Стабилизатор напряжения тока Советский патент 1991 года по МПК H02M3/335 G05F1/56 

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться при питании динамических нагрузок, критичных к перенапряжениям и броскам тока.

Целью изобретения является улучшение динамических характеритик и повышение надежности путем исключения г бросков тока и напряжения на выходе при изменении режима стабилизации из-за скачкообразного изменения нагрузки.

На фиг.1 представлена функциональная схема стабилизатора напряжения и тока; на фиг.2 - принципиальные схемы узлов слежения и узла выбора режима.

Стабилизатор напряжения и тока содержит регулирующий орган 1, вход которого подключен к первичному источнику 2 тока, а выход - к нагрузке 3, усилитель 4 сигнала рассогласования по току и усилитель 5 сигнала рассогласования по напряжению.

входная цепь первого из которых через первый вспомогательный делитель 6 подключена к выходу источника 7 опорного напряжения и к выходу датчика 8 тока, а входная цепь усилителя 5 сигнала рассогласования по напряжению через второй вспомогательный делитель 9 подключена к выходу источника 7 опорного напряжения и к выходу датчика 10 напряжения, входом подключенного к выходу стабилизатора напряжения и тока, узел 11 выбора режима, например, в виде двух разделительных диодов, первым входом подключенный к выходу усилителя 4 сигнала рассогласования по току, вторым входом подключенный к выходу усилителя 5 сигнала рассогласования по напряжению, а выходом - к управляющему входу регулирующего органа 1 и к первым входам узлов 12 и 13 слежения. Второй вход узла 12 слежения подключен к выходу усиVJ

О

о XI

го

лителоя 4 сигнала рассогласования по току, а выход к выходу этого ке усилителя, второй вход узла 13 слежзния подключен к выходу усилителя 5 сигнала рассогласования по напряжению, а выход - к входу этого же усилителя. Каждый из узлов 12 и 13 слежения состоит (фиг.2) из операционного усилителя 14, инвертирующим входом через:„ резистор 15 соединенного с пёрвым входом узла слежения, неинвертирующим входом с вторым входом узла слежения, а выходом через последовательно соединенные резистор 16 и диод 17, катодом соединенный с резистором 16 и соединенный с выходом узла слежения. Для устойчивой работы операционного усилителя 14 на вь сокой частоте между инвертирующим входом л выходом операционного усилителя включен конденсатор 18.

Стабилизатор напряжения и тока работает следующим образом.

Сигнал рассогласования на выходе второго вспомогательного делителя 9, пропорциональный разнице между напряжением на выходе датчика 10 напряжения, пропорциональным выходному напряжению стабилизатора, и напряжением опорного источника 7, усиливается усилителем 5 сигнала рассогласования по напряжению. Одновременно сигнал рассогласования на выходе первого вспомогательного делителя б, пропорциональный разнице межд/ напряжением на выходе датчика 8 тока, пропорциональным току стабилизатора, и напряжением опорного источника 7, усиливается усилителем 4 сигнала рассогласования по току. В случае, если сопротивление нагрузки 3 велико и ток стабилизатора мал, то сигнал на выходе усилителя сигнала рассогласования по напряжению больше, чем сигнал на выходе усилителя сигнала рассогласования по току, а сигнал с выхода усилителя 5 сигнала рассогласования по напряжению через узел 11 выбора режима поступает на управляющий вход регулирующего органа 1, при этом обеспечивается стд- билизация напряжения на нагрузке 3. Разность между напряжением на выходе усилителя 5 сигнала рассогласования по напряжению и напряжением на выходе узла 11 выбора режима поступает на входы узла 13 слежения и усиливается операционным усилителем 14, при этом операционный усилитель 14 ь узле 13 слежения переходит в состояние положительного насыщения и на работу усилителя сигнала рассогласования по напряжению не влияет, т.к. диод 17 закрыт.

Одновременно разность между напряжением на выходе усилителя 4 сигнала рассогласования по току и напряжением на выходе узла 11 выбора режима поступает на входы узла 12 слежения и усиливается операционным усилителем 14. При этом напрях ение на выходе операционного усилителя 14 становится отрицательным и через последовательно соединенные резистор 16 и диод 17 поступает на вход усилителя 4 сигнала рассогласования по току. При гтом не0 зависимо от величины тока стабилизатора, работающего в режиме стабилизации напряжения. положительнь:й сигнал рассогласования на выходепервого вспомогательного делителя 6 компенсируется узлом 12 слеже5 ния таким образом, чтобы напряжение на выходе усилителя 4 сигнала рассогласования по току было равно напряжению на выходе узла 11 выбора режима, тем самым исключается переход усилителя 4 сигнала

0 рассогласования по току в состояние насыщения,

В случае скачкообразного уменьшения сопротивления нагрузки 3 и при увеличении тока через нее до уставки, напряжение на

5 выходе усилителя 4 сигнала рассогласования по току начинает увеличиваться и, т.к. оно уже было равно напряжению на выходе узла 11 выбора режима, сразу же становится больше напряжения на выходе узла 11

0 выбора режима. При этом операционный усилитель 14 узла 12 слежения переходит в состояние положительного насыщения, диод 17 узла 12 закрывается и далее узел 12 слежения на работу усилителя 4 сигнала

5 рассогласования по току не влияет. Одновременно узел 11 выбора режима подключает выход усилителя 4 сигнала рассогласования потоку куправляющему входу регулирующего органа 1, а выход усилителя 5 сигнала

