Стабилизатор постоянного тока Советский патент 1978 года по МПК G05F1/56 

(54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА питающий источник, подключенный к питающему входу каждого из указанных плеч инвертора через последовательно соединенные полуобмотку дросселя и одну из первичных обмоток выходного трансформатора инвертора, один из вью дов вторичной обмотки которого подклю чен к первому выводу выпрямителя со стороны переменного тока, соединенного ВЫВОДгиЛИ со стороны постоянного тока с П-образным , LC-фильтром, который первым выходным выводом подсоедкнен к одному из выводов для подключения нагрузки, новым является то, что .другой вывод вторичной обмотки выходного трансформатора инвертора подклю.чен ко второму JЫEOдy выпрямителя со стороны переменного тока через первый дополнительно введенный резистивный д чик тока,П аллельн6 которому подключ на первичная обмотка дополнительно вв денного измерительного трансформатора вторичная обмотка которого имеет среднюю точку и через дополнитель но введенные диоды подключена сво ими концами к двум дополнительно введенным резистивным делителям напряжения, одно из плеч каждого из которых шунтирует соответствующее плечо дополнительно введенного блока для сравнения и синхронизации вход которого подключен к дополнительно введенным и соединенным последователь но выходами источнику эталонного напр жения и усилит-елю сигнала ошибки, соединенному входом с выводами второго дополнительно введенного резистивного датчика тока с помощью которого втор выходной вывод П-образного LC -фильт ра подсоединен к другому выйоду для подключения нагрузки, причем каждый из ДВУХвыходных выводов блока для сравнения и синхронизации соединен с соответствующим из входов задающего генератора. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема стабилизатора постоянного тока. Стабилизатор содержит полупроводниковый двухтактный инвертор, выполненный на транзисторах 1 и 2 по нулевой схеме. В коллекторные цепи транзисторов 1 и 2 включены полуобмотки дросселя 3, причем таким образом,что постоянное подмагничивание дросселя отсутствует. Сигналы управления полупроводниковым двухтактным инвертором поступают от задающего генератора 4, выполненного по схеме Ройера, способного работать как в автоколебательном режиме, так и в режиме внешней синхронизации.В цепях управления транзисторами 1 и 2 полупроводникового двухтактного инвертора стоят балластные резисторы 5 и 6, а также диоды 7 и 8, служащие для исключения сквозных токов короткого замыкания. Так как нагрузки полупроводникового, двухтактного инвертора из-за наличия дросселя 3 имеют индуктивный характер, встречно-параллельно транзисторам 1 и 2 включены диоды 9 и 10 встречного тока. Нагрузка 11 стабилизатора подключена к полупроводниковому двухтактному инвертору через выходной трансформатор 12 полупроводникового двухтактногоинвертора и выпрямитель, выполнёйййй на диодах , с П-юбразным UC- фильтром, состоящим из конденсаторов 17, 18 и дросселем 19. Во вторичной обмотке выходного траИт сформатора 12 установлен первый дополнительно введенный резистивный датчик 20, Напряжение с резистивного датчика 20 трансформируется дополнительно введенным измерительным трансформатс ром 21, выпрямляется дополнительно . введенными диодами 22 и 23 w прикладывается к двум дополнительно введенным резистивным делителям 24, 25 напряжения и 26, 27, одно из плеч каждого из которых шунтирует соответствующее плечо дополнительно введенного i блока для сравнения и синхронизации, выполненное в виде аналога двухбазового диода на транзисторах 28 и 29, 30 и 31. Блок для сравнения и синхронизации предназначен для сравнения напряжений на резисторах 25 к 21 с источником 32 эталонного напряжения, включенного последовательно с усилителем 33 сигнала ошибки. Сигнал на выходе усилителя 33 выделяется на резисторе 34 и зависит от величины отклонения тока нагрузки , которая оценивается с помощью включенного последовательно с нагрузкой второго дополз нительно(Введенного резистивного датчика 35, В момент равенства выше указанных напряжений блок для .