Феррорезонансный стабилизатор тока Советский патент 1992 года по МПК G05F3/06 

Фие. /

VJ ч| GO

го

Изобретение относится к электротехние, в частности к феррорезонансным устойствам, служащим для стабилизации ока.

Известен феррорезонансиый стабилиатор тока 1, содержащий две феррорезо- ансные ветки, одна из которых редставляет собой последовательный фер- рорезонансный контур, а другая - паралельный феррорезонансный контур с последовательно включенным линейным индуктивным элементом. Недостатками известного стабилизатора являются сложность схемы и наличие разнотипных индуктивных элементов.

Известен также феррорезонансный стабилизатор тока 2, выполненный по мостовой схеме и содержащий в двух плечах моста полуобмотки трансформатора, в третьем плече-линейный индуктивный элемент (конденсатор), а в четвертом - парал- лельный феррорезонансный контур, включенный последовательно с линейным индуктивным элементом, токовая нагрузка при этом включена в диагональ моста. Недостатком данного стабилизатора является использование разнотипных индуктивных элементов, в т. ч. двухобмоточного трансформатора, собранных по мостовой схеме, что существенно усложняет схему.

Целью изобретения является упрощение схемы и унификация индуктивных эле- ментов.

Для достижения цели последовательно с параллельным феррорезонансным контуром, содержащим нелинейным индуктивный элемент и конденсатор, присоединяется дополнительный нелинейный индуктивный элемент, Токовая нагрузка включается между входным зажимом стабилизатора и дополнительным нелинейным индуктивным элементом.

Обычным способом для получения стабилизированного тока является применение параллельного феррорезонансного контура, обладающего S-образной вольт- амперной характеристикой (ВАХ), отрицательный емкостный участок которой компенсируется различными способами, например 1, 2, требующими применения дополнительных элементов. В данном стабилизаторе задача стабилизации тока на отрицательном емкостном участке решается иным способом, а именно последовательно с параллельным феррорезонансным контуром включается дополнительный нелинейный индуктивный элемент. Таким образом в цепи данного стабилизатора образуется два феррорезонансных контурах - последовательный, в который входит дополнительный

индуктивный элемент и конденсатор, и параллельный. До возбуждения и в точке возбуждения автопараметрических колебаний (АПК) цепь данного стабилизатора представляет собой последовательный феррорезонансный контур, после возбуждения АПК, когда сердечник дополнительного нелинейного индуктивного элемента насыщается и сопротивление зго становится малым, цепь

0 стабилизатора работает как параллельный

феррорезонансный контур. Таким образом

ВАХ стабигизатора содержит NnS-образные составляющие и является NS-об разной.

Если данный стабилизатор использо5 вать для стабилизации напряжения, то характер S-образной составляющей не имеет значения.Однако для стабилизации тока в токовой нагрузке необходимо, чтобы отрицательный участок S-образной составляю0 щей был максимально расширен и параллелен оси тока. Это требование предполагает определенный выбор параметров всех элементов стабилизатора тока, в частности соотношение магнитных индукций в

5 сердечниках нелинейных индуктивных элементов должно находится в строго определенных пределах. При унификации нелинейных индуктивных элементов заданный характер S-образной составляющей

0 регулируется величиной емкости конденсатора, при этом необходимое соотношение магнитных индукций будет обеспечено.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема феррорезонансных стабилизатора то5 ка; на фиг.2 - его ВАХ U f(l), необходимая для получения стабилизированного тока 1. Стабилизатор тока (фиг.1) содержит нелинейный индуктивный элемент 1 и присоединенный параллельно к нему конденсатор

0 2, образующие параллельный феррорезонансный контур, последовательно включены нелинейный индуктивный элемент 3 и токовая нагрузка 4, при этом конденсатор 2 и нелинейный индуктивный элемент 3 обра5 зуют последовательный феррорезонансный контур.

Сущность стабилизации тока 1 в нагрузке 4 поясняется с помощью ВАХ стабилизатора, показанной на фиг.2.

