Стабилизатор постоянного тока Советский патент 1975 года по МПК G05F1/46 

1

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам стабилизации постоянного тока и может использоваться в качестве источника питания аппаратуры связи.

Известен импульсный стабилизатор тока, выполненный по авт. св. № 437055. Такой стабилизатор тока имеет параметрическую систему управления и поэтому не обеспечивает достаточно высокой стабильности тока питания аппаратуры дальней связи.

Цель изобретения - повысить коэффициент стабилизации. Это достигается тем, что в цепочку из односердечникового дросселя насыщения и двух импульсных трансформаторов введена вторичная обмотка выходного трансформатора ключевого усилителя, по цепи управления соединенного с задающим генератором, а по цепи питания с эмиттерным повторителем, вход которого связан с выходом дифференциального усилителя, управляемого сигналом, снимаемым с шунта, включенного последовательно с нагрузкой.

На фиг. 1 изображена схема стабилизатора постоянного тока; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу стабилизатора тока.

Стабилизатор постоянного тока состоит из следующих элементов: инвертора напряжения 1; выпрямителя 2 с П-образным фильтром

и согласующим трансформатором; линейного дросселя 3, включенного последовательно с первичной обмоткой согласующего трансформатора; задающего генератора 4; синхронизатора 5; измерительного элемента 6; дифференциального усилителя 7; эмиттерного повторителя 8; двухтактного усилителя 9 с выходным трансформатором 10; односердечникового дросселя насыщения 11; импульсных трансформаторов 12, 13; диодов 14, 15, шунтирующих первичные обмотки импульсных трансформаторов в одном направлении; диодов 16, 17, предназначенных для получения униполярных импульсов напряжения на входе задающего генератора 4.

На фиг. 2 даны следующие обозначения: диаграмма тока, протекающего через линейный дроссель 3 - is; диаграмма напряжения на входе инвертора 1 - Ui; диаграмма напряжения на первичной обмотке трансформатора выпрямителя 2 - U2; диаграмма напряжения на линейном дросселе 3 - Us; диаграмма напряжения на вторичной обмотке трансформатора 10 - Uio; диаграмма напряжения на

дросселе насыщения 11 - Un.

Инвертор 1 выполнен по мостовой схеме инвертора напряжения. Сигналы управления прямоугольной формы поступают на инвертор от задающего генератора 4, представляющего

собой генератор Ройера, способный работать

как в режиме самовозбуждения, так и в режиме внешней синхронизации. Синхронизатор 5 состоит из измерительного элемента 6, представляющего собой шунт, с которого снимается часть напряжения нагрузки и эмиттерного повторителя, включенного на выходе шунта; дифференциального усилителя 7; эмиттерного повторителя 8; двухтактного ключевого усилителя мош,ности 9, имеющего трансформаторный выход 10.

Рассмотрим работу стабилизатора, начиная с момента включения задающего генератора 4. В этот момент генератор начинает работать в режиме самовозбуждения и включает транзисторы 18, 19 инвертора 1. Ток через линейный дроссель 3 возрастает и к дросселю насыщения 11 прикладывается напряжение, насыщающее его в положительном направлении. Через некоторый промежуток времени дроссель 11 насыщается и на импульсном трансформаторе 13 появляется напряжение, поступающее на вход задающего генератора 4 и меняющее полярность его выходного напряжения. При этом ранее выключенные транзисторы 18 и 19 выключаются, а неуправляемые диоды 20 и 21 открываются. Полярность тока дросселя 3 остается неизменной, но величина его уменьшается, а полярность напряжения на дросселе насыщения 11 меняется на противоположную. Дроссель насыщения 11 иеремагничивается в отрицательном направлении. Когда ток нагрузки снижается до нуля, неуправляемые диоды 20 и 21 закрываются, а открывается следующая пара силовых транзисторов инвертора 1, полярность тока линейного дросселя меняется на противоположную.

Изменение сопротивления нагрузки или выходного напряжения приводит к изменению мгновенных значений напряжения на дросселе насыщения 11 и длительности интервалов его перемагничивания, т. ё. частоты инвертирования напряжения. При уменьшении сопротивления нагрузки или повышении входного напряжения частота выходного напряжения инвертора повышается, что приводит к увеличению падения напряжения на линейном дросселе и уменьшению падения напряжения на нагрузке. В результате ток нагрузки остается неизменным. При повышении сопротивления нагрузки или снижении входного напряжения постоянство тока нагрузки поддерживается путем снижения частоты выходного напряжения инвертора 1. При параметрической стабилизации погрешности, вызванные неидеальностью петли гистерезиса дросселя насыщения И, инерционностью импульсных трансформаторов 12, 13 и ключевых элементов инвертора 1, несколько снижают частоту инвертирования, требуемую

для идеальной стабилизации. Отработка погрешностей параметрической стабилизации, а следовательно и повышение коэффициента стабилизации устройства осуществляется применением компенсационного управления. Для

этого в синхрюнизаторе 5 последовательно с дросселем насыщения 11 включается выходная обмотка трансформатора 10 ключевого усилителя 9. Снимаемое с этой обмотки напряжение UIQ суммируется с напряжением линейного дросселя 3-Us и уменьшает время насыщения дросселя И на величину задержки, вызванной неидеальностью элементов, тем самым увеличивая частоту инвертирования до значения, необходимого для идеальной стабилизации.

Предмет изобретения

Стабилизатор постоянного тока, по авт. св. № 437055 отличающийся тем, что, с

целью повышения коэффициента стабилизации, в цепочку из односердечникового дросселя насыщения и двух импульсных трансформаторов введена вторичная обмотка выходного трансформатора ключевого усилителя, по

цепи управления соединенного с задающим генератором, а по цепн питания с эмиттерным повторителем, вход которого связан с выходом дифференциального усилителя, по цепи управления соединенного с шунтом, включенным последовательно с нагрузкой.