Стабилизатор-ограничитель амплитудногозНАчЕНия пЕРЕМЕННОгО НАпРяжЕНия Советский патент 1981 года по МПК G05F1/44 

(54) СТАБИЛИЗАТОР-ОГРАНИЧИТЕЛЬ АМПЛИТУДНОГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ все же это напряжение превышает фактически достижимую величину регулятора, определяемую напряжением насыщения перехода коллектор-эмиттер оди ночного транзистора. Кроме того, поскольку регулирующий элемент включен в цепь переменного тока 115/220 В, а транзисторы н ходятся под высоким напряжением, то обеспечение изоляции трех транзисторов от корпуса требует дополнительны Затрат и затрудняет возможность мини атюризации. Все это приводит к дополнительному снижению КПД стабилизатора, увели чению габаритов радиатора и регулирующе го ор га н а. Цель изобретения - повышение коэф фициента полезного действия стабилизатора и уменьшение его габаритов. Это достигается тем, что в стабилизаторе-ограничителе амплитудного значения переменного напряжения двух полупериодиый выпрямитель выполнен по мостовой схеме на диодах, катоды которых подключены к точке соединения коллекторов входного и промежуточного транзисторов регулирующего элемента, одному из выводов резистора, другой вывод которого подключен к базе входного транзистора и одному из выводов источника опорного напряжения, аноды - с общей точкой узла управления и другим выводом источник опорного напряжения, причем эмиттер промежуточного транзистора соединен с базой выходного транзистора, эмиттер которого через введенный ограничивающий резистор соединен с упомянутым средним выводом вторичной обмотки входного трансформатора, с которым соединена точка, объединяющая два конденсатора емкостного фильтра, а также через введенный дополнительный конденсатор - база входного тран зистора. Электрическая принципиальная схема стабилизатора - ограничения ампли тудного значения переменного напряжения приведена на чертеже. Стабилизатор содержит входной 1 и выходной 2 трансформаторы, регулирующий орган, состоящий из транзисторов (входной 3, промежуточный 4 и выходной 5) и выпрямительно-ког-Флутирующего моста на диодах 6, одна диагональ которого включена последовательно между одним из входных выводо для подключения источника 7 электроэнергии и одним из выводов первичной обмотки 8 трансформат ора 2, другая - -параллельно переходу коллектор-эмиттер выходного транзистора 5, узел управления, содержащий дифферен циальный усилитель на транзисторах 9 и 10 с резистором 11 в цепи эмитTF.COB, вход которого через делитель напряжения на резисторах 12, 13 и мо товой выпрямитель 14 соединен с вторичнон otsMOTKOii 15 трансформатора 2, а выход подключен к переходу эмиттербаза входного транзистора 3 регулирующего органа, резистивную коллекторную нагрузку 16 дифференциального усилителя, источник опорного напряжения на стабилитроне 17 и резисторе 18 и источник питания, содерх(ащий мостовой выпрямитель 19 на диодах и емкостной фильтр на двух последовательно соединенных конденсаторах 20 и 21, общая точка которых соединена со средним выводом вторичной обмотки 22 трансформатора 1 и ограничивающим резистором 23. Другие выводы конденсаторов 20 и 21 подсоединены параллельно анодам и катодам диодов мостового выпрямителя 19 источника питания. Катоды диодов выпрямителя 19 соединены с точкой, объеди шющей коллекторы входного 3 и проежуточного 4 транзисторов регулирующего органа, одним из выводов резистора 16, шунтирующего коллекторно-эмиттерный переход транзистора 3 регулирующего органа, и входом источника опорного напряжения, а аноды с общей точкой узла управления. Эмиттер транзистора 4 соединен с базой транзистора 5 регулирующего органа, эмиттер которого через резистор 23 соединен со средним выводом обмотки 22,с которым через корректирующий конденсатор 24 соединена база транзистора 3 регулирующего органа. Стабилизатор-ограничитель амплитудного значения переменного напряжения работает следующим образом. При подключении стабилизатора к источнику электроэнергии от верхней полуобмотки обмотки 22 трансформатора 1 через верхнее плечо мостового выпрямителя 19, резистор 16,переходы эмиттер-базы транзисторов 3, 4 и 5 и резистор 23 образуется путь для протекания базового тока транзистора 3 регулирующего органа, который открываясь через коллекторно-эмиттерный переход транзистора 4 регулирующего органа, образует цепь для протекания базового тока транзистора 5 регулирующего органа. Последний открывается, и напряжение от источника 7 электроэнергии через выпрямитель но-коммутирующий мост на диодах 6 подается на обмотку 8 трансформатора 2. Минимальная величина напряжения, необходимая для питания базовой цепи транзистора 