Стабилизатор постоянного тока Советский патент 1986 года по МПК H02M3/335 

Изобретение относится к электро- . технике и может быть использовано в устройствах- стабилизации постоянного тока. Целью изобретения является повышениз точности стабилизации выходного токи при изменении входного напряжения , На фиг.1 приведена структурная схема стабилизатора постоянного тока, на фиг,2 и 3 - структурные схемы первого и второго умножителей аналоговых сигналов.. Стабилизатор постоянного тока (фиг.О содержит первый выпрямитель 1 и первый ф1шьтр 2, положительный выход которого соединен с коллектором первого.3, а отрицательный - с эмиттером второго 4 транзисторов усилителя мощности, управляющие переходы которых соединены с выходами первого 5 и второго б логических элементов И соответственно, при этом первые входы последгпгк подключены к парафазным выходам счетного триггера 7, счетным входом подключенного к генератору 8 тактовых импульсов, их вторые входы объединены и подключены к выходу узла 9 защиты, а третьи объединены и подключены к выходу RS-триггера 10, Sвход которого подключен к. выходу генератора 8 тактовых импульсов, а Rвход соединен с выходом третьего логического элемента И 11, первый, второй и третий входы которого соединены с выходами первого 12, второго 13 и третьего 14 интеграторов соответственно, входы которых соединены с выходами первого 15, второго 16 и третьего 17 сумматоров соответственно, при этом эмиттер первого 3 и коллектор второго 4 транзисторов усилителя мощности соединены с вторым входом последовательного резонансного LCконтура 18, первьш вход которого сое- 45 динеи со средней точкой первого фйпьтра 2,а выход - с входом трансформатора 19, выход которого через второй выпрямитель 20 и второй фильтр 21 соединен с вькод1 ыми выводами, при этом эмиттер первого 3 и коллектор второго 4 транзисторов усилителя мощности соединены с входом третьего выпрямителя 22, выход которого соединен с входами первого 23 и второго 24 умножителей аналоговых сигналов, при этом выходы первого 23 и второго 24 умножителей аналоговых сигналов соединены с пер40

ность упала. Напряжение на выходе контура 18 снижается практически во столько же раз, как и сопротивление 50 нагрузки. Ток нагрузки при этом остается постоянным. Однако, если возрастает амплитуда импульсов на входе . LC-контура 18 при изменении входного напряжения, ток в нагрузке изменяет-j 55 ся. Для улучшения стабильности тока . : нагрузки необходимо, чтобы амплитуда первой гармоники, несущей основную энергию выходного сигнала преобразовыми входами второго 16 л третьего 17 сумматоров соответственно, вторые . входы которых объединены и соединены с источником 25 опорного напряжения и первым входом первого сумматора 15, второй вход которого соединен, с выходом третьего вьтрямителя 22. Первый умножитель 23 аналоговых сигналов (фиг.2) содержит первый 26 и второй 27 логарифмирующие усилители, входы которых объединены и соединэны с входом первого умножителя 23 аналоговых сигналов, а выходы соединены с первьпч и вторым входами соответственно первого суммирующего усилителя 28, выход которого соединен с входом первого антилогарифмирующего усилителя 29, выход которого соединен с выходом первого умножителя 23 аналоговых сигналов. Второй умножитель .24 аналоговых , сигналов (фиг.З) содержит с третьего по девятый логарифмирующие усилители 30, входы которых объединены и соединены с входом второго умножителя 24 аналоговых сигналов, а выходы соединены с первого по седьмой входами соответственно второго суммирующего усилителя 31, выход которого соединен |С входом второго антилогарифмирующего усилителя 32, выход которого соединен с выходом второго умножителя аналоговых сигисиггов. Устройство работает следующим образом. Для формирования стабильного тока в нагрузке в устройство введен последовательный резонансный LC-контур 18, который является параметрическим стабилизатором тока. При изменении сопротивления нагрузки изменяется добротность LC-контура 18, т.е. напряжение на его выходе. Предположим, что сопротивление нагрузки уменьшилось, т.е. LC-контур 18 нагружен сильнее и потери в нем возросли, а добротвателя, была стабилизирована. Закон изменения амплитуды первой гармоники в зависимости от амплитуды выходных импульсов и их длительности можно записать как .sin 9 где Uo - амплитуда импульсов} L - ширина импульсов, t - середина абсциссы импульсов Выражение (1) получено при разложении в ряд Фурье последовательности двуполярных импульсов, Если середина импульсов расположена в точках t - п, где п 1, 2, Т то амплитуду первой гармоники записать как У j - aJ-ll Для того, чтобы выполнялось условие Ь, const, закон изменения длительности импульсов можно записать как TTbi 2arcsin Uo г можно Площадь импульсов S записать при этом S 2U arcsin Выражения (3) и (4) аппроксимируются с точностью 5% выражениями Выражение (5) обеспечивает средне квадратичную погрешность значения ам плитуды первой гармоники не более 1% Устройство (фиг.1) содержит модулятор, реализующий зависимость (5).. .Интегратор 12 реализует функцию 3 /2Uo, интегратор 14 - функцию , интегратор 13 - 10b,/51U. Постоянные коэффициенты устанавливаются резисторами сумматоров 15-17. На входы интеграторов 12-14 чере сумматоры 15-17 соответственно посту пает сигнал Uynp с выхода источника 25 опорного напряжения, и на выходах интеграторов появляется линейно нара-55 При

