Стабилизатор напряжения Советский патент 1989 года по МПК G05F1/56 

СП tN5

СЛ

О)

:о

/Л.

Изобретение относится к вторичным источникам питания радиоаппаратуры. Целью изобретения является повышение КПД и уменьшение габаритов и стоимости. Цель достигается введением в схему второго сумматора 17, электронного реле 16, дросселя 15 и датчика тока 18. Цепь из последовательно соединенных датчика тока, дросселя и управляющей обмотки 12 магнитного усилителя 4 зашунтирована диодом 14, включенным во встречном направлении. При этом достигается сокращение потерь в управляющей цепи в стабилизаторе за счет обеспечения работы транзистора 10 в режиме переключения. Для этого используется наличие переменной составляющей в токе управления, протекающем в обмотке 12. 2 ил.

срагЛ

Изобретение относится к вторичным источникам питания и может быть использовано при разработке стабилизи- |рованных источников питания, Цель изобретения - повышение коэф- |фициента полезного действия и умень- ;шение его габаритов и стоимости, ; На фиг, 1 приведена -схема предла- iгаемого стабилизатора напряжения; на фиг, 2 - диаграммы, поясняющие его работу.

Стабилизатор напряжения содержит источник I переменного напряжения, подключенный через рабочие обмотки 2 и 3 магнитного усилигеля 4 к вхо- Iду диодного выпрямителя 5, выход ко- Iторого подключен к выходным выводам стабилизатора, К выходным выводам стабилизатора подключен также конден- сатор 6 и измеритель 7 напряжения, выход которого подключен к одному входу первого сумматора 8, к друго- I му входу которого подключен источник |9 опорного напряжения, Выход первого I сумматора 8 связан с базой управляю- I щего транзистораJO, коллекторно-эмит- i терний переход которого через соеди- I ненную с ним последовательно управляю i щую цепь 11, содержащую управляющую I обмотку 12 магнитного усилителя 4, подключен к выходу источника 13 пос- ; тоянного напряжения. Стабилизатор на- пряжения снабжен шунтирующим диодом 14, i дросселем 15,электронным реле 16, втоI рым сумматором 17, датчиком 18 тока, вы- I ход которого подключен к одному из входо второго сумматора 17, к другому входу которого подключен выход первого сумматора В, второго сумматора 17 подключен к входу электронного реле 16, выход которого подключен ,к базе управляющего транзистора 10, При этом дроссель 15 и измерительная цепь датчика 18 тока включены в управляющую цепь И последовательно с управляющей обмоткой I2 магнитного усилителя 4, управляющая цепь зашунтирована подключенным к ней встречно диодом 14,

На фиг, 2 приняты обозначения: напряжение на обмотке 12 управления; 0ц,- напряжение коллекторно-эмиттер- ного перехода управляющего транзистора 10; д - напряжение на дросселе 15; ivj - ток обмотки 12 управления; i - ток управляющего транзистора 10; i . - ток шунтирующего диода 14; U ;у - сигнал задания на ток обмотки 12 уп- равления; t - время.

, Q

0

Стабилизатор напряжения работает следующим образом.

На схему одновременно поступают напряжения питания от источника I переменного напряжения и источника 13 постоянного напряжения. При этом через дроссельные обмотки 2 и 3 магнитного усилителя 4 протекает переменный ток, который выпрямляется диодным выпрямителем 5, заряжает конденсатор 6 и создает на выходе стабилизатора постоянное напряжение. При этом выходное напряжение стабилизатора поддерживается на заданном уровне и при воздействии дистабилизирующих факторов (изменение нагрузки, величины напряжения источника 1 и т,д,), Дпя этого в стабилизаторе осуществляется регулирование тока,обмоток 2 и 3 путем соответствующего изменения тока управления в цепи управляющей обмотки 12 магнитного усилителя 4,

Дпя увеличения коэффициента полезного действия стабилизатора напряжения за счет сокращения потерь в управляющей цепи в стабилизаторе организована работа транзистора 10 в режиме переключения. Для этого используется наличие переменной составляющей в токе управления i, , протекающем в управляющей обмотке 12, Возникновение этой переменной составляющей обусловлено переменным напряжением Ij, трансформируемым с дроссельных обмоток 2 и 3 магнитного усилителя 4 в обмотку 12 управления (фиг, 2а), Амплитуда этой составляющей тока опре- деляется величиной трансформируемого напряжения 1у, его частотой и индуктивностью дросселя 15,

Для создания контура автоматического регулирования выходного напряжения стабилизатора на его выходе устанавливается измеритель 7 напряжения. Напряжение Н)1хода измерителя 7 напряжения сравнивается с напряжением источника .9 опорного напряжения. Сравнение производится с помощью сумматора 10, На его выходе формируется сигнал U.-w задания тока управляющей об/Ч

