Стабилизатор переменного тока Советский патент 1981 года по МПК G05F3/04 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания различных устройств автоматики и электротехники стабили зированным током.

Известен стабилизатор переменного тока, который содержит инвертор напряжения и линейный дроссель в цепи переменного тока инвертора 1

Наиболее близким к предлагаемому является стабилизатор переменнйго тока, который содержит инвертор с нулевым выводом первичной обмотки трансформатора на двух ключевых транзисторг1х с объединенными коллекторами, база каждого из этих транзисторов подключена .к одному из выводов соответствующего резистора, а эмиттер-коллекторный переход каждогр транзистора зашунтирован диодом, причем вторичная обмотка трансФорматора через линейный дроссель подключена к выходным вывопвм {2j.

Недостатком известных устройств является их сложность и низкая на дежность..

Цель изобретения - упрощение уст ройства, повышение его надежности, а также регулирование выходного .

. . vIpTftfl

}ji«i iiS«ii г УК

Поставленная цель достигается тем, что в известный стабилизатор тока введены две пары полевых транзисторов разного типа проводимости с объединенными истокгьми, причем, сток первого полевого транзистора соединен с затвором второго и базой соответствующего ключевого транзистора, коллектор которого соедда0нен со стоком второго полевого транзистора, при этом затворы первых полевых транзисторов кгикдой пары объединены и соединены с о&цей шиной, а Другие выводы упомянутых реSзисторов подключены к эмиттерам соответствующих ключевых транзисторов . Кроме того, с целью регулирования выходного тока, объединенные затворы полевых транзисторов соеди0нены с общей шиной через введенный регулируемый источник напряжения.

На фиг.1 и 2 дана принципиальная схема предлагаемого устройства.

5

Стабилизатор содержит источник 1 питания, трансформатор 2, ко вторичной обмотке которого подключены последовательно соединенные . линейный дроссель 3 и нагрузка 4. 0 Между коллектором и базой транзисторов 5 и 6 подключены по два полевых транзистора 7,8 и 9,10 с кана лами дополнительных типов проводимости, между коллекторами и эмиттерами подключены диоды 11 и 12, а эмиттерные переходы шунтированы резисторами 13, 14.

Устройство работает следующим образом.

При включении источника 1 питания вследствие неидент 1чности характеристик полевых транзисторов 7,8 и 9,10 устанавливается такой режим, когда транзисторы 7, 8 открыты, а транзисторы 9, 10 закрыты или наоборот.

Пусть в рассматриваемый момент времени открыты транзисторы 7, 8. Ключевой транзистор 5 при этом работает в активном режиме, близком к границе насыщения. Его ток коллектора, а также ток через полевые тразисторы 7, 8 увеличивается по мере роста тока через линейный дроссель Цепь их полевых транзисторов 7, 8 обладает вольт-амперной характеристикой с участком отрицательной пройдимости. При достижении тока через полевые транзисторы 7, 8 и, следовательно, тока базы транзистора 5 величины тока пика на вольт-амперно характеристике ток через полевые транзисторы 7, 8 скачком уменьшаетс практически до нуля. Ключевой транзистор 5 при этом запирается, полярность напряжений на обмотках трансформатора 2 изменяется на обратную, отпирается диод 12.

Ток течет по цепи: минус источника 1 питания, левая часть первичной обмотки трансформатора 2, диод 12, плюс источника 1 питания.При этом часть энергии, накопленной в магнитном поле дросселя 3, возвращается в источник 1 питания. Когда то дросселя 3 уменьшается до нуля, дио 12 запирается, отпираются полевые транзисторы 9, 10.и, следовательно, кл ггевой транзистор б. Ток дросселя 3 начинает возрастать в обратном направлении. Далее описанные процес сы повторяются для другого плеча схемы.

Если трансформатор 2 работает в линейном режиме и его- ток намагничивания намного меньше тока дросселя 3, то амплитуда переменного тока в нагрузке 4 не зависит от напряжения источника 1 питания и величины нагрузки и равна

. 1ЬЗ,

.и

а-1

коэффициент усиления по току

ключе во го тран з ис тора; ток пика цепи и двух полевых транзисторов с каналами дополнительных типов проводимости ;

коэффициент трансформации трансформатора 2 ии число витков первичной и вторичной обмоток.

При необходимости нагрузку можно питать стабилизированным постоянным током, если между линейным дросселем 3 и нагрузкой 4 включить выпрямитель и сглаживающий фильтр.

Устройство, схематически изображенное на фиг.1, как и известное, не позволяет регулировать ток нагрузки.

На фиг.2 схематически изображен .стабилизатор, позволяющий регулировать ток нагрузки.

Это достигается тем, что между объединенными стоками полевых транзисторов 8 и 10, подключенных к коллекторам ключевых транзисторов 5 и 6, и объединенными затворами полевых транзисторов 8 и 10 включен регулируемый источник 15 напряжения. При изменении напряжения источника 15 изменяются токи лика вольт-амперных характеристик цепей и полевых .транзисторов 7, 8 и 9, 10 и, тем самым, амплитуда тока нагрузки.

Предлагаемый стабилизатор проще и надежнее известного из-за отсутствия цепи обратной связи с выхода инвертора на его вход. Он позволяет проще осуществлять регулировку тока нагрузки.

Кроме того, стабилизатор надежнее и проще известного по конструкции при питании стабилизированным током цепей, находящихся под высоким напряжением, поскольку не требуется гальваническая развязка цепи обратной связи.

Формула изобретения

1. Стабилизатор переменного тока, содержащий инвертор с нулевым выг водом первичной обмотки трансформатора на двух ключевых транзисторах с объединенными коллекторами, база каждого из этих транзисторов подключена к одному из выводов соответствуквдего резистора, а эмиттер-коллекторный переход каждого транзистора зашунтирован диодом, причем вторичная обмотка трансформатора через линейный дроссель подключена к выходным выводам, отличающий-, с я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения его надежности, в него введены две пары полевых транзисторов разного типа проводимости с объединенными истоками, причем сток первого полевого транзистора соединен с затвором второго и базой соответствующего ключевого транзистора, коллектор которого соединен со стоком второго полевого транзистора, при этом затворы первых поле