стающее напряжение. По приходу тактового импульса с генератора 8 тактовых импульсов RS-триггер по S-входу усснабжения амплитуды импульсов возрастают. При этом напрял-ение на выходе выпрямителя 22 также зозрастает и ийтанавливается в единичное состояние. При этом на одном из выходов счетного триггера 7 также появляется сигнал логической 1 (предположим, на прямом выходе). Если на выходе узла 9 защиты нет запрещающего сигнала, то с выхода логического элемента И 6 сигнал логической 1 открывает транзистор 4. На выходе усилителя мощности появляется импульс с амплитудой Uo , который через выпрямитель 22 поступает на входы умножителей 23 и 24 аналоговьк сигналов и через сумматор 15 на вход интегратора 12. Умножите- „„ аналоговых сигналов возводят амплитуду импульса в соответствующую ступень. Процесс умножения рассмотрим на примере перемножения двух сигналов, т.е. на примере умножителя 23. На выходах логарифмируюш;их усилителей - сигналы, равные лсгарифму от входного. Суммирующий усилитель складывает эти логарифмы. При этом имеет место математическая операция fgA + + EgB Eg(А X В), т.е. на выходе ус1шителя 28 сигнал равен логарифму произведения входных сигналов и по- ступает на вход антилогарифмирующего усилителя 29. Таким образом, с выхода умножителя 23 аналоговых сигналов поступает сигнал, равный квадрату входного сигнала. Умножитель 24 аналоговых сигналов работает аналогично с той лишь разницей, что возводит входной, сигнал в седьмую степень. С выходом умножителей 23 и 24 сигналы через соответствующие сумматоры 17 и 16 поступают на входы соответствующих интеграторов 14 и 13, т.е. по приходу тактового импульса конденсаторы интеграторов 12-14 начинают разряжаться, и на выходе интеграторов напряжение начинает«снижаться. Когда напряжение на выходе всех интеграторов достигает нуля, на выходе логического элемента И 11 появляется сигнал логического О, который устанавливает RS-триггер в состояние логического О. Транзистор при этом закрывается и заканчивается формирование выходного импульса. В следующем такте процесс повторяется с той лишь разницей, что теперь открьшается транзистор 3, увеличении напряжения электротеграторы 12-14 быстрее разряжаются, т.е. процесх: формирования импульсов иа выходе заканчивается быстрее. Таким образом, амплитуда первой гармоники последовательности импульсов практически постоянна. Формула изобретвния Стабилизатор постоянного тока, содержащий первый выпрямитель, вход которого соединен с входными вьшодами., а выход - с входом первого сглаживающего фильтра, положительный и отрицательный выводы которого соединены с koллeктopoм первого и эмиттером второго транзисторов усилителя мощности соответственно, управляющие переходы которых соединены с выходами первого и второго логических элементов И соответственно, первые входы которых подключены к парафазным выходам счетного триггера, .счетным входом подключенного к выходу генератора тактовых импульсов, вторые входы первог и второго логических элементов И объединены и подключены к выходу узл защиты, а третьи выходы объединены и подключены к выходу RS-триггера, S-вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, выход источника опорного напряжения соединен с первым входом первого сумматора, выход которого соединен с входом первого интегратора, выход силового трансформатора через второй выпрямитель и второй сглаживающий фильтр соединен с в.ыходными выводами, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения стабильности выходного тока, в него введены последовательный резонансный LC-контур, третий вьшрямитель, первый и второй умножители аналоговых сигналов, второй и третий сумматоры, второй и третий интеграторы, третий логический элемент И, при этом первый вход резонансного LC-контура соединен со средней точкой первого сглаживающего фильтра, второй вход соединен с эмиттером первого и коллектором второго транзисторов усилителя мощности и входом третьего выпрямителя, выход резонансного LC-контура соединен с входом силового трансформатбра, выход третьего выпрямителя соединен с вторым .входом первого сумматора и первого и второго умножителей аналоговых сигналов, причем выходы первого и второго умножителей аналоговых сигналов соединены с входами второго и третьего сумматоров, выходы которых соединены с входами второго и третьего интеграторов соответственно, выходы первого, второго и третьего интеграторов соединены с первым, вторым и третьим входами третьего логического элемента И, выход которого соединен с R-входом RS-триггера, jtpH этом вторые входы ВТОРОГО и третьего сумматоров объединены и соединены с выходом источника опорного напряжения .

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания .v Цель изобретения - повышение стабильности выходного тока. Для формирования стабильного тока в нагрузке в устройство введен последовательный резонансный LC-контур 18, который является параметрическим стабилизатором тока. При изменении сопротивления нагрузки изменяется Добротность контура 18, т.е. напряжение на его выходе. Для улучшения стабильности тока нагрузки необходимо, чтобы амплитуда первой гармо-;§ НИКИ была застабилизирована. В данном (Л устройстве обеспечена среднеквадратичная погрешность значения амплитуды первой гармоники не более 1%. 3 кл. tVS о: О1 ;о 4;: