Стабилизатор постоянного тока Советский патент 1976 года по МПК G05F1/46 

мотки трансформатора, а в режиме короткого замыкания - нри выходном напряжении инвертора. Следствием этого является необходимость расчета схемы синхронизации на минимальную амплитуду импульсов и установки амплитудного ограничителя.

Регулировка в известной схеме возможна только переключением числа витков ДН, что на высоких частотах преобразования, где ДН имеет всего несколько витков, не дает возможности точно выставить ток нужной величины.

Цель изобретения - повышение надежности и обеспечение плавного регулирования тока стабилизатора.

Это достигается тем, что в предлагаемом стабилизаторе последовательно с ДЛ включен шунт, параллельно которому подсоединена первичная обмотка измерительного трансформатора, к вторичной обмотке которого подключены два однополупериодных выпрямителя, каждый из которых выходом соединен с резисторным делителем напряжения, причем к одному из плеч каждого из указанных делителей подключен один вход органа сравнения и синхронизации, другой вход которого соединен с источником эталонного напряжения, а выход - с входом задаюш,его генератора, кроме того, одно из плеч каждого из резисторных делителей напряжения выполнено регулируемым.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого стабилизатора; на фиг. 2 и 3- принципиальная схема стабилизатора; на фиг. 4 - временные диаграммы, поясняющие работу стабилизатора.

Стабилизатор состоит из инвертора напряжения 1, согласуюпдего трансформатора, нагруженного на вынрямитель 2 с П-образным фильтром, ДЛ 3, включенного в цепь переменного тока, и блока 4, состояш,его из токового шунта с параллельно подключенным измерительным трансформатором, нагрузкой которого являются два однополупериодных выпрямителя с резисторными делителями схемы сравнения и формирования импульсов синхронизации 5, эталонного источника 6, задающего генератора 7.

Инвертор 1 выполнен на транзисторах или тиристорах по мостовой схеме, однако может быть выполнен по любой другой симметричной схеме. Сигналы управления поступают от задающего генератора 7, представляющего собой генератор Ройера, способный работать как в автоколебательном режиме, так и в режиме внещней синхронизации. В ультразвучовом диапазоне частот инвертирования сигналы управления инвертором поступают с задержкой отпирающего фронта, создаваемой низкочастотными диодами 8-И для устранения сквозных токов короткого замыкания.

Схема сравнения и формирования импульсов синхронизации 5 состоит из двух плеч, каждое из которых выполнено в виде аналога двухбазового диода на транзисторах 12 и 13

(14 и 15), предназначено для сравнения выпрямленного диодом 16 (17) напряжения на делителе 18 и 19 (20 и 21) с эталонным напряжением стабилитрона 22 и выделения сигнала синхронизации задающего генератора 7 в момент равенства этих напряжений.

Инвертор 1 выполнен на транзисторах 23- 26, блок 4 содержит токовый щунт 27 и измерительный трансформатор 28, задающий

генератор 7 содержит транзисторы 29, 30, инвертор 1 включает диоды 31-34.

Стабилизатор работает следующим образом. В момент включения задающий генератор

7 начинает работать в режиме самовозбуждения и отпирает пару транзисторов инвертора, например 24 и 26. Ток через ДЛ 3 возрастает, и на токовом шунте 27 появляется линейно нарастающее напряжение, которое трапсформируется во вторичную обмотку измерительного трансформатора 28 и через один из диодов 16 (17) прикладывается к делителю напряжения, например 18, 19. Напряжение, измеряемое относительно средней точки делителя, сравнивается с эталонным напряжением стабилитрона 22. В момент, когда абсолютная величина напряжения эмиттера транзистора 12 станет больше, чем напряжение на стабилитроне 22, транзистор 12 приоткрывается, в результате этого происходит отпирание транзистора 13 и появление на базе транзистора 29 задающего генератора 7 сигнала синхронизации, величина которого равна напряжению на стабилитроне 22. При этом

запирается транзистор 29 и отпирается транзистор 30, а также переключаются транзисторы инвертора 1. Полярность напряжения на линейном дросселе меняется на противоположную, и накопленная в дросселе энергия

возвращается в источник через диоды 31 и 33 до тех пор, пока ток ДЛ 3 не спадет до нуля. Затем полярность тока меняется, и ток снова нарастает до следующего момента синхронизации. Изменение сопротивления нагрузки или

входного напряжения приводит к изменению скорости нарастания тока дросселя, а следовательно, и напряжения на щунте 27, т. е. частоты инвертирования напряжения. При уменьшении сопротивления нагрузки или повышении входного напряжения частота выходного напряжения инвертора увеличивается, что приводит к увеличению падения напряжения на линейном дросселе и уменьшению падения напряжения на нагрузке. В результате ток нагрузки остается неизменным. При повыщении сопротивления нагрузки и понижении напряжения питания частота инвертирования снижается. На фиг. 4 приведены временные диаграммы напряжений на выходе инвертора 1 (t/i), первичной обмотке трансформатора выпрямителя 2, (Uz), ДЛ 3 (Us), входе одного из плеч схемы сравнения 5 (U), эталонного источника 6 (Ue), импульсов синхронизации задающего

генератора 7 на выходе схемы сравнения 5

(t/s), a также диаграммы тока ДЛ 3 (ts) и тока нагрузки (LZ), приведенного к первичной обмотке трансформатора.

В момент f происходит скачок напряжения па выходе инвертора, а в момент t скачок напряжения на нагрузке. При этом амплитуда тока лппейпого дросселя, а следовательпо, и величина тока нагрузки остаются постоянными.

По заявляемой схеме собран лабораторный макет на мощность 200 вт. Прн изменении входного напряжения ток нагрузки менялся на ±1,5%. При изменении сопротивления нагрузки от номинального значения до короткого замыкания ток нагрузки изменился на +3%.

Формула изобретения

1. Стабилизатор постоянного тока, содержаищй полупроводниковый инвертор напряжения, соединенный с выходом задающего генератора и через линейный дроссель с первичной обмоткой согласующего трансформатора, к вторичной обмотке которого подключен выпрямитель с П-образным фильтром,

отличающийся тем, что, с целью повышения надежности стабилизатора, последовательно с линейным дросселем включен птунт, параллельно котором} подсоединена первпчиая обмотка измерптельпого трансформатора, к вторичной обмотке которого подключены два однополупернодных выпрямителя, каждый пз которых выходом соединен с рсзисторпым делителем напряжения, причем к одному из плеч каждого из указанных делителей подключен один вход органа сравнения и синхронизации, другой вход которого соединен с нсточником эталонного напряжения, а выход - с входом задающего генератора.

2. Стабилизатор по п. 1, отличающпйся тем, что, с целью обеспеченпя плавного регулнроваиия тока стабилизатора, одно из нлеч каждого из резнсторных делителей напряжения выполнено регулируемым.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе;

1.Авт. св. СССР № 170554. кл. G 05f 1/68, 1954 (аналог).

2.Авт. св. СССР До 437055, кл. G 05f 1/46, 1972 (прототип).

cat

(ejt

(

/

(at

Фиг. 4