РЕГУЛЯТОР ТОКА Советский патент 1973 года по МПК G05F1/56 

1

Известен регулятор тока, содерджащий проходной транзистор с нагрузкой в эмиттерной цепи, например, в виде обмотки электромагнита и ключевой стабилизатор напряжения на переходе коллектор-эмиттер проходного транзистора, состоящий из регулирующего тиристора, LC-фильтра, источника опорного напряжения, RC-цепи и блокинг-генератора. Однако при использовании такого регулятора с возрастанием тока происходит насыщение сердечника и уменьшение индуктивности дросселя фильтра. Напрян ение пульсаций, которое обратно пропорционально индуктивности фильтра, при этом возрастает.

Для предотвращения этого нрименяют дроссели фильтра с воздущным зазором в сердечнике. Сохранение при этом необходимой индуктивности дросселя требует резкого увеличения размеров его сердечника и числа витков и, следовательно, увеличения веса и габаритов дросселя. Это вызвано тем, что максимальная амплитуда пульсаций на выходе фильтра, которая получается при средних токах, должна быть мала.

Для полного сглаживания пульсаций, необводимых в прецизионных стабилизаторах, нужно, чтобы напряжение на проходном транзисторе полностью перекрывало диапазон возможных значений пульсаций. Транзисторы, примепяемые для этих целей, наряду со сравнительно больщими допустимыми напряжением и током, имеют малую допустимую мощность рассеяния. Поэтому при средних токах, когда амплитуда пульсаций максимальна, приходится ограничивать напряжение на проходном транзисторе и, как следствие, снижать максимально допустимую амплитуду пульсаций на выходе LC-фильтра.

Цель изобретения - уменьшение габаритов и веса фильтра при достаточно хорошем сглаживании пульсаций во всем диапазоне изменения тока электромагнита.

Для этого в качестве дросселя используют фильтр насыщающегося дросселя, который подключен к катоду частотноуправляемого тиристора.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема регулятора.

Он содержит проходпой транзистор /, включенный последовательно с дополнительным сопротивлением 2 и обмоткой электромагнита 3. Вход блокинг-генератора 4 последовательно с источником 5 опорного напряжения через RC-цепь 6 подключен к коллектору транзистора У и дополнительному сопротивлению 2. Выход блокинг-генератора 4 соединен с управляющим электродом тиристора 7. К катоду тиристора 7 подключен LC-фильтр, который состоит из дросселя 8 и конденсатора 9. Транзистор /, сопротивление 2, RC-цепь 6, источник

5 опорного напряжения, блокинг-генератор 4, тиристор 7, дроссель 8 и конденсатор 9 составляют схему стабилизации напряжения на проходном транзисторе /. Параллельно тиристору 7 включены последовательно соединенные конденсатор 10 и дроссель П.

Управление током через обмотку электромагнита 3 осуществляется с помощью напряжения, подаваемого на управляющие зажимы проходного транзистора 1. При изменении этого напряжения изменяется сопротивление участка коллектор-эмиттер транзистора / и величина тока в обмотке электромагнита 3.

Для предотвращения пробоя проходного транзистора / при регулировке тока электромагнита 3 в широком диапазоне на проходном транзисторе 1 поддерживается в заданных пределах во всем диапазоне регулировка тока с помощью схемы стабилизации. Суммарное среднее напряжение с перехода коллектор-эмиттер проходного транзистора 1 и части обмотки электромагнита 3 сравнивается с опорным напряжением и разность их поступает на вход блокинг-генератора 4 с управляемой частотой следования импульсов. Интегрирующая цепочка 6 служит для предотвращения прохождения пульсаций с проходного транзистора / на вход блокинг-генератора 4.

При наличии сигнала разбаланса частота следования импульсов блокинг-генератора 4, а следовательно, и частота отпирания тиристора 7 изменяются до тех пор, пока среднее напряжение на проходном транзисторе 1 и дополнительном сопротивлении 2 не сравняется с заданным опорным напряжением. Сглаживание пульсаций на выходе тиристора 7 осуществляется с помощью дросселя 8 и конденсатора 9. Регулировка тока может осуществляться в значительных пределах с большим коэффициентом полезного действия ключевого регулятора. При увеличении тока электромагнита 3 среднее напряжение на нроходном транзисторе 1 уменьшается, так как возрастает падение напряжения на дополнительном сопротивлении 2. При этом рассеиваемая на транзисторе 1 мощность не превыщает допустимой. В то же время повышение среднего напряжения на проходном транзисторе / при уменьшении тока электромагнита 3 позволяет

сглаживать увеличйвающ,иеся при уменьшении тока пульсации.

Для устранения потерь мощности на дополнительном сопротивлении 2 и повышения к.п.д. регулятора, в качестве дополнительного

сопротивления можно использовать часть обмотки электромагнита 3.

Цепочка из конденсатора 10 и дросселя // служит для запирания тиристора 7 через определенное время после его отпирания.

„.

Предмет изобретения

1.Регулятор тока, содержащий проходной транзистор с нагрузкой в эмиттерной цепи, например обмоткой электромагнита, и ключевой стабилизатор напряжения на переходе коллектор-эмиттер проходного транзистора, состоящий из тиристора, LC-фильтра, источника опорного напряжения, RC-цепи и блокинг-генератора, отличающийся тем, что, с

целью уменьщения веса и габаритов регулятора при сохранении малых пульсаций на его выходе, в качестве индуктивного элемента LC-фильтра использован насыщающийся дроссель, который подключен к катоду частотно управляемого тиристора.

2.Регулятор тока по п. 1, отличающийся тем, что, с целью расо1ирения динамического диапазона проходного транзистора на малых токах нагрузки, в цепь эмиттера транзистора

последовательно с нагрузкой включено добавочное сопротивление.