Стабилизатор постоянного тока Советский патент 1976 года по МПК G05F1/56 

(54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА

Известен стабилизатор постоянного тока, содержащий преобразователь напряжения, на выходе Которого включен регулирующий транзистор с органом управления, служащий одновременно датчиком сигнала управления регулятором частоты импульсов преобразователя напряжения.

Для повыщения коэффициента стабилизации тока в широком диапазоне регулирования выходного -напряжения в предлагаемом стабилизаторе регулятор частоты имиульсов преобразователя напряжения выполнен в виде астабильиого мультивибратора, вход которого подключен параллельно переходу коллекторэмиттер регулирующего транзистора, а выход через усилительный каскад - к первичной обмотке вспомогательного трансформатора, и двух моностабильных мультивибраторов, входы которых подключены в противофазе « выходным обмоткам указанного трансформатора, а выход каждого из этих мультивибраторов через свой усилительный каскад подключен к управляющему входу одного из двух транзисторов преобразователя напряжения.

На чертеже дана схема описываемого стабилизатора.

Стабилизатор содержит преобразователь 1 напряжения, регулирующий транзистор 2 с органом 3 управления, регулятор 4 частоты импульсов преобразователя напряжения, астабильный мультивибратор 5, усилительный каскад 6, вономагательный трансформатор 7, моностабильные мультивибраторы 8 и 9, усилительные каскады 10 и 11, согласующие трансформаторы 12 и 13, вспомогательные источникп 14 и 15 питания, диод 16 Зенера, конденсатор 17, выпрямитель 18, дроссель 19. резистор 20, дроссель 21 фильтра и высоковольтный трансформатор 22.

Регулирующт транзистор 2 с органом 3 управления представляет собой регулятор потерь.

Стабилизатор работает следующим образом.

Напряжение на регулирующем транзисторе 2 воздействует на астабильный мультивибратор 5 так, что при возрастании нанряжения на транзисторе 2 частота, а следовательно, н наиряжение мультивибратора 5 уменьщается.

Таким образом, ток в нагрузке поддерживается постоянным нри изменении нагрузки. Выходные имлульсы астабильного мультивибратора 5 после усиления транзистором 6 и прохождения через трансформатор 7 для разделения потенциалов дифференцируются. Дифференцированные импульсы в противофазе управляют двумя моностабильными мультивибраторами 8 и 9, выходные импульсы которых через соответствующие усилительные каскады 10 п 11 и трансформаторы 12 и 13 управляют мощными транзисторами преобразователя I.

Выходные импульсы моностабильных мультивибраторов 8 и 9 имеют постоянную длительность, их частота повторения переменна и пропорциональна выходному напряжению, т. е. нагрузке.

Астабильный мультивибратор 5, усилительный каскад 6 и трансформатор 7 рассчитаны так, что мультивибраторы 8 и 9 с одним устойчивым СО|Стоянием управляются таким образом, что Проводящие состояния в мощных транзнсторах никогда не перекрываются. При этом учитываются допуски времен перехода из одного состояния в другое мультивибраторов 8 и 9 с одним устойчивым состоянием н сдвиг частоты астабильиого мультивибратора 5.

При максимальном напряжении на выходе стабилизатора обеспечивается возможность работы с коэффициентом скважности, равным почти единице, так что импульсное выходное напряжение высоковольтного трансформатора 22 должно быть лишь немного больше максимального выходного напряжения стабилизатора. Так как регулятор частоты импульсов работает как аналоговая следящая система, требуется сравнительно -немного средств фильтрации.

Астабильный мультивибратор 5 регулятора 4 частоты импульсов и регулятор потерь питаются напряжениями вспомогательных источников 14 и 15. Остальные участки схемы могут питаться входным напряжением.

Постоянная времени регулятора потерь, который работает как прецизионный регулятор, существенио меньше, чем постоянная времени регулятора частоты импульсов, который работает как грубый регулятор. Таким образом, регулятор потерь работает как добавочный фильтр пульсаций, что уменьшает средства фильтрации. Параллельное подключение диода 16 Зеиера и конденсатора 17 к промежутку эмиттер-коллектор регулирующего транзистора 2 защищает этот транзистор от кратковременных перенапряжений. При длительных же перегрузках успевает сработать регулятор 4 частоты импульсов. Выбором более высокой частоты импульсов можно уменьщить .необходимые средства фильтрации. Чтобы уменьшить потери на мощных транзисторах преобразователя 1, осуществлена задержка запирания диодов выпрямителя 18 лутем включения в общую коллекторную цепь этих транзисторов дросселя 19 с параллельно включенным сопротивлением 20, что ограничивает максимальный ток коллектора во время переключения мощных транзисторов преобразователя. При

открытом состоянии обоих транзисторов преобразователя через выпрямитель 18 протекает трансформированный первичный ток, а при запертом состоянии - ток, запасенный в дросселе 21. Появляющиеся при переключениях

потери уменьшаются дросселем 19 и солротивлением 20.

Падение напряжеиия на регулирующем транзисторе 2 поддерживается при помощи регулятора 4 частоты импульсов на одном и

том же уровне, так что он в статическом режиме перегружен быть не может.

Формула изобретения

Стабилизатор постоянного тока, содержащий преобразователь напряжения, на выходе которого включен регулирующий транзистор с органом управления, и регулятор частоты импульсов преобразователя напряжения с

датчиком сигнала управления, ,в качестве которого использован указанный регулирующий транзистор, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента стабилизации тока в широком диапазоне регулирования

выходного напряжения, регулятор частоты импульсов преобразователя напряжения выполнен в виде астабильного мультивибратора, вход которого подключен параллельно переходу коллектор - эмиттер регулирующего

транзистора, а выход через усилительный каскад - к первичной обмотке вспомогательного трансформатора, и двух моностабильных мультивибраторов, входы которых подключены в противофазе к выходны.м обмоткам указанного трансформатора, а выход каждого из этих мультивибраторов через свой усилительный каскад подключен к управляющему входу одного из двух транзисторов преобразователя напряжения.