5 регулирующего органа складывается из суммы падений напряжений на выпрямительном диоде источника питания, переходе коллекторэмиттер транзистора 3, двух переходах эмиттер-база промежуточного 4 и выходного 5 транзисторов и резисторе 23,что составляет не более 4,5 В. Одновременно напряжение с полной обмотки 22 трансформатора 1 через мостовой выпрямитель 19 после фильт рующих конденсаторов 20, 21 подаетс на питание опорного источника напря жения на стабилитроне 17 и резисторе 18 и дифференциального усилителя на транзисторах 9, 10 и имеет вел чину 9 в, необходимую для нормальной работы источника опорного напряжения До тех пор пока мгновенное значения напряжения, подаваемого на первичную обмотку 8 трансформатора 2 меньше приведенного напряжения опорного источника, транзистор 5 регулирующего органа находится в режиме насыщения и имеет минимгшьное остаточное напряжение, равное физически предельному значению напряжения насы щения одиночного транзистора. Как только мгновенное значение напряжения, подаваемого на обмотку 8 трансформатора 2 превысит приведен ное напряжение опорного источника, н пряжение на базе транзистора 3, определяемое измерительным элементом на резисторах 12, 13, подключенным через выпрямитель 14 к обмотке 15 трансформатора 2, становится достаточным для открытия транзистора 10 дифференциального усилителя. В результате он, ответвляя ток базы транзистора 3, вводит его в активный режим, регулируя тем самым ток базы и предельное сопротивление транзис-, тора 5 регулирующего органа, стабилизируя величину амплитудного значения выходного напряжения с точностью определяемой статической ошибкой ста билизатора. Корректирующий конденсатор 24 обеспечивает устойчивую работу стабилизатора. Поскольку базовый ток транзистора 5 регулирующего органа протекает только через одну полуобмотку обмотки 22 трансформатора 1, а мощность потребляемая остальной частью схемы управления ничтожна, то сум марно начальные потери мощности малы. Кроме того, поскольку лишь силовой транзистор находится под большим напряжением, то облегчаются условия изоляции регулирующего органа, причем схема управления может быть выполнена на любой из интегральных схем, в частности на схеме Енисей5 , имеющих промышленный выпуск. Это создает добавочные предпосылки для миниатюризации схемы. формула изобретения Стабилизатор-ограничитель амплитудного значения переменного напряжения, содержащий входной трансформатор, первичная обмотка которого соединена с входными выводами, а вторичная обмотка, выполненная со средним выводом, подключена через чвухполупериодный выпрямитель к емкостному фильтру, выходной транс- . форматор, первичная о- -лотка которого через регулирующий орган подключена к входным выводам, а вторичная через выпрямитель с фильтром соединена с выходными вывода ми, узел управления, состоящий из делителя напряжения, входом связанного с выход- ными выводами, а выходом с одним из входов дифференциального усилителя, на другой вход которого подключен источник опорного напряжения, а выход соединен с управляющим электродом регулирующего органа, выполненного в виде выпрямительно-коммутирующего моста и составного регулирующего элемента н.а выходном транзисторе, ч ключенном коллекторно-эмиттерным переходом в диагональ выпрямительно-коммутирукядего моста, промежуточном и входном транзисторах, причем последний базой соединен с управляющим электродом регулирующего органа, и . резистора, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и уменьшения габаритов стабилизатора, двухполупериодный выпрямитель выполнен по мостовой схеме на диодах, катоды которых подключены к точке соединения коллекторов входного и промежуточного транзисторов регулирующего элемента, одному из выводов резистора, другой вырод которого подключен к базе входного транзистора, и одному из выводов источника опорного напряжения, аноды - с общей точкой узла управления и другим выводом источника опорного напряжения, причем эмиттер промежуточного транзистора соединен с базой выходного транзистора, эмиттер которого через введенный ограничивающий резистор соединен с упомянутым средним выводом вторичной обмотки входного трансформатора, с которым соединена точка, объединяющая два конденсатора емкостного фильтра, а также через введенный дополнительный конденсаторбаза входного Транзистора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Стабилизатор эффективного и амплитудного значений переменного напряжения. Сборник рефератов ВИМИ, серия ЭЛ, 76, 03, 1114 и 15890. 2.Белопольский И. И., Тихонов В.И. Транзисторные стабилизаторы на по-вышенные и высокие напряжения. М. , Энергия, с. 54.