Стабилизатор напряжения переменного тока Советский патент 1980 года по МПК G05F1/44 

(54) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕДШНИОГО ТОКА

1

. Изобретенье относится к электротехнике и может быть использовано в цепях питания различной радиотехнической аппа.ратуры.

Известен стабилизатор напряжения переменного тока, содержащий исполнительный орган, выполненный в виде последовательного 1 С-к6нтура, стабилизация величины выходного напряжения осуществляется изменением параметров контура обычно с помощью включенных в контур регулируемых цепью упрешле- ния индуктивностей, в качестве которых используются либо дросселя насыщения, .либо последовательно соединенные линейные дросселя и тиристорные ключи. В состав цепи управления входят измерительный элемент, сравнивающий величину выходного напряжения с эталонным, уси литель рассогласования и оконечное устройство, в качестве которого используется либо усилитель мощности, нагруженный обмотками управления дросселя насьпдё- ния, либо фазосдвигающее устройство.

формирующее импульсы для управления тиристорным ключом l .

Наиболее близтопи техническим реше- к изобретению является стабилизатор, содержащий резонансный контур, дроссель которого включен между входным и соответствующи1 1 выходным выводом, а конденсатор - между выходными выводами, измерительный элемент, входы которого подключены параллельно выходным

10 выводам, а выход соединен с входом усилителя рассогласования, и подключенный параллельно выходным выводам ре5;ули- рующий орган, состоящий из усилителя переменного тока и двух транзисторов,

15 переходы база-эмиттер и коллекторэмиттер которых зашунтированы дио дами 2.

