Многозвенный стабилизатор напряжения Советский патент 1981 года по МПК G05F1/56 

(54) МНОГОЗВЕННЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

1

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в радиоэлектронной и приборостроительной отраслях промышленности.

Известен многозвенный стабилизатор напряжения, в котором параллельно включен ряд регулирующих транзисторов, каждый из которых имеет свой дроссель ИОбратный диод, коммутация транзисторов производится с некоторым сдвигом по фазе 1 .

Недостатком этого многофазного стабилизатора напряжения является критичность к технологическому разбросу параметров элементов, и их температурным изменениям, что приводит к неравномерному распределению токов между параллельно работающими регулирующими транзисторами, к увеличению пульсаций выходного напряжения. Кроме того, здесь не обеспечена работоспособность многозвенного стабилизатора при подключении его фаз к нескольким источникам питания с различными уровнями напряжений, а также не обеспечена регулировка выходного напряжения параллельно включенных ячеек без дополнительных подстроечных операций.

Известен также многозвенный стабилизатор напряжения, содержащий од- , ну ведущую и п ведомых силовых ячеек, параллельно подключенных к выходным

выводам через резисторные датчики тока, каждая из которых содержит регулирующий элемент, включенный между входом и выходом силовой ячейки,усилитель постоянного тока, выходная

цепь которого связана с управляющим входом регулирующего.элемента, а каждая из п ведомых силовых ячеек содержит усилитель ошибки тока и источник опорного напряжения 2 .

Недостатком данного стабилизатора является низкая надежность из-за большого количества силовых ячеек, выход любой из которых приводит к нарушению работоспособности многозвенного стачбилизатора напряжения. Кроме того, ошибка контура регулирования тока суммируется с ошибкой контура регулирования напряжения, что увеличивает нестабильность напряжения на нагрузке,уменьшает точность выравнивания тока параллельно выходного напряжения без дополнительных подстроечных операций,

