Стабилизатор переменного напряжения Советский патент 1981 года по МПК G05F1/44 

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам электропитания, и предназначено для питания накальных цепей электронных

ламп.

Известен стабилизатор напряжения содержащий выходной трансформатор, в цепь питания которого включен пусковой резистор с присоединенным параллельно ему коммутирующим элементом, который управляется напряжением, поступающим с обмотки выход- него трансформатора l.

Недостатком этого стабилизатора, является то, что он не обеспечивает стабилизацию выходного напряжения и поэтому не может быть использован для питания цепей накала усилительных ламп некоторых типов.

Наиболее близким техническим решение к изобретению является стабилизатор переменного напряжения,содержащий выходной трансформатор, первичная ouMOTka которого через регулирующий элемент, выполненный в виде выпрямительного моста и регулирующего транзистора, подключена к (входным выводам, вторичная обмотка трансформатора соединена с выходным овыводамй, узел сравнения, вспомогательный источник питания и источник напряжения обратной связи, выполненный в виде выпрямителя, подключенного к отдельной обмотке выходного трансформатора, перйый выход вспомогательного источника питания подключен к эмиттеру регулируьэщего транзистора, второй выход соединен через резистор с цепью питания узла срав0нения, вход которого подключен через потенциометр к выходным зажимам источника напряжения обратной связи, а выход соединен с базой регулирующего транзистора 2.

5

Недостатком данного стаби.лизатора является то, что он не обеспечивает высокой стабильности действующего значения выходного напряжения и высокой надежности устройства.

0

Цель изобретения - повышение стабильности действующего значения выходного напряжения стабилизатора и увеличение его надежности.

Поставленная цель достигается тем,

5 что в стабилизатор переменного напряжения, содержащий выходной трансформатор, первичная обмотка которого через регулирующий элемент.выполг1енный в виде выпрямительного моста

0 i регулирующего транзистора, подвключена к входным выводам, вторичная обмотка трансформатора соединена е выходными выводами, узел сравнения, вспомогательный источник питания и источник напряжения обратной связи, выполненный в виде выпрямителя, подключенного к отдельной обмотке выходного трансформатора, первый выход вспомогательного источника питания подключен к эмиттеру регулирующего транзистора, второй выход соединен через резистор с цепью питанияузла сравнения, вход которого подключен через потенциометр к выходным зан(имам источника напряжения обратной связи, а вывод соединен с базой регулирующего транзистора, введены три конденсатора, регулируемый резистор, нелинейный элемент, дополнительный вход узла сравнения и дополнительная обмотка трансформатора, причем вспомогательный источник питания выполнен в виде выпрямителя, вход которого подключен к дополнительной обмотке, а выход - к выходу вспомогательного источника, первый выход которого через первый конденсатор, а второй выход через нелинейный элемент подключены к дополнительному входу узл сравнения, второй конденсатор соединен с выходными зажимами источника н апряжения обратной связи, один из зажимов которого подключен к эмиттеру регулирующего транзистора,причем регулирующий элемент шунтирован третьим конденсатором и пусковым резистором.

Кроме этого нелинейный элемент выполнен в виде двуханодного стабилитрона, f

На чертелсе приведена принципиальная схема стабилизатора.

Стабилизатор содержит выходной трансформатор 1, регулирующий элеме состоящий из выпрямительного моста и регулирующего транзистора 3, узел 4 сравнения с цепью 5 питания,источник 6 напряжения обратной связи, шунтированный вторым конденсатором 7, выпрямитель .8 вспомогательного источника, подключенного к дополнительной обмотке 9 нелинейный элемент - двуханодный стабилитрон 10, резистор11 в цепи питания узла сранения, первый конденсатор 12, пусковой резистор 13 и шунтирующий его третий конденсатор 14. Напряжение питания стабилизатора подается на входные, выводы 15. Вход узла сравнения подключен через потенциометр 16 к выходу источника напряжения обратной связи, а вторичная обмотка 17 к выходным выводам 18. Общая точка нелинейного элемента 10 и конденсатора 12 соединена с дополнительным входом 19 узла сравнения.

Устройство работает следующим образом.