Недостатками такого стабилизатора являются низкий КПД, а кроме того,

20 возможность перенапряжений, возн1псающих из-за Того, что при пропадании напряжения, подаваемого с выхода усилителя переменного тока на базы транзи- с то ров регулирующего органа, его эквивалентного сопротивления, резко возрастает.. При этом значительно, возрастают напряжения на элементах резонансного контура стабилизатора, что сни- жает его надежность. Целью изобретения является повышение КПД и надежности. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор введена управляемая фазоврашающая цепь, сигнальный вход которой подключен к выходным выводам, управляющий вход - к выходу уси- лителя рассогласования, а выход - к входу усилителя переменного тока, выпо ненного с фиксированным усилением, в разонгнсный контур введен дополнительн конденсатор, включенный между эмитте- рами транзисторов регулирующего органа На фиг. I представлена схема стабилизатора напряжения переменного тока на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу стабилизатора. Стабилизатор напряжения переменного тока содержит резонансный контур, состоящий из дросселя I, включенного меж входным и соответствующим вьгходным выводом, конденсатора 2, включенного между- выходными выводами, и конденсатора 3, включенного между эмиттерами транзисторов 4 и 5, базы которых подключены к выходу усилителя переменного тока 6 с фиксированным усилением, коллекторы - к выходным выводам, а переходы база-эмиттер и базаколлектор зашунтиров.аны. диодами 7,8, и Ю. Кроме Toroi стабилизатор со- Iдержит измерительный элемент II, подключенный входом к выходным выводам а выходом - к входу усилителя рассогла сования 12, выход которого соединен с управляющих Входом управляемой фазо вращающей цепи 13, сигнальный вход которой подключен к выходным выводам а выход,- к входу усилителя переменного тока 6. Входное настабилизированное напряже нке подается на входные выводы стабилизатора, а выходное напряжение снимается с ко нденсатора 2 и поступает н нагрузку, .коллекторы транзисторов 4 и вход измерительного элемента 1.1 и сиг нальный вход управляемой фазовращаюш цепи 13. Сигнал .рассогласования, пропорциона ный о тклонению величины выходного напряжения от номинального значения, подается с выхода измерительного элемен та 11 на вход усилителя рассогласова9.4 ния 12, с выхода которого усиленный сигнал рассогласования подается на управляющий вход фазовращаюшей цепи 13. На временной диаграемме 14 (фиг.2) показано напряжение, поступающее на сигнальньгй вход фазовращаюшей цепи 13, а на. диаграмме 15 - выходное напряже ние этой цепи. Величина напряжения, поступающего на управляющий вход фазовращающей цепи 13, определяет фазу напряже шя ( диаграмма 15) относительно напряжения (диаграмма 14) и его амплитуду. Пунктиром на временной диаграмме 15 показано выходное напряжение управляемой фазовращающей цепи, когда „y,jo а амплитуда максимальна. При фазовом сдвиге на 90 амплитуда этого напряжения равна нулю. Показанная на фиг. I, управляемая фазовращаюшая цепь 13 выполнена в виде последовательно соединенных резистора с регулируемым сопротивлением и кондет1сатором. Однако возможны и другие варианты исполнения данной цепи. Выходное напряжение фазовращаюшей цепи 13 через усилитель переменного тока 6 с фиксированным усилением подается на базы транзисторов 4 и 5, Из-за малого падения напряжения на эмиттерных переходах этих транзисторов и диодах 7,8 выходное напряжение усилителя 6 практически полностью повторяется на конденсаторе 3. Таким образом, величина сигнала рассогласования определяет величину тока через транзисторы 4, 5 и конденсатор 3, а следовательно, и эквивалентное активное и реактивное (емкостное) сопротивление регулирующего органа. Управляемая фазоврашающая цепь 13 и усилитель переменного тока 6 с фиксированным . усилением обеспечивают такой фазовый сдвиг между напряжением на выходных выводах и напряжением .на конденсаторе 3, при котором ток через конденсатор 3 и напряжения, прикладываемые к транзисторам 4, 5 , совпадают по фазе. При этом одна полуволна тока конденсатора 3 протекает чарз транзистор 4 И диод 10, а другая - vepea транзистор 5 и диод 9. регулирование величины выходного напряжения стабилизатора осуществляется следующим образом. Если необходимо увеличить величину выходного напряжения стабилизатора, то уменьшается фазовый сдвиг между входным и выходным напряжением фазовращаюшей цепи 13. При этом напряжение на конденсаторе 3 увеличивается, что ведет к увеличению эквивалентной емкости регулирующего органа. Одновременно за счет уменьшения падения напряжения на транзисторах 4, уменьшается мощность, рассеиваемая регул1фующим органом. Для уменьшения величины выходного напряжения стабили затора увеличивают фазовый сдвиг, вносимый фазовращающей цепью 13, что приводит к увеличению мощности рассеи ваемой регулирующим органом и уменьшению его эквивалентной емкости. Одновременное изменение активного и реактивного эквивалентного сопро.ивления регулирующего органа позволяет значительно уменьшить рассеиваемую им мощность. Кроме того, при пропадании напряжения, подаваемого на- базы транзисторов регулирующего органа, ток через конденсатор 3 полностью прекращает ся -и емкость контура определяется толь.ко емкостью конденсатора 2. Поэтому, в отличие от известного стабилизатора, где емкость контура остается неизменной, в предлагаемом стабилизаторе при пропадан1ш напряжения, подаваемого на базы транзисторов регулирующего органа, перенапряжения на элементах резонансного .контура не возникают, что значительно повышает надежность стабилизатора. Формула изобретения Стабилизатор напряжения переменного тока, содержащий резонансный контур, 296 дроссель которого включен между входным и соответствующим выходным выводом, а конденсатор - между выходными выводами, измерительный элемент, входы которого подключены параллельно выходным выводам, а выход соединен с входом усилителя рассогласоваштя, и подключенный параллельно выходным выводам регулирующий орган, состоящий из усилителя переменного тока и двух транзисторов, переходы база-эмиттер и коллектор-эмиттер которых зашуктированы диодами, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и надежности стабилизатора, Б него введена управляемая фазовращающая цепь, сигнальный вход которой подключен к выходным выводам, управляющий вход - к выходу усилителя рассогласования, а выход - к входу усиителя перемеккого тока, выполненного фиксированным усилением, в резонансный онтур введен дополнительный конденсаор, включенный, между эмиттерами транисторов регулирующего органа. Источники информации, принятые во вниммние при экспертизе Ч. Патент США № 3389176, л. G- 05 F 1/12, 1975, 2. Авторское свидетельство СССР 5747О7, кл. & О5 F 1/14. 1976.

It /0 X x

Риг. 2 /; 7