Параметрический стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1977 года по МПК G05F3/14 

1

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться в качестве источника ограниченной мощности.

Известен параметрический стабилизатор постоянного напряжения, содержащий стабилизирующую цепочку в виде активного или реактивного токового ограничителя или стабилитрона, к которо.му подключена нагрузка, силовой трансформатор, основной и вспомогательный выпрямители, входные цепи которых подключены к отдельным обмоткам трансформатора, а выходные снабжены емкостны.ми фильтрами, соединены последовательно и подключены к стабилизирующей цепочке 1.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности н достигаемому результату является параметрический стабилизатор постоянного напряжения, содержащий трансформатор с одной первичной и двумя вторичными обмотками, подключенными соответственно через основной и вспомогательный выпрямители к сглаживающим конденсаторам, включенным последовательно, стабилизирующую цепь, состоящую из включенных носледовательно резистора и стабилитрона, и корректирующий резистор 2. Недостатком известных стабилизаторов является ограниченный диапазон изменения входного напряжения, в котором соблюдаются условия заданной стабил1 1юсти выходного напряжения.

Цель изобретения - расширение диапазона изменения входного напряжения.

Эта цель достигается тем, что в параметрическом стабилизаторе постоянного напряжения, содержащем трансформатор с одной первичной и двумя вторичными обмотками, подключенными соответственно через основной и вспомогательный выпрямители к сглаживающим конденсаторам, включенным последовательно, стабилизирующую цепь, состоящую из включенных последовательно резистора и стабилитрона, и корректирующий резистор, новым является то, что указанная стабилизирующая цепь подключена к разобщенным выводам сглаживающих конденсаторов, нри этом вспомогательный выпрямитель выполнен по схеме удвоения напряжения, диоды его шунтированы дополнительными резисторами и включены последовательно-встречно с дополнительно введенными стабилитронами, а корректирующий резистор включен последовательно со вторичной обмоткой трансформатора, соединенной со вспомогательным выпрямителем.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема параметрического стабилизатора постоянного напряжения; на фиг. 2 - выходная характеристика основного выпря.мителя; на фиг. 3 - выходная характеристика вспомогател1111ого выпрямителя; на фиг. 4 - резул1 т11рующая выходная характеристика двух выпрямителей.

Параметрический стабилизатор постоянного напряжения содержит трансформатор 1, первичная обмотка которого подключена к источнику переменного напряжения, а вторичные обмотки 2 и 3 подключены, соответственно, к основному выпрямителю 4, нагруженному на емкостной фильтр 5, и к вспомогательному выпрямителю 6, соединенному с емкостным фильтром 7. Выходы выпрямителей соединены последовательно-встречно и подключены к стабилизирующей цепочке, состояпдей из резистора 8 и стабилитрона 9, включенного параллельно нагрузке 10.

Корректирующий резистор 11 включен в цепь вторичной обмотки 3 трансформатора 1. Вспомогательный выпрямитель выполнен на диодах 12 и 13, шунтированных резисторами 14 и 15, включенных встречно-последовательно со стабилитронами 16 и 17 и соединенных по схеме удвоения напряжения, соответственно, с конденсаторами 18 и 19 фильтра 7.

Параметрический стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом.

При малых значениях входного напряжения пробой стабилитронов 16 и 17 не происходит, выходное напряжение основного выпрямителя (фиг. 2), вспомогательного выпрямителя (фиг. 3) и суммарное напряжение выпрямителей (фиг. 4) изменяются линейно по мере роста входного напряжения. При этом в каждый полупериод входного напряжения происходит заряд одного из конденсаторов, 18 или 19, через включенный в прямом направлении соответствующий стабилитрон 16 или 17. Благодаря встречному включению диодов и стабилитронов ток заряда ограничивается резисторами. Суммарное напряжение конденсаторов фильтра 7 образует выходное напряжение вспомогательного выпрямителя.

Увеличение напрянсения на обмотке 3 трансформатора 1 до такой величины, при которой сумма его амплитудного зпачения и напряжения на конденсаторах 18 и 19 достигает уровня пробоя стабилитронов 16 и 17, сопроволадается изменением режима впомогательного выпрямителя, так как появляется ток во втором полупериоде напряжения. Этот ток стремится изменить полярность напряжения на конденсаторах фильтра 7. На выходной характеристике вспомогательного выпрямителя (фиг. 3) изменению его режима соответствует точка 20.

Дальнейшее возрастание входного напряжения приводит к такому состоянию схемы выпрямителя 6 и фильтра 7, при котором конденсаторы 18 и 19 каледый в свой полупериод заряжаются прямым током стабилитронов и частично разрялсаются их обратным током в противоположный полупериод. В результате шунтирования диодов резисторами в схеме существует сильное преобладание воздействия обратного тока, благодарячему весьма незначительное увеличение входного напряжения приводит к резкому снижению среднего значения выходного напряжения ца нисходящем участке 20-21 выходной характеристики (фиг. 3), что позволяет корректировать наклон характеристики в широком диапазоне изменением коэффициента трансформации и выбором резистора И.

При достаточном увеличении входного напряжения рабочая точка на выходной характеристике достигает положения 21, когда среднее выходное напряжение вспомогательного выпрямителя, полученное взаимным уничтожением переменной составляющей напряжений конденсаторов 18 и 19, равно нулю.

Дальнейший рост входного напряжения приводит к вычитанию выходного напряжения вспомогательного выпрямителя из выходного напряжения основного - участок 21-22 на фиг. 3 б. Правильный выбор наклона характеристики на участке 21-22 позволяет достичь такого положения, при котором суммарное напрял :эние двух выпрямителей, подводимое к стабилизирующей цепочке, остается неизменным в практически неограниченном диапазоне изменения входного напряжения - участок 23-24 на фиг. 4. Это обеспечивает условия достижения более высокой стабильности выходного напряжения по сравнению с известными устройствами, работающими при изменении входного напряжения в широком диапазоне.

Таким образом, заданный коэффициент стабилизации достигается в предложенном устройстве в более широком диапазоне измепения питающего напряжения.

Формула изобретения

Параметрический стабилизатор постоянного напряжения, содержащий трансформатор с

одной первичной обмоткой и двумя вторичными обмотками, подключенными соответственно через основной и вспомогательный выпрямители к сглаживающим конденсаторам, включенным последовательно, стабилизирующую цепь, состоящую из включенных последовательно резистора и стабилитрона, и корректирующий резистор, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона изменения входного напряжения, указанная

стабилизирующая цепь подключена к разобщенным выводам сглаживающих конденсаторов, при этом вспомогательный выпрямитель выполнен по схеме удвоения напряжения, диоды его шунтированы дополнительными резисторами и включены последовательно-встречно с дополнительно введенными стабилитронами, а корректирующий резистор включен последовательно со вторичной обмоткой трансформатора, соединенной со вспомогательным выпрямителем.

Источники ипформации, принятые во внимание при экспертизе:

1. ИвапчукБ. Н., Рувинов Б. Я. «Параметрические стабилизаторы папряжепия на полупроводниковых приборах и магнитных усили5телях, изд. «Энергия, 1971 г., стр. 4, 54- 56, 61-63. 553605 б 2. Патент США № 3233166 кл. 323-45, 1960 г. - прототип.

Sx О

Чьп

гз 24

.

X

Риг t

Уиг J22