Цель изобретения - повышение надежности и автономности контуров регулирования тока и напряжения Цель достигается тем, что один из входов усилителя ошибки тока каждой из п ведомой силовой ячейки подключен к точке соединения резисторного датчика тока и регулирующего элемента этой же силовой ячейки, другой вход усилителя ошибки тока подключен к точке соединения резисторного датчика тока и регулирующего элемента ведущей силовой ячейки, выход усилителя ошибки тока подключен через вве денный потенциометр к минусовой клем ме источника опорного напряжения, плюсовая клемма которого подключена к одному из выходных выводов стабили затора, средний вывод потенциометра подключен к одному из входов усилителя постоянного тока, второй вход которого подключен к минусовой клемме источника опорного напряжения. На чертеже приведена схема многозвенного стабилизатора напряжения. Стабилизатор состоит из п источников 1 .питания, подключенных к вход ным выводам, нагрузки 2, многофазного генератора 3, с п выходами 4, ведущей силовой ячейки 5, п-1 ведомых силовых ячеек 6. Ведущая и ведомые силовые ячейки содержат усилитель 7 постоянного тока, широтно-импульсный модулятор 8, регулирующий элемент на транзисторе 9, фильтр 10, резисторный датчик 11, резисторы 12 и 13, кроме того, ведущая силовая ячейка содержит делитель выходного напряжения, состоящий из резисторов 14 и 15 и потенциометра 16 регулировки выход ного напряжения, каждая ведомая сило вая ячейка содержит дополнительно усилитель 17 ошибки тока, резисторы 18-20, конденсатор 21, потенциометр 22 установки тока. Кроме того, стабилизатор содержит первый 23 и второй 24 источники опорного напряжения, которые обеспечиваются стабилитронами 25 и 26 и резистором 27. Источники 1 и нагрузка 2 имеют од- ну.шину общую, другая шина источников 1 питания подключена к нагрузке через силовые ячейки 5 и 6, в каждой силовой ячейке выход усилителя 7 постоянного тока подключен к широтноимпульсному модулятору 8, на второй вход которого подается сигнал синхронизации с многофазного задающего генератора 3, выходные сигнашы 4 ко торого имеют сдвиг по фазе. Выход широтно-импульсного модулятора 8 сое динен с регулирующим транзистором, который через фильтр 10 и резисторный датчик 11 тока подключен к нагру ке. Один из виходов усилителя 7 постоянного тока ведущей силовой ячейки 5 подключен к минусовой клемме второго источника 24 опорного напряжения через резистор 13, а другой вход через резистор 12 подключен к средней точке потенциометра регулировки выхбдного напряжения 16. Многозвенный стабилизатор работает следующим образом. В установившемся режиме много(азный генератор 3 подает с выходов 4 управляющие сдвинутые по фазе напряжения на широтно-импульсные модуляторы 8 силовых ячеек 5 и 6, что позволяет производить коммутацию регулирующих транзисторов не одновременно, ас йекотррым требуемым сдвигом по фазе. При изменении тока ведущей силовой ячейки 5 по каким-либо причинам изменяется напряжение на резисторном датчике 11 тока, что приводит к появлению на выходах усилителей 17 ошибки тока всех ведомых силовых ячеек 6 сигнала ошибки (разности тока ведущего канала и тока каждого канала, начиная со второго по п-й), который после усиления подаётся через потенциометр 22 установки тока на вход усилителя 7 постоянного тока каждой ведомой силовой ячейки 6. Выходной сигнал этого усилителя 7 вызывает изменение коэффициента заполнения импульсов широтно-импульсного модулятора 8 таким образом, чтобы ликвидировать отклонение тока в ведущей силовой ячейке 5 от тока -в ведомых силовых ячейках 6. Например, при увеличении (уменьшении) тока в ведущей силовой ячейке при постоянном выходном напряжении ток в ведомых силовых ячейках 6 также будет увеличиваться (уменьшаться). Таким образом, каждая ведомая силовая ячейка всегда стремится повторить величину тока, протекаемого в ведущей силовой ячейке 5. Потенциометром 22 установки тока ведомой силовой ячейки 6 можно устанавливать величину тока как равной току ведущей силовой ячейки 5, так и в любых требуемых пропорциях. При выравнивании токов в силовых ячейках 6 и 5 сигналы на входах усилителей 17 отклонения тока стремятся к нулю, сводя к нулю и их воздействия на режим работы силовых ячеек. В случае изменения напряжения на нагрузке 2, появляется сигнал ошибки на входе усилителя 7 постоянного тока ведущей силовой ячейки 5. Сигнал ошибки, усиленный усилителем 7, воздействует на широтно-импульсный модулятор 8., изменяя его коэффициент заполнения таким образом, чтобы ликвидировать изменение напряжения на нагрузке, при этом ведомые силовые ячейки б будут работать аналогично выше описанному. Подключение делителя напряжения, состоящего из резисторов 14 и 15 и потенциометра 16, непосредственно к клеммам нагрузки 2 обеспечиваат получение на нагрузке напряжения с любой заданной точностью. Формула изобретения Многозвенный стабилизатор напряжения, содержащий одну ведущую и п ведомых силовых ячеек, параллельно подключенньак к выходным выводам через резисторные датчики тока, каждая из которых содержит регулирующий эле мент, включенный между входом и выхо дом сидовой ячейки, усилитель постоя ного тока, выходная цепь которого связана с управляющим входом регулирующего элемента, а каждая из п ведомых силовых ячеек содержит усилитель ошибки тока и источник опорного напряжения, отлич ающийся тем, что, с целью повышения надежности и автономности контуров регулирования тока и напряжения, один из входов усилителя ошибки тока каждой из п ведомых силовых ячеек подключен к точке соединения резисторного датчика тока и регулирующего элемента этой же силовой ячейки, другой вход усилителй ошибки-тока подключен к точке соединения резисторного датчика тока и регулирующего элемента ведущей силовой ячейки, выход усилителя ошибки тока подключен через введенный потенциометр к минусовой клемме источника опорного напряжения,плюсовая клемма которого подключена к одному из выходных выводов стабилизатора, средний вывод потенциометра подключен к одному из входов усилителя постоянного тока, второй вход которого подключен к минусовой клемме источника опорного напряжения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 327462, кл. G 05 F 1/56, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР № 451987, кл. G 05 F 1/56, 1974.