Стабилизированный источник постоянного напряжения в постоянное Советский патент 1979 года по МПК H02M3/335 

Изобретение относнтся к электротехнике и может быть использовано в качестве вторичного источника электропитания радиотехнических устройств.

Известен стабилизированный источник напряжения постоянного тока, построенный по принципу вольтодобавки, в котором в качестве первичного источника питания используется сеть постоянного тока, напряжение которой меньше или равно заданному уровню стабилизации I.

Наиболее близким изобретению техническим решением является стабилизированный источник постоянного напряжения в постоянное, выполненный по принципу оптимальной вольтодобавки, содержаш,ий вольтодобавочный преобразователь с выходным трансформатором вольтодобавки, выпрямитель, подключенный входом ко вторичной обмотке упомянутого трансформатора, а выходом - последовательно и согласно к источнику постоянного тока, фильтр выпрямителя, измерительно-усилительный узел на транзисторах и стабилитроне, подключенный ко входным выводам, регулирующий орган, включенный последовательно с первичной обмоткой трансформатора вольтодобавки и

выполненный в виде двухтактного дросселя насыщения, рабочие обмотки которого соединены встречно-последовательно, а управляющая обмотка включена в качестве нагрузки измерительно-усилительного узла 2, Однако такой стабилизатор обладает недостаточным быстродействием срабатывания при резких изменениях входного напряжения, что ограничивает область его применения.

Целью настоящего изобретения является устранение указанного недостатка, то есть повыщение быстродействия срабатывания при резких изменениях входных напряжений и расширение области применения источника.

Эта цель достигается тем, что в стабилизированный источник постоянного напряжения в постоянное, выполненный по принципу оптимальной вольтодобавки, содержащий вольтодобавочный преобразователь с выходным трансформатором вольтодобавки, выпрямитель, подключенный входом ко вторичной обмотке упомянутого трансформатора, а выходом - последовательно и согласно к источнику постоянного тока, фильтр выпрямителя, измерительно-усилительный

узел на транзисторах и стабилитроне, подключенный ко входным выводам, регулирующий орган, включенный последовательно с первичной обмоткой трансформатора вольтодобавки и выполненный в виде двухтактного дросселя насыщения, рабочие обмотки которого соединены встречно-последовательно, а управляющая обмотка включена в качестве нагрузки измерительно-усилительного узла, введен дополнительный выпрямитель, входные зажимы которого подключены к дополнительно введенной вторичной обмотке трансформатора вольтодобавки, при этом дополнительный выпрямитель отрицательным выходным зажимом соединен с общей силовой щиной, а положительным через дополнительно введенные RG-фильтр и резистор - с базой входного транзистора упомянутого измерительно-усилительного узла.

Принцигьиальная электрическая схема стабилизированного источника постоянного напряжения представлена на чертеже.

Стабилизатор содержит двухтактный дроссель насыщения 1, посредством которого изменяется величина напряжения на первичной обмотке трансформатора вольтодобавки 2. Напряжение на первичную обмотку трансформатора 2 подается с преобразователя 3. Напряжение вольтодобавки выпрямляется диодным выпрямителем 4 и сглаживается фильтром 5. Управление дросселем насыщения 1 осуществляется измерительно-усилительным узлом, собранным на транзисторах 6 и 7. Выходное напряжение источника сравнивается с напряжением на стабилитроне 8. Резисторы 9 и 10 являются резисторами отрицательной обратной связи и служат для повышения устойчивости работы стабилизатора, то есть исключения перехода его в режим автоколебаний. Этим же целям служит резистор 11.

Конденсатор .12 исключает переменную составляющую напряжения на управляющей обмотке дросселя насыщения, которая может иметь место из-за несимметрии выполнения рабочих обмоток. Резистор 13 является нагрузкой каскада, собранного на транзисторе 7, и предотвращает отрыв базы транзистора 6 при запертом транзисторе 7.

Стабилитрон 14 ограничивает напряжение питания каскада, собранного на транзисторе 6, с целью уменьшения на нем мощности рассеивания. Резисторы 15, 16 и 17 являются ограничивающими в цепи питания стабилитронов 8 и 14.

Резистор 18, стабилитроны 19, 20 и резистор 21 образуют базовый делитель, посредством которого выбирается рабочая точка устройства. Конденсатор 22 - фильтрующий. Резистор 23 - эквивалентное сопротивление нагрузки. Постоянное напряжение подается в диагональ выпрямительного моста 4. Выпрямитель 24 является дополнительным и через RC-фильтр 25 и резистор

26 подключен к базе транзистора 7; он служит для повышения быстродействия схемы.

При этом основное регулирующее воздействие на базу транзистора 7 поступает с выхода устройства, а дополнительное регулирующее воздействие - с -выхода дополнительного выпрямителя 24 и составляет некоторую часть от первого.

Устройство работает следующим образом.

При уменьшении напряжения на выходе транзистор 7, и, следовательно, транзистор 6 приоткрываются, ток через управляющую обмотку дросселя насыщения 1, которая является нагрузкой транзистора 6, возрастает, индуктивность рабочих обмоток уменьшает5 я, что приводит к увеличению напряжения на первичной обмотке трансформатора 2, то есть к увеличению напряжения вольтодобавки. При этом в результате увеличения напряжения на входе трансформатора 2 увеличивается напряжение на выходе дополнительного выпрямителя 24, что в свою очередь, несколько подзакрывает транзисторы 7 и 6, уменьшая тем самым регулирующее воздействие с выхода устройства и несколько снижая точность стабилизации. Однако, в связи с тем, что регулирующие воздействия с выхода устройства и с выхода дополнительного выпрямителя действуют в противофазе, оказывая друг по отношению к другу демпфирующее воздействие, повышается коэффициент устойчивости (то есть 0 уменьшается возможность возникновения автоколебаний), что дает возможность увеличить коэффициент усиления измерительноусилительного узла и восстановить практически такую же точность стабилизации, которая достигалась при отсутствии дополнительного выпрямителя.

Аналогично, при увеличении напряжения на выходе стабилизатора, транзистор 7, и, следовательно, транзистор б подзакрываются, ток через управляющую обмотку дросселя насыщения 1 уменьшается, индуктивность его рабочих обмоток растет , что приводит к уменьшению напряжения на первичной обмотке трансформатора 2, то есть к уменьшению напряжения вольтодобавки.

При резких изменениях входного напряжения, процесс восстановления выходного напряжения стабилизатора носит характер, затухаюших колебаний.

Данное устройство может быть использовано при невысоких требованиях к точности стабилизации, а также для стабилизации многих напряжений. Для этого в цепь источника постоянного тока необходимо включить дополнительный стабилизатор (что в ряде случаев может быть оправданным).

При этом задача измерительно-усилительного узла и регулирующего элемента сводится к необходимости поддерживать постоянным напряжение вольтодобавки, то есть поддерживать постоянным напряжение на первичной обмотке трансформатора воль