Импульсный параметрический стабилизатор постоянного тока Советский патент 1979 года по МПК G05F1/56 

электродами подсоединен параллельно обмотке линейного дросселя согласно с эмиттерно-коллекторным переходом ключевого транзистора конденсатором, который одним выводом соединен с катодом тиристора, а вторым выводом че «реэ последовательно соединенные резисторы - с анодом указанного тиристо ра, источником управляющего напряжения, минусовый вывод которого через диод соединен с управляющим электро дом тиристора, а п-люсовый вьшод с точкой соединения конденсатора и резистора, и двумя разрядными диодами, первый из которых соединен анодом с катодом тиристора, а катодом - с плюсовым выводом источника, управляющего напряжения, а второй соединен ансэдом с катодом первого из указанных диодов, а катодом - со средней точкой резисторов. На фиг.1 представлена принципиаль ная электрическая схема импульсного параметрического стабилиз атора постоянного тока; на фиг. 2 а,б - диаграммы токов в дросселе и в нагру ке. Стабилизатор содержит ключевой транзистор 1, соединенный последовательно со сглаживаюьщм фильтром на линейном дросселе 2 и конденсаторе 3 К входу фильтра подключен коммутирую щий диод 4. Параллельно обмотке линейного дросселя 2 подключена первич ная обмотка 5 дросселя б насыщения, вторичная обмотка 7 которого соедине на с эмиттер-базовым переходом ключевого транзистора 1. Транзистор 8 силовыми электродами соединен параллельно с обмоткой дросселя 2 согласно с эмиттер-коллекторным переходом транзистора 1. Конденсатор 9 через источник 10 управляющего напряжения и диод11 соединен с управляющш переходом тиристора 8, а через з.арядно разрядную цепь, состоящую из резисто ров 12- 13 -и диодов 14, 15, подключе к обмотке дросселя 2 Для предотвращения обратных токов в источнике 10 управляющего напряжения параллельно его выводам включен резистор 16. В момент подачи входного напряжения создается некоторое напряжение на обмотках дросселей 2 и 6 за счет токов утечки ключевого транзистора 1 Транзистор 1 плавнообразно открывается напряжением на обмотке 7 дросселя 6. ЭДС самоиндукции дросселей 2 и б прикладывается к конденсатору9 через зарядно-разрядную цепь. Ток 1дд , протекающий через обмотку дросселя 2, линейно возрастает. Одновременно заряжается конденсатор 9 через резисторы 12, 13. В момент, ко да напряжение на конденсатор 9 превыщает величину напряжения, источника 10, конденсатор 9 подключается к уп равляющему переходу тиристора 8 чере источник 10 и диод 11, защищающий у равляемый переход от обратны:: напря|жений. Через управляющий переход тиристора протекает ток разряда конденсатора, тиристор 8 открывается и шунтирует обмотку дросселя 2. Ток дросселя 1дд уменьшается, в связи с чем полярность ЭДС самоиндукции дроссел.ч 2 и напряжения на обмотке 5 дросселя б изменяется на противополо.жное. Изменение полярности приводит к выключению тиристора 8. Транзистор 1 закрывается напряжением на обмотке 7, а коммутирующий диод 4 открывается. Ток 1дд линейно уменьшается. Конденсатор 9 разряжается напряжением на обмотке дросселя 2 Через, резистор 12и диод 14. Шунтировани е резистора 13диодом 14 обеспечивает уменьшение времени Разряда по сравнению с временем заряда, что необходимо для готовности схеглы к очередному циклу, Конденсатор разряжается практически до нулевого значения напря.;:ани.: за счет параллельного включакь:/:; дпода 15. В это же время сердечник дросселя перемагничивается в направлении исходного насыщенного состояния. В тот момент времени, когда ток дросселя 2 уменьшается до нулевого значения, полярность напряжения на его обмотке изменяется на обратное, транзистор 1 открывается, и цикл работы устройства повторяется. Амплитудное значение тока в дрос- селе 2 и среднее значение тока нагрузки определяется длительностью замкнутого состояния транзистор 1, Длительность t- замкнутого состояния транзистора 1 соответствует времени заряда конденсатора 9 до напряжения источника управляющего напряжения Uy и может быть получена из приближенного соотношения Ч. 2. где Ug, Ugy-входное и выходное напряжение стабилизатора; г., - величина сопротивлений резисторов Сд - емкость конденсатора 9, Отсюда (SJB%- Bbl% За это время ток в дросселе 2- нарастает от нулевого значения до величинылТ - ()э ,, L U а магнитная индукция в сердечнике дросселя б получает приращение („ЕтГивык з э площадь поперечного сеч ния сердечника и количе во витков в обмотке 5 дросселя. Разомкнутое состояние транзистора соответствует времени уменьшения .