Стабилизатор переменного напряжения Советский патент 1991 года по МПК G05F1/44 

Изобретение относится к электронике и может быть применено для питания радиоэлектронной аппаратуры общего применения, в частности для питания цепей накала мощных генераторных ламп в передатчи- ках.

Цель изобретения - упрощение стабилизатора переменного напряжения.

На фиг, 1 приведена структурная схема стабилизатора переменного напряжения; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Стабилизатор переменного напряжения содержит диодно-транзисторный регулирующий элемент 1, состоящий из диодов 2 и 3 и транзисторов 4 и 5, и широтно-им- пульсный модулятор(ШИМ) 6 на компараторе 7, источнике 8 опорного напряжения и усилителе 9 мощности, датчик 10 амплитудного значения напряжения, трансформатор 11, датчик 12 действующего значения напряжения, входной 13 и выходной 14 выводы и общую 15 шину, резистор 16 двухполупериодный выпрямитель 17 без фильтра, регулирующий p-n-р транзистор 18, а также первый 19 и второй 20 диоды. В цепи базы транзистора 18 включен резистор 16.

Вход ШИМ 6 подключен к выходу датчика 10 амплитудного значения напряжения, Вход датчика 12 действующего значения напряжения связан с выходным выводом 14 и общей 15 шиной. Диодно-транзисторный регулирующий элемент 1 подключен между входным 13 и выходным 14 выводами. Вы- ход ШИМ 6 через первый диод 18, включенный в проводящем направлении, соединен с управляющим входом диодно-транзистор- ного регулирующего элемента 1, т.е. с соединенными между собой базами транзисторов 4 и 5. Выход датчика 12 действующего значения напряжения соединен с базой регулирующего транзистора 18 . Эмиттер последнего подключен к выходу введенного двухполупериодного выпрями- теля 17, вход которого через трансформатор 11 присоединен параллельно диодно-тран- зисторному регулирующему элементу 1. Коллектор транзистора 18 через второй диод 20, включенный в проводящем направле- нии, соединен с управляющим входом регулирующего элемента 1. Вход датчика амплитудного значения напряжения включен между входным выводом 13 и общей шиной. Общие,выводы ШИМ 6, двухполупе- риодного выпрямителя 17 без фильтра и датчика 12 действующего значения напряжения подсоединены к общему выводу управления диодно-транзисторного регулирующего элемента 1.

Стабилизатор переменного напряжения работает следующим образом.

В момент включения на элементы 7-9 в ШИМ 6 подаются питающие напряжения Ес, при этом регулирующий элемент 1 заперт, а напряжение на выходе датчика 10 амплитудного значения и на инвертирующем входе компаратора 7 равно нулю, В этих условиях под действием опорного напряжения источника 8, поступающего на неинвертирующий вход компаратора 7, на его выходе появляется напряжение 1. Оно усиливается в неинвертирующем усилителе

9мощности и через диод 19 поступает на базы транзисторов 4 и 5. Этим обеспечивается насыщение того из транзисторов 4 или 5, у которого в данный полупериод напряжения сети коллектор имеет положительный потенциал.

В результате на выходном выводе 14 появляется напряжение. На выходе датчика

10амплитудного значения, выполненного, например, в виде двухполупериодного выпрямителя без фильтра, появляется напряжение Ею в виде положительных полупериодов синусоиды (фиг. 26). До тех пор, пока амплитуда напряжения не превышает заданное номинальное значение, напряжение на выходе датчика 10 амплитудного значения не превышает опорное напряжение источника 8 (фиг.2 б .штриховые линии). В результате напряжение на выходе ШИМ 6 (т.е. на выходе компаратора 7) сохраняет уровень 1 в течение каждого полупериода Ее (фиг. 2в, штриховые линии). Поэтому транзисторы 4 и 5 в течение тех же полупериодов оказываются насыщенными.

