ЬИВ] Советский патент 1973 года по МПК G05F1/56 

1

Изобретение может быть использовано в автоматике, телемеханике, И3 мерительной и вычислительной, технике.

Известны импульсные стабилизаторы, постоянного напряжения, содержащие силовой транзистор, переключающий магнитный усилитель и магнитный мультивибратор.

Однако коэффициент стабилизации таких стабилизаторов определяется только глубиной отрицательной обратной связи по выходному напряжению. При использовании в качестве цепи отрицательной обратной связи обмотки управления, включенной непосредственно на выход стабилизатора, эта связь получается слабой, а коэффициент стабилизации относительно низким. Для его повышения обычно используют дополнительные каскады усилителей постоянного тока, усложняющие схему и снижающие ее надежность. Кроме того, поскольку магнитный усилитель управляется только сигналом рассогласования с выхода стабилизатора, то при всяком изменении входного напряжения схема начинает регулировать лишь при появлении на выходе сигнала рассогласования. А так как магнитный усилитель обладает инерционностью, то заданное значение напряжения устанавливается на выходе тольк.о через определенное время. Этот недостаток особенно сильно проявляется при резком изменении питающего напряжения, когда время установления может достигать нескольких периодов работы магнитного усилителя.

В предлагаемом стабилизаторе переключающий магнитный усилитель подключен к выходной обмотке дополнительного линейного трансформатора, первичная обмотка которого крайними выводами через разделительные диоды подсоединена к эмиттерам транзисторов магнитного мультивибратора, а ее средний вывод - к плюсу источника питания.

Такое выполнение стабилизатора позволяет повысить его коэффициент стабилизации и быстродействие.

На чертеже дана принципиальная схема описываемого стабилизатора.

Силовой каскад стабилизатора включает в себя силовой транзистор Ti и фильтр, состоящий из дросселя Др1, емкости С и диода Дь

Магнитный мультивибратор выполнен на транзисторах Гг и TZ и насыщающемся трансформаторе Гр с сердечником из материала, имеющего прямоугольную нетлю гистерезиса, и подключен на выход стабилизатора. К эмиттерам транзисторов TZ и Гз через разделительные диоды Д2 и Дз подсоединена первичная обмотка донолнигельного линейного трансформатора Тр2. Средняя точка этой обмотки подключена к плюсу источника входного напряжения f/Ks. К выходной обмотке трансформатора Тр подключен магнитный усилитель, состоящий из дросселей Д,р.2 и и диодов Д. и Дб. Нагрузкой магнитного усилителя является входная цепь силового транзистора TI. Обратная связь осуществляется обмоткой Wo обратной связи, включенной на выход стабилизатора. Напряжение на выходе стабилизатора определяют по выражению: (1) ( относительное время включения транзистора Г,; Т - период работы магнитного мультивибратора; - время включенного состояния транзистора Г. В данной схеме /m.-.-i равно времени перемагничивания сердечников магнитного усилителя от начального значения индукции Во, устанавливаемого в управляющий полунериод током обмотки обратной связи, до индукции насыщения Bs. (g.-Bo).lF..Q, IFp - число витков рабочих обмоток магнитного усилителя; Q - площадь поперечного сечения сердечников магнитного усилителя; Uz-напряжение на половине выходной обмотки трансформатора Тр. В течение . сердечники магнитного усилителя не насыщены, напряжение Uz через открытый за счет резистора переход эмиттербаза транзистора Т приложено к рабочим обмоткам магнитного усилителя. При насыщении сердечников магнитного усилителя напряжение /, через резистор R. при,ладывается к базе транзистора 7i и запирает его. При этом цепь магнитного усилителя замыкается через диод Де и напряжение не влияет на его работу. Величину напряжения L/2 трансформатора определяют величиной LDX и коэффициентом трансформации этого трансформатора, т. е. U, V..(4) где Wi и W-2 - число витков первичной и выходной обмоток трансформатора Тр, соответственно, а его частоту - частотой подключения первичиой обмотки этого трансформатора транзисторами Т и Гз мультивибратора иа вход стабилизатора. При этом сердечник трансформатора Тр ие должен насыщаться во всем диапазоне изменения f/ux. Поскольку выходное папрялсение поддерживается постоянным за счет отрицательной обратной связи. то частота мультивиоратора, а следовательно, и питающего магнитный усилитель напряжения остается почти постоянной. Таким образом, магнитный усилитель питается папряжением, частота которого постоянна, а амплитуда пропорциональна входному напряжению стабилизатора. Подставляя выражение (4) в выражение (3), получают W.-Q.W, (B.B) . б7,.х.1ГГ или с учетом выражения (2) 2(Bs-Bn).ir,,.Q.ir, Y ... Тогда из выражений (1) и (6) Во).1Г/р.д.Г| t/..,l( const. Wz -Т т. с. при принятыхдввущения(Г const) определяется параметрами элементов схемы и значением Во и не зависит от LBX. Поскольку f/Bbix const, то 7 const. Величина Во, определяемая величиной (Лых и параметрами цепи обратной связи, также постоянна. Всякое резкое изменение LBX во время открытого состояния транзистора Т приводит к такому одновременному уменьшению Ьил согласно выражению (3) и -у согласно выражению (6), что /вкл остается постоянным. Изменение f/Bx в интервале запертого состояния транзистора Т не влияет на работу стабилизатора. Таким образом, предлагаемая схема обладает практически мгновенной реакцией на изменение входного напряжения. Если УВЫ;; изменяется за счет падения напряжения на силовом транзисторе и дросселе фильтра при изменении тока нагрузки, то схема работает обычным образом. Изменение f/Dbix приводит к такому изменению тока в це ..i........ .. ....... ™ °6P/Tf« „ 11У5„ ° « Во, что .бвых остается постоянным с заданной степенью точности. Таким образом, в предлагаемом стабилизаторе осуществляется два типа стабилизации: параметрическая - по входному напряжению и компенсационная -по выходному напряжению. При этом параметрическая стабилизация обеспечивает независимость выходного напряжения от входного, а компенсационная стабилизация поддерживает постоянным t/вых при изменении нагрузки, параметров силового транзистора и других элементов схемы, что (у/прощает) работу магнитного усилителя в качестве щиротно-импульсного модулятора. так как требуется меньшая глуоина отрицательной обратной связи, Предмет и з об р е т е н и я Имиульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий силовой транзистор, переключающий магнитный усилитель и магнитный мультнвпбрато), отличающийся тем, что, с целью поньинеини коэффициента стабилизации и быстродействия, переключающий „.гнитяый усилитель °Д™;™„ ТЛо магнитный усилитель подключен к выходной ЙоТа пТ.™ГоТГГГ™;о;ок а1Г„. .„ „т-ттт/ Лтт/ЧГгч тП Я ми выводами через разделительные диоды подсоединена к эмиттерам транзисторов магникого «уль™.ибра.о5а. а ее средний вывод .rt о 00 rrUHlT RI-JRnn - к плк,су „с™„«ка „„тя„„,