сравнения и синхронизации формирует синхроимпульс на одном из эмиттерных резисторов 36 или 37 аналогов двухбазовых диодов, которые служат для синхронизации задающего генератора 4. Устройство работает следующим образом. В момент включения задающий генератор 4 начинает работать в режиме самовозбуждения, и отпирает один из транзисторов инвертора, например 2. Ток через линейный дроссель 3 возрастает, и на токовом резистивном датчике 20 появляется линейно нарастающее напряжение, которое трансформируется измерительным трансформатором 21 и через один из выпрямительных диодов 22(23) прикладывается к делителю напряжения, например 24, 25. Напряжение, измеряемое относительно средней точки делителя 24, 25, сравнивается с суммой напряжений эталонного источника32 и усилителя 33 . В момент, когда абсолютная величина напряжения эмиттера транзистора 28 станет больше суммы этих Напряжений транзистор 28 приоткры вается, что вызывает отпирание транзистора 29 и шаделёние на резисторе 3 импульса синхронизации задающего генератора 4, величина которого равна напр пряжению эталонного источника 32. Это приводит к изменению полярности напря жения на выходе задающего генератора 4 и запиранию транзистора 2 инвертора и отпиранию транзистора 1. Полярность напряжения на линейном дросселе 3 мен ется на противоположную, и накопленна в дросселе энергия возвращается в ис|точник через диод 10 до тех пор, пока ток второй полуобмотки дросселя не сИадет до нуля. Затем полярность тока во второй полуобмотке дросселя 3 меняется на противоположную, и ток снова нарастает до следующего момента синхронизации. Изменение сопротивления нагрузки или входного напряжения приводит к .изменению скорости нарастания тока дросселя 3, а следовательно, и напряжения на резистивном датчике 20, т.е. частоты инвертирования напряжения. При уменьшении сопротивления нагрузки или увеличении входного напряжения частота инвертирования растет. При увеличении сопротивления нагрузки или уменьшении входного напряжения - снижается. Это приводит к перераспределению напряжений между линейным дросселем и нагрузкой. Таким образом, амплитуда линейно нарастающего тока остается постоянной при различных возмущеиощих воздействиях, а следовательно, остается постоянными его среднее значение, равное току нагрузки. в результате активных потерь в транзисторах инвертора, дросселе, трансформаторе и выпрямителе,, а также конечного времени переключения полупроводниковых элементов, стабильность тока нагрузки прй сравнении напряжения на резистивкых делителях 24, 25 (26, 27) толькб с напряжением эталонного источника 32 будет невысока. Для коррекции эталонного источника 32, в соответствии с уходом тока нагрузки служит уис/1итель сигнала ошибки 33, выделяющий и усиливающий разность действительного тока нагрузки, протекающего по резистивному датчику 35, включенному последовательно с нагрузкой 11, и заданного. Это дает возможность значительно повысить коэффициен стабилизации, сохранив высокое быстродействие и устойчивость стабилизатора. Формула изобретения Стабилизатор постоянного тока, соцержащий полупроводниковый двухтактный инвертор, управляющий вход каждб го из двух плеч которого соединен через балластный резистор с соответствующим -выходом задающего генератора, питающий источник, подключенный к пи.тающему входу каждого из указанных плеч инвертора через последовательно соединенные полуобмотку дросселя и одну -из первичных обмоток выходного трансформатора инвертора, один из выводов вторичной обмотки которого подключен к первому выводу выпрямителя со стороны переменного тока, соединенного выводами со стороны постоянного тока с П-образным ,LC-фильтром, который первым выходным выводом подсоединен к одному из выводов для подключения нагрузки, отличающийс я тем, что, с целью повышения стабильности тока нагрузки и надежности стабилизатора, другой вывод вторичной обмотки выходного трансформатора-инвертора подключен ко второму выводу выпрямителя со стороны переменного тока через первый дополнительно введенный резистивный датчик тока,параллельно которому подключена первичная обмотка дополнительно введенного измерительного трансформатора, вторичная обмотка которого имеет среднюю точку и через дополнительно введенные диоды подключена своими концами к двум дополнительно введенным резистивным делителям напряжения, одно из плеч каждого из которых шунтирует соответствующее плечо дополнительно введенного блока для сравнения и синхронизации, вход которого подключен к дополнительно введенным и соединенным последовательно выходами источник ку эталонного напряжения и усилителю сигнала, ошибки,соединенному входом с выводами второго дополнительно введенного резистивного датчика тока, с помощью которого второй выходной вы- . вод П-образного ис-фильтра подсоединен к другому выводу, для подключения нагрузки, причем каждый из двух выходных выводов блока для сравнения и синхронизации соединен с соответствующими из входов задающего генератора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР. №170554, КЛ.& 05 F 1/68, 1964. 2.Авторское свидетельство СССР № 437055, кл. а 05 F 1/46, 1970.

/У

. .

il« 1 1 П U T/r T«U