Стабилизированный источник питания Советский патент 1976 года по МПК G05F1/46 

ложного типа проводимости) с двумя входами 5, 6 получает питание от неуправляемого вспомогательного выпрямителя 7, выполненного либо в виде самостоятельной мостовой схемы (см. фиг. 1), либо в виде диода, включенного на выход силового неуправляемого выпрямителя 1 (см. фиг. 2).

Первый вход 5 спускового элемента 4 подключен через линейный резистивный делитель 8 напряжения и дифференцирующий конденсатор 9 к выходу неуправляемого вспомогательного выпрямителя 7, а второй вход 6 - к выходу неуправляемого вспомогательного выпрямителя 7 через параметрический стабилизатор на стабилитроне 10 и резистивно емкостную цепь 11 с малой постоянной времени заряда; кроме того, вход 6 спускового элемента

4через резистор 12 подключен к опорному параметрическому стабилизатору на стабилитроне 13, который подключен к выходу источника питания так, что разность опорного и выходного напряжений источника питания является сигналом ошибки (рассогласования). Ко входам 5, 6 спускового элемента 4 подключен конденсатор 14, блокирующий влияние импульсных помех и высших гармоник напряжения сети. Выход спускового элемента 4 через резисторы 15 и 16 подключен к промежутку катод - управляющий электрод тиристора 2. Спусковой элемент 4 переходит из закрытого состояния в открытое тогда, когда потенциал второго входа 6 становится выше потенциала первого входа 5 на величину прямого порогового напряжения р-п перехода ( 0,3 в для германиевого и 0,7 в для кремниевого транзисторов), т. е. практически при равенстве напряжений на входах 5 и 6.

Момент равенства указанных напряжений во время каждого полупериода определяется, с одной стороны, величиной выпрямленного напряжения сети, а с другой - величиной мгновенного значения напряжения ошибки (рассогласования). Поэтому в источнике питапия реализуется как принцип регулирования по возмущению со стороны сети, так принцин регулирования по отклонению (принцип обратной связи).

При помощи дифференцирующего конденсатора 9 на вход 5 спускового элемента 4 помимо сигнала, пропорциопального величине напряжения сети, подается компонента, пропорциональная производной этого напряжения, ноэтому кривая напряжения на первом входе

5спускового элемента 4 имеет максимум вблизи начала полупериода и близкий к линейному закон снижения напряжения к концу полупериода, причем, если бы спусковой элемент не сработал, напряжение на входе 5 в конце полупериода стало бы отрицательным.

При такой форме кривой напряжения на входе 5 спускового элемента 4, во-первых, имеется возможность выбрать малую (примерно на порядок меньше полупериода) постоянную времени заряда конденсатора резистивноемкостиой цепи и тем самым нолучнть неизменную во всем диапазоне регулирования амплитуду импульсов напряжения на управляющем электроде тиристора 2; во-вторых, получить принудительную синхронизацию включения тиристора в каждый полупериод, так как в интервале полупериода обязательно наступает момент времени, когда потенциал входа 6 спускового элемента 4 становится выше потенциала входа 5.

Таким образом, введение дифференцирующего конденсатора позволяет расширить диапазон регулирования рабочих углов включения тиристора и этим повысить коэффициент мощности источника питания или увеличить диапазон стабилизации в области малых напряжепий сети и обеспечить синхронизацию включения тиристора при работе силового выпрямителя на емкостной фильтр 3. При помощи источника опорного напряжения на стабилитроне 13 величина установившегося напряжения на конденсаторе резистивно-емкостной цепи становится в зависимости от мгновенного значения ошибки (рассогласования), чем достигается повышение точности работы устройства и наличие стабилизации при колебаниях тока нагрузки. Иснользован: ная схема включения источника опорного нанряжения обеспечивает устойчивую синхронизацию включения тиристора при емкостном

фильтре, поскольку в контур обратной связи не вносится инерционное запаздывание. Работает схема следующим образом. Предноложим, что источник работает в номинальном режиме с онределенным углом

включения тиристора 2. При увеличении напряжения сети сверх номинального возрастает напряжение на входе 5 спускового элемента 4 и соответственно равенство (с точностью до порогового прямого нанряжения эмиттерного перехода транзистора р-п-р снускового элемента 4) напряжений на обоих входах снускового элемента наступает с большей задержкой относительно начала полупериода; ноэто.му включение тиристора 2 и заряд конденсатора фильтра 3 настунает нозже, что позволяет сохранить выходное напряжение с онределенной точностью неизменным. Этому способствует также то, что небольшое относнтельное изменение (повышение) выходного

нанряжения вызывает значительное относительное увеличение абсолютного значения нанряження ошибки, и величина установившегося нанряжения, до которого заряжается конденсатор резистивно-емкостной цени 11, становится меньше, чем донолнительно увеличивает задержку включения тиристора 2 и тем самым способствует сохранению неизменным среднего значения выходного нанряжения. Если изменяется нри прочих равных условнях ток нагрузкн, например возрастает, то происходит некоторое снижение выходного напряжения, абсолютное значение сигнала ошибки становится меньше, соответственно возрастает напряжение на конденсаторе резистнвно-емкостной цени 11, и включение тиристора 2 происходит при меньшем сдвиге по фазе относительно начала полупериода, чем и достигается стабилизация выходного напряжения при колебаниях тока нагрузки.

Случайные кратковременные флюктуации напряжения сети (вызванные, например, пусковыми токами сторонних потребителей энергии) не вызывают резких изменений угла включения тиристора 2 и существенного нарушения работы источника благодаря сглаживающему действию конденсатора 12, емкость которого не должна быть настолько велика, чтобы вносилось заметное инерционное запаздывание в контур обратной связи.

Формула изобретения

1. Стабилизированный источник питания, содержащий соединенные последовательно между собой силовой неуправляемый выпрямитель и тиристор, подсоединенные последовательно к выходным зажимам, -емкостной сглаживающий фильтр, подключенный параллельно выходным зажимам, а также подсоединенные через вспомогательный выпрямитель к

питающему напряжению параметрический стабилизатор на стабилитроне, нагруженный на последовательную резистивно-емкостную цепь, и резистивный делитель напряжения, между

средней точкой которого и конденсатором упомянутой цепи подключены входные зажимы элемента с двумя входами и S-образной вольтамперной характеристикой, например, выполненного-на двух транзисторах разного типа

проводимости, отличающийся тем, что, с целью повышения точности стабилизации и расширения диапазона регулирования напряжения, один из резисторов упомянутого делителя шунтирован дифференцирующим кондеисатором, соединенным с одним входом упомянутого элемента с двумя входами, другой вход которого через резистор, соединенный с источником опорного напряжения, подключен к общей точке силового неуправляемого выпрямителя и выходной клеммы стабилизатора.

2. Стабилизированный источник питания по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, оба входа элемента с S-образной вольтамперной характеристикой шунтированы конденсатором.

y-v

14

S Г

о LTJ L J

-fi

13 3