органа и конту ром фазового управления. Устройство содержит сетевой трансформатор 1, регулиругаций орган (управляемый выпрямитель) 2, усилитель 3 сигнала рассогласования, делитель 4 напряже ния, импульсный модулятор (блок фазового управления) 5, генератор 6 пилообразного напряжения, синхронизированный с питакяцей сетью, компаратор 7, блоки 8 и 9 опорного напряжения, ключ 10 с диодно-транзисторной оптопарой 11 и тиристорами 12 и 13, выпрямители 14 и 15 со сглаживакяцими фильтрами и блок 16 плавного зайуска. Кроме того, на схеме обозначена нагрузка 17 стабилизатора. Регулирующий орган 2 включен в силовую цепь, к его выходным вывода подключен вход делителя 4 напряжения. Сигнальный вход усилителя 3 си нала рассогласования соединен с вых дами делителя 4 напряжения и блока плавного запуска, а ойорный вход с выходом блока 8 опорного напряжения. Один из входов импульсного мо- 40

дулятора 5 подключен к выходу усилителя 3 сигнала рассогласования, а другой вход - к выходу генератора 6 пилообразного напряжения.. Один из входов компаратора 7 соединен с выходом блока 9 опорного напряжения, другой вход - с выходом усилителя 3 сигнала рассогласования, а выход с управлякнцим входе ключа 10, включенного сигнальными выводами между выходом импульсного модулятора 5 и управляющим входом регулирукяцего органа 2. Тиристор 12 включен в цепь питания светодиода оптопары 11, а его управлякнций электрод и катод соединены с выводами управляющего входа ключа 10, Коллекторно-эмиттерный переход фототранзистора оптопавключения запрет на появление управляющих импульсов, подключены к выпря мителю 15, во время переходного процесса при включении стабилизатора на45 пряжение U, на выходе усилителя 3 должно изменяться от нуля до неко.торого положительного значения U , причем ,, гдеиб„а1сс -амплитуда пилообразных импульсов на