0 рассогласования по напряжению отключает от управляющего входа регулирующего органа 1. При этом стабилизатор обеспечивает стабилизацию тока, а разность напряжений на выходе узла 11 выбора режима и на вы5 ходе усилителя 5 сигнала рассогласования по напряжению меняет знак, операционный усилитель 14 узла 13 слежения выходит из состояния положительного насыщения, напряжение на его становится отрица0 тельным и. через последовательно соединенные резистор 16 и диод 17 узла 13 слежения поступает на вход усилителя 5 сигнала рассогласования по напряжению. При этом напряжение на выходе операци5 онного усилителя 14 становится отрицательным и через последовательно соединенные резистор 16 и диод 17 поступает на вход усилителя 5 сигнала рассогласования по напряжению, при зтом независимо от величины напряжения стабиликтора, работающего в режиме стабилизации тока, положительный сигнал рассогласования -,а выходе второго вспомогательного делителя 9 компенсируется узлом 13 слежзния таким образом, чтобы напряжение на выходе усилителя 5 сигнала рассогласования по напряжению было равно напряжен/но HP выходу узла 11 выбора режима, тем самым исключается переход усилителя 5 сигнала рассогласования по на- пряжению в состояние насыщения.

В случае скачкообразного увеличения сопротивления нагрузки 3 и пои увеличении напряжения на ней до уставки, напряжение на выходе усилителя Б сигнала рассогласо- вания по напряжению начинает увеличиваться и, т к оно уже было равно напряжению из выходе узла 11 выбора режима, сразу ,е становится больше напряжения на выходе узла 11 выбооа режима. При этом операционный усилитель 14 узла 13 слежения переходит в состояние положительного насыщения, диод 17узла слежения закрывается и далее этот узел на работу усилителя 5 сигнала рассогласова- ния по напряжению не влияет. Одновременно узел 11 выбора режима подключает выход усилителя 5 сигнала рассогласования по напряжению к управляющему входу регулирующего органа 1, а выход усилителя 4 сигнала рассогласования потоку отключает от управляющею входа регулирующего органа 1. При этом стабилизатор обеспечивает стабилизацию напряжения, а разность напряжений на выходе узла 11 выбора и на выходе усилителя J сигнала рассогласования по TOKV меняет знак, операционный усилитель 14 узла 12 слежения выходит из состояния положительного насыщения, напряжение на его выходе становится отрица- тельным и через последовательно соединенные резистор 16 и диод 17 поступает на вход усилителя 4 сигнала рассогласования по току, при этом независимо от величины тока стабилизатора, паботающего в режиме стабилизации напряжения, положительный сигнал рассогласования на выходе первого вспомогательного делителя б компенсируется узлом 12 слежения таким образом, чтобы напряжение на выходе уси- -ителя 4 гюгнала оассогласования по току было равно напряжению на выходе узла 11 выбора оежима, тем самум исключается пе- реход усилителя 4 сигнала рассогласования по току 9 состояние насыщения

Таким образом описываемый стабили элге® напряжения и тока, бпагодаоя введению двух узлов 12 и 13 слежения обеспечивает быстрый переход стабилизатора из режима стабилизации напояжения в режим стабилизации тока и обратно, поэтому исключаются выбросы напряжения и тока стабилизатора при скачкообразных изменениях сопротивления нагрузки

Использование предлагаемого стабилизатора напрчженмя и тока позволяет исключить выбросы напряжения и тока нагрузки при скачкообразных изменениях ее сопротивления

Формула изобретения Стабилизатор напряжения тока, содер- тащий регулирующий орган, вход которого подключен к выводу для подключения первичного источника тока, а выход - к выводу для подключения нагрузки, два усилителя сигнала рассогласования, входная цепь одного из которых через первый вспомогательный делитель подключена к выходу источника опорного напояжения и к выходу тока, включенного в силовую цепь регулирующего органа, а входная цепь второго усилителя сигнала рассогласования через второй вспомогательный делитель подключена к выходу источника опорного напряжения / к выходу датчика напряжения, подключенного к выводам для подключения нагрузки, узел выбора режима, входами подключенный к выходам усилителей сигнала рассогласования, а выходом - к управляющему входу регулирующего органа, отличающийся тем что, с целью улучшения динамических характеристик и повышения надежности pyieM исключения боосковтока и напряжения на выходе прм изменении режима стабилизации из-за скачкообразного изменения нагрузки, в него введены два узла слежения, каждый из которых выходом подключен к входу соответствующего усилителя сигнала рассогласования, первым входом - к выходу узла выбора режима, а вторым входом - к выходу соответствующего усилителя сигнала рассогласования, причем выход первого узла слежения использован а качестве выхода, обеспечивающего усилителю сигнала рассогласования потоку режим спежения за сигналом на выходе узла выбора режима при стабилизации напряжения и наоборот, выход второго узла слежения использован в качестве выхода, обеспечивающего усилителю сигнала рассогласования по напряжению режима сле- женип за сигналом на выходе узла выбора режима при стабилизации тока

1

Peiyjkpytomuu орган .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при питании динамических нагрузок. Цель - улучшение динамических характеристик и повышение надежности путем исключения бросков тока и напряжения на выходе при изменении режима стабилизации из-за скачкообразного изменения нагрузки. Устройство содержит регулирующий орган 1 с датчиком 8 тока в силовой цепи, датчик 10 напряжения, усилители 4 и 5 сигнала рассогласования и узлы 12 и 13 слежения. Узлы 12 и 13 обеспечивают быстрый переход устройства из одного режима в другой. Это исключает выбросы напряжения и тока при скачкообразном изменении нагрузки.2 ил.

#п

Idb.-Ј Г frsxl-i

11

Фиг. 2

Јь

и

Q

и

W