Ддд до нулевого значения и времени перемагничивания сердечника дроссел Ь в противоположном направлении на ту же величину йВ напряжением, ранним Ugbix,Следовательно, разомкнутое состояние транзистора характеризуется длительностью ,(ri2tr,,-)CqUv, среднее значение тока в нагрузке в некотором диапазоне напряжений ис точника управляющего напряжения не зависит от параметров обмотки и сер дечника дросселя насьпдения и при необходимости может быть подстроено вручную или автоматически изменением напряжения Uj. В частных случаях, когда настройка производится единовременно при изготовлении стабилиза тора и не подвергается автоматическому изменению в процессе функциони рования стабилизатора., в качестве ис точника управляющего напряжения может быть использован источник опорного напряжения, в простейшем случае - стабилитрон. Следовательно, уровень стабилизи рованного тока может изменяться в широком диапазоне за счет внешних воздействий без изменения конструктивных параметров дросселей 2 и 6. Верхний уровень тока дросселя 2 и (см. фиг. 2,а) и наибол шее значение тока в нагрузке ICTI (см. фиг. 2, б) соответствует той длительности замкнутого состояния ключевого транзистора 1, при котором приращение индукции дВ в сердечнике дросселя 6 достигает своего максимально возможного значения, равного 2 Вд . Нижняя граница тока в дросселе 1дд2 и 1срсг(см. фиг. 2,а) и наименьшее значение тока в нагрузке ICTZ. лимитируется максимально допустимой частотой переключений транзистора 1 Устройство может быть выполнено и по схеме с параллельным подключени 2 ем нагрузки и ключевого транзистора. Состав устройства и протекающие в нем физические процессы аналогичны вышеописанным. Таким образом, отличительные признаки изобретения позволяют расширить диапазон уровней стабилизируемого тока. Использование предлагаемого устройства позволяет значительно сократить стоимость разработки стабилизаторов тока, так как обеспечивается возможность создания унифицированных стабилизаторов для определенного диапазона входных и вькодных напряжений. Экономический эффект от использования изобретения возрастает по мере расширения н 1енклатуры стабилизаторов и размера вьтускаемой серии. Формула изобретения Импульсный параметрический ста- билизатор постоянного тока, содержащий последовательный ключевой транзистор, выходной сглаживающий фильтр на линейном дросселе и конденсаторе, коммутирующий диод и двухобмоточный дроссепь насыщения, первичная обмотка которого соединена с обмоткой линейного дросселя, а вторичная обмотка подключена к цепи эйиттерно-баэового перехода ключевого транзистора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей стабилизатора путем обеспечения возможности установки различных уровней стабилизируемого тока, он снабжен тиристором, который своими силовыми электродами подсоединен параллельно Обмотке линейного дросселя согласно с эмиттерно-коллекторным переходом ключевого транзистора, конденсатором, который одним выводом соединен с катодом тиристора, а вторым выводом через последовательно соединенные резисторы - с анодом указанного тиристора, источником управляющего напряжения, минусовый вывод которого через диод соединен-с управляющим электродом тиристора, а плюсовой вывод - с точкой соединения конденсатора и резистора, и двумя разрядными диодами, первый из которых соединен анодом с катодом тиристора, а катодом с плюсовым выводом источника управляющего напряжения, а второй соединен анодом с катодом первого из указанных диодов, а катодом - со средней ТОЧКОЙ резисторов.

.

/

.JL

Лч

If,/

«f