Стабилизированный источник постоянного напряжения Советский патент 1980 года по МПК G05F1/56 H02M7/155 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в радиотехнических установках различного назначения, в частности для вторичных источ- НИКОВ электропитания. Известны стабипиз1фованные источник постоянного напряжения i и 2. Наиболее близким техническим решением является стабилизированный источник постоянного напряжения, содержащий соединенные последовательно в силовой цепи управляемый выпрямитель на тиристорах и сглаживающий фильтр, подключенный к входным выводам генератор трапецеидального напряжения с маломощным вьшрямителем и конденсатором, блок управления, состояний из элемента совпадения на двухбазовом диоде, один вход которого соединен с маломощным выпрямителем, второй вход - с кондевсатором генератора трапецеидального напряжения, а выход через трансформатор подключен к управляющим электродам тиристоров управляемого вьшрямителя Недостатком этого источника являетя то, что при изменении тока нагрузки в широких пределах нельзя получить высоких, значений коэффишшнта стабилизации. Это обусловлено значительным внутренним cotфoтивлeниeм|Rg,„|yтtpaвляe 4oгo выпрямителя. При изменении тока нагрузки йЗц1 выходное напряжение изменяется на величину. uUg . Из формулы видно, что чем больше R и диапазон изменения тока нагрузки лЗ,. тем больше изменение выходного напряжения и ниже коэффициент стабилизации. Цель изобретения - повышение стабильности выходного напряжения при изменении тока нагрузки. Это достигается тем, что в стабили- зирозанном источнике постоянного напряжения блок управления снабжен транзистором, реверсивным делителем напряжения, подключенным к эмиттеру и базе транзистора, и стабилитроном, который через резистор и резистивный делитель напряжения соединен с выходными выво- дами. При этом трансформатор блока управпения снабжен дополнительной обмоткой, соединенной с коллектором указанного транзистора. На фиг, 1 представлен один из вариан тов реализации предлагаемого устройства на фиг. 2 эпюры электрическ гх характ ристик, поясняющие работу источника; а - эпюры выходного напряжения тиристоров; б - напряжение заряда конденсатора; в - сопротивление заряда этого конденсатора; г - выходное напряжение управляемого источника; д - зависимость .выходного напряжения источника от тока нагрузки (пунктиром показаны эпюры характеристик при отсутствии дополнитель ной обмотки при разли-шых R-.., , а сплошной линией - с дополнительной обмоткой) , Устройство содержит тиристоры. 1 и сглаживающий фильтр 2 в силовой цепи, генератор трапецеидального напряжения, включающий маломощный выпрямитель 3, стабилитрон 4. резисторы 5, 6 и 7, ста билитрон 8, конденсатор 9. Элемент сов падения выполнен на двухбазовом диоде 1О, один вход которого подключен к кон денсатору 9, второй - через резистор 11 к маломощному выпрямителю 3, а выход диода Ю через трансформатор 12 подключен к управляющим электродам тиристоров 1. Цепь обратной связи, состои из резистора 13 и резистивного делител напряжения 14, стабилитрона 15 и транзистора 16, подключенного параллельно обмотке 17 трансформатора 12, Устройство также содержит генератор трапецеидального напряжения 18 и блок управления Q, Стабипизированпый источник работает следующим образом. В каждый полупериод напряжение на конденсаторе 9 сравнивается с частью пульсиру1още1Х1 напряжения, снимаемого с маломощного выпрямителя 3. При равенстве этих напряжений элемент совпадения срабатывает, а с выхода устройства через трансформатор 12 поступает импульс на управляющие электрод тиристоров 1 . в начале стабилизации при увеличении входного напряжения возсрастает меж- электродпое напряжение на элементе срав

нения, следовательно, возрастает и уровень напряжения, до которого заряжается конденсатор 9. Угол открьшания тиристоров 1 аавистг oi величины входного напряжения, так как скорость заряда конденТаким образом осуществляется стабилизация выходного напр5гжения при изменении тока нагрузки в щироких пределах (фиг. 2 д). сатора 9 поддерживается постоянной ста билитроном 4, т.е. обеспечивается автоматическая стабилизация выходного напряжения. Однако при дальнейшем увеличении входного напряжения рабочая точка, определяющая момент появления управляющего тиристорами импульса, смещается на задний фронт трапецеидального напряжения. Скорость -заряда конденсатора 9 падает. В этом момент открывается стабилитрон 8 и подсоединяется с резистором 7 параллельно резистору 5. В результате сокращается время заряда конденсатора 9 и компенсируется уменьще- ние скорости заряда. Следовательно, сра батывание элемента совпадения наступает раньще, чем и обеспечивает постоянство выходного напряжения в заданном диапазоне изменения входного напряжения.При изменении выходного напряжения на нагрузке из-за перемены тока нагрузки меняются напряжение на базе транзистора 16 и сопротивление ггерехода коллектор-эмиттер. Изменение сопротивления , через обмотку 17 трансформатора 12 вносится в его первичную обмотку, изменяя ее сопротивление пропорционально изменению выходного напряжения. Величина вносимого сопротивления для реального трансформатора определяется формулой 47 де О) - угловая частота; Н . - величина взаимоиндукции; у - активное сопротивление обмот- , ки 17; lujb индуктивное 2, .- внутреннее сопротивление транзистора. С увеличением сопротивления первичой обмотки трансформатора 12 увеличи- вается и время заряда конденсатора 9, апряжение на нем возрастает медленнее (фиг. 2 а, б , в). Напряжение на эмитере двухбазового диода 10 достигает порного уровня, определяемого напряжеием на базе, что меняет угол открывания тиристоров- 1 и, соответственно, возара- ает выходное напряжение на заданный уровень (фиг. 2 - г). Введение дополнительной вторичной обмотки трансформатора, подключенной через транзистор к выходному резистив- ному делителю напряжения, позволяет значительно увеличить коэффициент стабилизаций выходного на.пряжения при изменении тока нагрузки. Предлагаемое устройство, имея простую схему обратной связи, значительно повышает надежность устройства. При этом сохраняются вь1сок динамические и статические характеристи ки источника Фор.мула изобретени Стабилизированный источник постоянно го напряжения, содержащий соединенные последовательно в силовой цепи управляемый выпрямитель на тиристорах и сгпа- жиЕ1ающий фильтр, подключенный к входным вьшодам генератор трапецеидального напряжения с маломощным выпрямителем и конденсатором, блок управления, состоя ший из элемента совпадения на двухба-. зовом диоде, один вход которого соеди76 1нен С маломощным выпрямителем, второй В5СОД - с конненсатором генератора тра пецеидального 1 апряжения.г, а выход через трансформатор подключен к управляю- электродам тиристоров управляемого выпрямителя, отличающийся тем, что. с целью повышения стабильности Bbjrодного напряжения при изменении тока нагрузки, блок управления снабжен транзистором, резистивным делителем напряжения, подключенным к эмиттеру и базе транзистора, и стабилитроном, который через резистор и резистивный делитель напряжения соединен с выходнЬ1ми выводами, причем трансформатор блока управления снабжен дополнительной обмоткой, соединенной с коллектором указанного транзистора Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Патент США № 3297938, 323-43,5, 1967. 2 Авторское свидетельство СССР N2 54987О, кл, Н О2 ДА 7/155, 1974.

, ; -спь iO

и

Л Л А /

t