50 выходе генератора 6. В этом случае импульсы на выходе модулятора 5 отсутствуют. Однако напряжение на выходе усилителя 3 изменяется не мгновенно, а с конечной скоростью. По55 этому, когда во время переходного процесса напряжение U на выходе . усилителя 3 изменяется от О до U, на выходе модулятора 5 все же вы42ры 11 включен между анодом и управляющим электродом тиристора 13, анод и катод которого соединены соответственно с входным и виходным сигнальными выводами ключа 10. Стабилизатор напряжения работает следующим образом. В установившемся режиме сигнал с выхода обратной связи управляемого выпрямителя 2 усиливается усилителем 3 и поступает на модулятор 5, где сравнивается с напряжением пилообразной формы, вырабатываемым генератором 6. Модулятор 5 вырабатывает модулированные по ширине импульсы, которые усиливаются по мощности через выпрямитель 14. При увеличении напряжения на нагрузке 17 ширина импульсов уменьшается, увеличивая угол открытия тиристоров управляемого выпрямителя 2, в результате чего выходное напряжение стабилизатора уменьшается. При уменьшении напряжения на нагрузке 17 ширина импульсов увеличивается, уменьшая угол открытия тиристоров, в результате чего выходное напряжение стабилизатора увеличивается. Таким образом, происходит стабилизация выходного напряжения. При включении стабилизатора с вторичных обмоток трансформатора 1 на управляемый выпрямитель 2, выпрямители 14 и 15 и генератор 6 подаются напряжения. Появление напряже-; НИН на нагрузке 17 при отсутствий напряжений на выходах выпрямителей I 14 и 15 невозможно. Поскольку усилитель 3 и блок 16 плавного запуска, выдакнций в момент рабатываются управляющие импуль сы. Чтобы эти импульсы не поступали на управляемый выпрямитель 2, в схе му стабилизатора напряжения введен ключ 10, управляемый компаратором 7. Элементы блока 9 опорного напряжения подобраны таким образом, что компаратор 7 срабатывает, только при условии и,i Ц , Таким образом, ключ 10 замыкается после того, как напряжение на вы ходе усилителя 3 превысит значение UJt, и, следовательно, Ш4пульсы на выходе модулятора 5 не вырабатывают ся. Ключ 10 должен обладать свойством памяти, т.е. в дальнейпгем раз мыкаться. С этой цепью ключ 10 выполнен на тиристорах 12 и 13 и диод но-транзисторной оптопаре 11. При поступлении сигнала с компаратора 7 включается тиристор 12, который в дальнейшем остается включенным неза висимо от состояния компаратора 7. Через постоянно открытый фототранзистор оптопары 11 на управляющий электрод тиристора 13 постоянно подается открывающий его сигнал. Таким образом, ключ 10 находится в замкнутом состоянии и на дальнейшую работу устройства влияния не оказывает. В момент включения стабилизатора с выхода блока 16 плавного запуска на вход усшштеля 3 подается напряравлякшщх импульсов. В дальнейшем п мере заряда конденсатора блока 16 плавного запуска напряжение на входе усшштеля 3 уменьшается. В резул тате напряжение на выходе усилителя 3 становится меньше амплитуды пилообразных импульсов, вырабатьтаемых генератором 6. Модулятор 5 начинает вырабатывать импульсы, ширина которых изменяется пропорционально уменьшению напряжения на входе усилителя 3. Напряжение на нагрузке 17 плавно увеличивается. Необходимое время задержки появления выходного напряжения стабилиз тора и необходимую крутизну его под ема можно подобрать в определенных пределах путем изменения номиналов элементов блока 16 плавного запуска Таким образом, в предлагаемом устройстве цепь управления тиристорами управляемого выпрямителя 2 на время переходного процесса при включении разрывается ключом 10. Такое решение позволяет полностью избавиться от кратковременного выброса напряжения на выходе стабилизатора при включении, что имеет место в известных устройствах. В дальнейшем плавный запуск осуществляется аналогично известным решениям. Отсутствие выбросов напряжения и тока на выходе стабилизатора при включении повышает качество его переходной характеристики, что позволяет повысить надежность устройства в работе. Формула изобретения 1. Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий включенный в силовую цепь регулирующий орган, к выходным выводам которого подключен вход делителя напряжения, усилитель сигнала рассогласования, сигнальный вход которого соединен с выходом делителя напряжения и блока плавного запуска, а опорный вход - с выходом блока опорного напряжения,импульсный модулятор, один вход которого подключен к выходу усилителя сигнала рассогласования, а другой вход - к выходу генератора пилообразного напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе путем улучшения переходной характеристики при включении, в него введены дополнительный блок опорного напряжения, компаратор и ключ, причем один вход компаратора соединен с выходом дополнительного блока опорного напряжения, другой вход - с выходом усилителя сигнала рассогласования, а выход - с управляющим входом ключа, включенного сигнальными выводами между выходом импульсного модулятора и управляющим входом регулирующего органа. 2. Стабилизатор по п.1, отлиающийся тем, что ключ сосоит из двух тиристоров и диодноранзисторной оптопары, причем перый тиристор включен в цепь питания ветодиода оптопары, а его управляюий элект1 од и катод соединены с ыводами управляющего входа ключа, оллекторно-эмиттерный переход фото5транзистора оптопары анодом и управляющим рого тиристора, анод включен между го соединены соответственно с входэлектродом вто- ным и выходным сигнальными выводами и катод которо- ключа. 12657446

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания. Цель изобретения - повьшение надежности в работе путем улучшения переходной характеристики при включении. В устрве цепь управления тиристорами регулирующего органа 2 на время переходного процесса при включении разрьшается ключом 10, Это позволяет полностью избавиться от кратковременных выбросов напряжения на выходе устр-ва при включении. В дальнейшем плавный запуск осуществляется известным образом. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. 3 сд -Nj