0 В исходном состоянии сердечники нелинейных индуктивных элементов 1 и 3 не- насыщены и цепь стабилизатора представляет собой последовательный феррорезонансный контур с элементами 2 и 3,

5 поэтому при увеличении приложенного напряжения U от нуля ток стабилизатора I по участку ода на фиг. 2, соответствующему положительному индуктивному участку N- образной ВАХ последовательного ферроре- зонансного контура. После возбуждения

АПК в цепи стабилизатора на частоте источника питания напряжения на элементах 2 и 3 скачкообразно увеличиваются, а сердечник нелинейного индуктивного элемента 3 насыщается, изображающая точка при этом скачком перемещается из точки а в точку Ь. Так как напряжение параллельного ферро- резонансного контура с элементами 1 и 2 резко возрастает, то сердечник нелинейного индуктивного элемента 1 также насыща- ется, и в последующем цепь стабилизатора работает как параллельный феррорезонан- сный контур. Именно по этой причине при дальнейшем увеличении напряжения U ток I изменяется по участку bcde.a при умень- шении напряжения U - через эти же точки до точки f, где происходит срыв АПК и цепь стабилизатора возвращается в исходное состояние (точка g на фиг, 2). Участок fbcde представляет собой часть S-образной ВАХ параллельного феррорезонансного.контура, в которой содержатся отрицательный емкостный и положительный индуктивный участки.

Таким образом, ВАХ U f(l) данного феррорезонансного стабилизатора содержит N и S-составляющие и является NS-об- разной и, вследствие этого, обеспечивает стабилизацию напряжения на элементе 1 и стабилизацию тока в нагрузке 4. Последнее возможно при выделении на ВАХ стабилизатора участка cd, строго перпендикулярного оси тока I (участка стабилизации тока), при этом магнитные индукции в сердечниках нелинейных индуктивных элементов при воз- буждении АПК должны быть выбраны в соотношении, указанном в формуле изобретения.

Схемное решение данного феррорезонансного стабилизатора тока позволяет сократить число реактивных элементов и упростить схему,а применением идентичных нелинейных индуктивных элементов унифицировать ее. Кроме того, стабилизация тока происходит в области возбуждения АПК, где выходное напряжение, снимаемое с нелинейного индуктивного элемента 1, стабилизировано. Следовательно, стабилизатор тока сохраняет свойства стабилизатора напряжения.

Формула изобретения

1. Феррорезонансный стабилизатор тока, содержащий соединенные последовательно параллельный феррорезонансный контур, выполненный нз конденсаторе и первом индуктивном элементе, и второй индуктивный элемент, причем в качестве первого индуктивного элемента использован нелинейный индуктивный элемент, входные и выходные выводы, при этом первый входной и выходной выводы объединены, отличающийся тем, что, с целью упрощения, в качестве второго индуктивного элемента использован нелинейный индуктивный элемент, свободный вывод которого соединен с вторым выходным выводом, а свободный вывод феррорезонансного контура подключен к второму входному выводу, причем магнитные индукции Bi и В2 в сердечниках первого и второго нелинейных индуктивных элементов связаны соотношением

В1/В2- 1,45- 1,65,

2. Стабилизатор тока по п. 1, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что, с целью унификации, первый и второй нелинейные индуктивные элементы идентичны.

Использование: в источниках питания различных радиотехнических устройств. Сущность изобретения: устройство содержит соединенные последовательно между входными и выходными выводами параллельный феррорезонансный контур, выполненный на первом нелинейном индуктивном элементе 1 и конденсаторе 2, и второй нелинейный индуктивный элемент 3. Магнитные индукции Bi и Вг в сердечниках первого 1 и второго 3 индуктивных элементов связаны соотношением Bi/B2 1,45 - 1,65. При выборе магнитных индукций, удовлетворяющих указанному соотношению, ток в нагрузке 4 жёстко стабилизирован. Стабилизатор имеет простую схему. С целью унификации в нем могут быть использованы идентичные нелинейные элементы 1 и 3. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

Pi/e.2