мотки 12 (фиг, 2г).и соответственно тока в цепи дроссельных обмоток 2 и 3, Эти токи в установившемся режиме имеют постоянные значения. Выходное напряжение сумматора 8 поступает на первый вход второго сумматора 17, а на его второй вход поступает сигнал с выхода датчика 18 тока, пропорциональный реальному току управляющей обмотки 12 магнитного усилителя 4, Шарнирно-модулированный сигнал для управления транзистором 10 формируется на выходе электронного реле 16, Полярность выходного напряжения этого реле определяется знаком выходного напряжения сумматора 17. Выходной

сигнал реле 16 поступает на базу тран-ю дроссельных обмоток 2 и 3, что, в зистора 10, вынуждая его работать в режиме переключения, Коллекторно-эмит- терное напряжение управляющего транзистора 10 приведено на фиг, 26, При

этом к дросселю 15 прикладывается на- 15 Формула пряжение Ui, форма которого показана на фиг, 2в, Форма тока в управляющей обмотке 12 определяется напряжесвою очередь, приводит к ликвидации отклонения выходного напряжения от за данного значения.

из обретения

Стабилизатор напряжения, содержащий магнитный усилитель, рабочие обмотки которого подключены к выводам для под соединения источника питания переменн го напряжения и связаны с входом диодного выпрямителя, выход которого св зан с выходными выводами, к которым подключен конденсатор и вход измерите ля напряжения, выход которого подключен к одному входу первого сумматора, к другому входу которого подсоединен источник опорного напряжения, транзис тор, силовыми электродами через управ ляющую обмотку магнитного усилителя связанный с выходом источника постоян ного напряжения, и диод, отлича ющий с я тем, что, с целью повышения КПД, уменыпения габаритов и стоимости, в него введены дроссель, электронное реле, второй сумматор и датчи тока, причем выход датчика тока соединен с первым входом второго сумматора второй вход которого подключен к вынием Пдр. Эпюра этого тока приведена на фиг, 2г, Частота переключения управляющего транзистора 10 равна удвоенной частоте напряжения источника I переменного напряжения, В те моменты, когда управляющий транзистор закрыт, то к. у правления iy продолжает протекать по управляющей обмотке 12 магнитного усилителя 4 в том же направлении, замыкаясь по щун- тирукщему диоду 14, Эпюры токов уп-- равлянщего транзистора 10 и шунтирую,щего диода 14 приведены соответственно на фиг, 2д, е. Для сглаживания пульсаций выпрямленного тока дроссе- НЬ1Х обмоток 2 и 3 магнитного усилителя 4 на выходе стабилизатора напряжения включен конденсатор 6,

Регулирование выходного напряжения в стабилизаторе происходит следующим образом.

При отклонении выходного напряжения д ходу первого сумматора, а выход через Ugj,y от заданного значения происходитэлектронное реле соединен с управляюэлектронное реле соединен с управляющим электродом транзистора, при этом цепь из последовательно соединенных датчика тока, дросселя и управляющей обмотки магнитного усилителя зашунти- рована диодом, включенным во встречном направлении.

соответствуищее изменение выходного напряжения измерителя 7 напряжения. Это приводит к изменению сигнала рассогласования на выходе первого сумма- тора 8, являющегося сигналом U;j задания тока управляющей обмотки 12, Изменение сигнала U,-. приводит к изменению скважности выходного напряжения реле 16 и, следовательно, к изменению соотношения открытого и закрытого состояний управляющего транзистора 10, Соответственно изменяется ток i управляющей обмотки 12 магнитного усилителя 4, Это приводит к изменению то дроссельных обмоток 2 и 3, что, в

свою очередь, приводит к ликвидации отклонения выходного напряжения от заданного значения.

из обретения

Формула

Стабилизатор напряжения, содержащий , магнитный усилитель, рабочие обмотки которого подключены к выводам для подсоединения источника питания переменного напряжения и связаны с входом диодного выпрямителя, выход которого связан с выходными выводами, к которым подключен конденсатор и вход измерителя напряжения, выход которого подключен к одному входу первого сумматора, . к другому входу которого подсоединен источник опорного напряжения, транзистор, силовыми электродами через управляющую обмотку магнитного усилителя связанный с выходом источника постоянного напряжения, и диод, отличающий с я тем, что, с целью повыше, ния КПД, уменыпения габаритов и стоимости, в него введены дроссель, электронное реле, второй сумматор и датчик тока, причем выход датчика тока соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого подключен к вы ходу первого сумматора, а выход через электронное реле соединен с управляюэлектронное реле соединен с управляющим электродом транзистора, при этом цепь из последовательно соединенных датчика тока, дросселя и управляющей обмотки магнитного усилителя зашунти- рована диодом, включенным во встречном направлении.

и.

ty

L

(,y0

I

«K

f-d

XX N/

uT

Lr

0t/.2