При подаче питающего напряжения на входные выводы 15 в первичную обмотку трансформатора 1 через резистор 13 и конденсатор 14 начинает поступать ток, который, трансформируясь во вторичную обмотку и протекая по нагрузке - нити накала электронной, лампы, обсулавливает нагрев ЭТОЙ нити. Сопротивление холодной нити меньше, чем нагретой. Поэтому в начальный момент соотношение между входным сопротивлением трансформатора 1 и сопротивлением резистора 13 таково, что значительная часть входного напряжения падает на резисторе 13, и на обмотки трансформатора в начальный момент поступает напряжение, величина которого намного меньше величины пряжения на обмотках этого же трансформатора, питающего уже прогретую нить накала Величины напряжения, возникшего на дополнительной обмотке 9, недостаточно, чтобы пробить двуканодный стабилитрон 10, в связи с чем цепь питания базы регулирующего транзистора 3 оказывается отключенной от цепи питания узла сравнения, а сам транзистор закрыт. После прогрева нити накала и увеличения ее сопротивления напряжение на обмотках трансформатора и, в частности, на обмотке 9 возрастает. При определенном значении напряжения на обмотке 9 стабилитрон 10 пробивается, и в депь 5 питания узла 4 сравнения, а через него и в базу регулирующего транзистора 3 начинает поступать ток управления. Транзистор 3 из закрытого состояния переходит в режим регулирования выходного напряжения и поддержания его на заданном уровне. Поскольку питание базы транзистора 3 осуществляется пульсирующим напряжением поступающим через резистор 11 от выпрямителя 8, ток коллектора транзистора 3 по форме близок к усеченной выпрямленной синусоиде, а общий ток, поступающий в трансформатор 1, по форме близок к синусоидальному, так как часть этого тока при закрытом транзисторе 3 поступает в трансформатор 1 через резистор 13 и конденсатор 14. Уменьшение искажения формы тока питания выходного трансформатора позволяет значительно повысить стабильность величины действующего значения выходного напряжения. При этом оказывается достаточным осуществление контроля только амплитуды выходного напряжения, которая фиксируется конденсатором 7.Конденсатор 12 помимо сглаживания напряжения, питающего дополнительный вход узла 4 сравнения, обеспечивает определенный уровень постоянной составляющей тока базы регулиру1сядего .транзистора 3, что также способствуе уменьшению искажения формы тока питания трансформатора. Энергия конденсатора 12 поступает в цепь базы транзистора 3 через стабилитрон 10 в моменты, когда мгновенное значени пульсирующего напряжения на выходе выпрямителя 8 становится меньше напряжения на конденсаторе 12 за выче том падения напряжения на стабилитроне 10. Регулирующий транзистор .3 выполняет функции регулятора на.пряжения и коммутатора пускового ре зистора. В момент включения стабилизатора регулирующий транзистор.за крыт и поэтому защищен от возникающих в это время перегрузок по мощности. Осуществление питания базово цепи регулирующего транзистора от дополнительной обмотки позволяет защитить узел сравнения от воздействия относительно высокого входног напряжения, питаю1иего стабилизатор. Это позволяет в качестве узла сравнения применить типовые низковольтные интегральные схемы, например ин тегральные стабилизаторы. Таким образом, данный стабилизатор имеет повышенную надежность и обеспечивает высокую точность стаби лизации действующего значения выход ного напряжения. Формула изобретения 1. Стабилизатор переменного напряжения, содержащий выходной транс форматор, первичная обмотка которог через регулирующий элемент, выполненный в виде выпрямительного моста и регулирующего транзистора, подключена к входным выводам, вторичная обмотка трансформатора соединен с выходными выводами, узел сравнени вспомогательный источник питания и источник напряжения обратной связи, выполненный в виде выпрямителя, под ключенного к отдельной обмотке выход ного трансформатора.первый выход вспомогательного источника питания подключен к эмиттеру регулирующего транзистора, второй выход соединен через резистор с цепью питания узла сравнения, вход которого подключен через потенциометр к выходным зажимам источника напряжения обратной связи, а выход соединен с базой регулирующего транзистора, о т л. ич а ю -щ. и и с я тем, что, с целью повышения стабильности действующего значения выходного напряжения и увеличения надежности устройства, в него введены три конденсатора, пусковой резистор, нелинейный элемент, дополнительный вход узла сравнения и до.полнительная обмотка трансформатора, причем вспомогательный источник питания выполнен в виде выпрямителя, вход которого подключен к дополнительной обмотке, а выход - к выходу вспомогательного источника первый выход которого через первый .конденсатор, а второй выход через нелинейный элемент подключены к дополнительному входу узла сравнения, второй конденсатор соединен с выходными зажимами источника напряжения обратной связи, один из зажимов которого подключен к эмиттеру регулирующего транзистора, причем регулирующий элемент шунтирован третьим конденсатором и пусковым резистором. 2. Стабилизатор по п.1, о т л ичающийся тем, что нелинейный элемент выполнен в виде двуханодного стабилитрона. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР tJ 528553, кл. G 05 F 1/44, 1977. 2.Источники электропитания на полупроводниковых приборах. Проектирование и расчет. Под ред. С.Д. До-дик и Е.И. Гольперина. М., Советское радио, 1969, с. 386, рис. IX.9 (прототип).