Если амплитуда напряжения превышает заданное значение, определяемое опорным напряжением, то в выходном напряжении ШИМ б появляются провалы, по времени соответствующие центральным частям каждого полупериода сети (фиг. 26, в, сплошные линии). В результате в течение этих интервалов с длительностью TI на базы транзисторов 4 или 5 не поступает напряжение от выхода ШИМ 6. Таким образом обеспечивается стабилизация амплитудного значения выходного напряжения на заданном уровне (фиг, 2е). Соответственно напряжение на регулирующем элементе 1 в течение интервала времени П возрастает, приобретая форму биполярных импульсов Еч с длительностью TI (фиг. 2г). Это напряжение через трансформатор 11 поступает на выпрямитель 17, напряжение на его выходе приобретает форму однополярных импульсов Ei7, которые поступают на эмиттер р-п-р-транзистора 18 (фиг. 2д). При этом на его базу от выхода датчика 12 действующего

значения напряжения поступает регулирующее напряжение, пропорциональное действующему значению выходного напряжения. Если действующее значение выходного напряжения под действием дестабилизирующих факторов начинает возрастать относительно заданного номинала, то выходное напряжение датчика 12 действующего значения напряжения тоже возрастает, поэтому ток коллектора р-п-р- транзистора 18, проходящий через диод 20 и базоэмиттерные переходы транзисторов 4 и 5 уменьшается. Указанные транзисторы в течение интервала Ti работают в активном режиме; уменьшение тока базы вызывает их подзапирание. В результате действующее значение выходного напряжения начинает уменьшатся до тех пор , пока не достигнет заданного номинала; форма выходного напряжения Евых приобретает вид, показанный на фиг. 2е.

Формула изобретения

Стабилизатор переменного напряжения, содержащий диодно-транзисторный регулирующий элемент, первый силовой вывод которого подключен к входному выводу, широтно-импульсный модулятор, входом подключенный к выходу датчика амплитудного значения напряжения, трансформатор и датчик действующего значения напряжения,

вход которого связан с выходным выводом и общей шиной, отличающийся тем, что, с целью упрощения, в него введены двухполупериодный выпрямитель без фильтра, регулирующий p-n-p-транзистор, первый и второй диоды, причем второй силовой вывод диодно-транзисторного регулирующего элемента подключен к выходному выводу, выход широтно-импульсного

модулятора через первый диод, включенный в проводящем направлении , соединен с управляющим входом диодно-транзисторного регулирующего элемента, выход датчика действующего значения напряжения

соединен с базой регулирующего р-п-р- транзистора эмиттер которого подключен к выходу двухполупериодного выпрямителя, вход которого через трансформатор присоединен параллельно диодно-транзисторному регулирующему элементу, коллектор регулирующего p-n-p-транзистора через второй диод, включенный в проводящем направлении ,соединен с управляющим входом диоднскгранзисторного регулирующего эле-мента, вход датчика амплитудного значения напряжения подключен между входным выводом и общей шиной, общие выводы широтно-импульсного модулятора, двухполупериодного выпрямителя без фильтра и датчика действующего

значения напряжения подключены к общему выводу управления диодно-транзисторного регулирующего элемента.

Изобретение относится к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Целью изобретения является упрощение. Управление диодно-транзистор- ным регулирующим элементом 1 осуществляется либо с выхода широтно-им- пульсного модулятора 6, входом подключенного к выходу датчика 10 .амплитудного значения входного напряжения, либо регулирующим транзистором 18, вход которого подключен к выходу датчика 12 действующего значения выходного напряжения. Пока амплитуда входного напряжения меньше величины, заданной эталонным источником 8, широтно-импульсный модулятор 6 поддерживает диодно-транзисторный регулирующий элемент 1 в насыщенном состоянии. Когда амплитуда входного напряжения превышает заданную величину широтно-импуль- сный модулятор 6 выключается и диодно-транзисторный регулирующий элемент под действием выходного тока регулирующего транзистора 18 переходит в активную область работы, причем его проводимость поддерживается на уровне, необходимом для стабилизации действующего значения выходного напряжения. 2 ил. со с

FPОПП

e)tf

2/

Ј