Регулятор постоянного напряжения Советский патент 1983 года по МПК G05F1/46 

Изобретение относится к системам регулирования электрических величин, а именно к регуляторам постоянного напряжения, и может быть использовано в электротехнических установках, требующих сравнительно глубокой регулировки по току и напряжению, например, в установках анодного-окисления кремния.

Известен регулятор постоянного напряжения с фазовым управлением, содержащий диодно-тиристорный мост, фазосдвигающую цепь для управления тиристорами и переменный резистор, управляющий величиной выходного постоянного напряжения 1 .

Недостатками этого регулятора являются низкая стабильность выходного напряжения, обусловленная самим способом амплитудно-фазового управления, а также отсутствие стабилизации заданного постоянного напряжения при изменении напряжения питающей сети.

Известен также регулятор постоянного напряжения с использованием для управления тиристорами релаксационного генератора на однопереходном транзисторе (ОПТ) 2 и З.

Данный регулятор постоянного напряжения с применением генератора

на ОПТ обладает лучшей стабильностьк по сравнению с устройством 1, что обусловлено самим способом Фазоимпульсного управления.

Одн-Лко характеризуется отсутствием стабилизации постоянного напряжения при изменении тока нагрузки и напряжения питающей сети.

Наиболее близким к изобретению

10 является регулятор постоянного напряжения , содержеидий выпрямительный мост, выходом соединенный через тиристор ,и фильтр с выводами для подключения нагрузки, параллельно кото15рым включен делитель.напряжения, состоящий из двух последовательно соединенных резисторов, стабилизированный выпрямитель, к выходу которого подключен релаксационный генератор,

20 в цепь первой базы которого включен импульсный трансформатор, и включающий задатчик напряжения. В этом регуляторе управление тиристорами производится импульсами напряжения, по25лучаемыми от релаксационного генератора, фаза поступления которых определяется схемой сравнения на усилительном транзисторе 4 j.

Недостатками этого устройства яв30ляются малая глубина регулирования по току и напряжению, неуниверсаль{iocTb схемы сравнения в широком ди-, апазоне напряжений, т.е. схема не мо жет охватить широкий диапазон напряжений, а также его сложность. Цель изобретения - расширение диапазона регулирования «выходного напряжения при увеличении кратности и менения тока нагрузки и упрощение при обеспечении. стабилиза11ии заданно го напряжения. Поставленная цель достигается тем что в регуляторе постоянного напряжения, содержащем выпрямительный мос выходом соединенный через тиристор и фильтр с выводами для подключения нагрузки, параллельно которым включен делитель напряжения, состоящий из двух последовательно соединенных резисторов, стабилизированный выпрямитель , к выходу которого подключен релаксационный генератор, выполненный на однопереходном транзисторе, в цепь первой базы которого включен импульсный трансформатор, и включающий задатуик напряжения, последний выполненный в виде потенциометра, включен параллельно выходу стабилизи рованного выпрямителя, причем вывод движка потенциометра соединен с эмит тером однопереходного транзистора, вторая .база которого через введенный резистор обратной связи подключена к общей точке соединения резисторов указанного делителя напряжения. -На чертеже изображена схема-регулятор а постоянного напряжения. Регулятор постоянного напряжения содержит выпрямительный мост 1, тиристор 2, фильтр, условно зображен ный в виде одного звена 3, нагрузку 4, резисторы 5 и б делителя выходноге напряжения, резистор 7 обратной связи, однопереходный транзистор 8, в цепь второй базы которого включен резистор 9, а в цепь первой базы включен импульсный трансформатор 10 конденсатор 11, соединенный одной обкладкой с О0МОТКОЙ импульсного трансформатора , а другой с резистором 12, включенный между выводом дви ка потенциометра, (задатчика) 13 и эмиттером однопереходного транзистора 8, причем задатчик подключен пара лельно выходу стабилизированного выпрямителя 14, Устройство работает следующим образом. При перемещении движка задатчика 13 наступает момент, когда на экспоненциально заряжаемом через резистор 12 конденсаторе 11 возникает напряжение включения однопереходного транзистора (с учетом деления потенциала по цепям резисторы 5, 6, 7 и тран.эистор 8) , Происходит генерация отпирающего импульса для тиристора 2 Появившееся напряжение на нагрузке через резисторы 5 и 6 делителя и резистор 7 обратной связи увеличивает потенциал второй базы однопереходного транзистора, в связи с чем фаза разряда экспоненциально заряжаемого конденсатора сдвигается в сторону более поэднего включения. При дальнейшем увеличении напряжения на задатчике происходит увеличение выходного напряжения и непрерывное сравнение части выходного напряжения с напряжением задатчика. При увеличении тока нагрузки па дает выходное напряжение, происходит смещение фазы открытия тиристора в сторону меньшего угла регулирования, и напряжение на выхода восстанавливается. Резистор 7 обратной связи выбирается путем компромисса: с одной стороны желательно обеспечить максимальное значение отрицательной обратной связи, с другой стороны слишком малая величина этого резистора снижает напряжение.включения ОПТ и уменьшает энергию разряда конденсатора 11. Оптимальная величина резистора обратной связи находится вблизи Rp(. 2R5-2I тае RtT,.- резистор в цепи второй базы ОПТ. Ток резисторов 5 и 6 делителя выбирается, примерно, в 10 раз больше тока делителя 7,8. Термокомпенсация изменений выходного- напряжения достигается либо оптимальным выбором сопротивления резистора .j в цепи второй ОПТ; применением известных методов термокомпенсации фактического значения К или - включением термокомпенсирующего элемента в цепь эадатчика, В п цессе регулирования выходного напряжения изменение напряжения на второй базе ОПТ не превышает долей в;ольта, вследствие чего энергия импульса, включающего тиристор, остается практически постоянной.. Схема сравнения, роль которой в данном устройстве выполняет однопереходной транзистор релаксационного генератора, является универсальной для любого диапазона напряжений. Переключается только переменное напряжение на силовой мост и делитель выходного напряжения. Применение предложенного регулятора постоянного напряжения позволяет без заметного усложнения устройства обеспечить его работу в режиме регулируемого компенсационного стабилизатора постоянного напряжения. Формула изобретения Регулятор постоянного напряжения, содержащий выпрямительный мост, выходом соединенный через тиристор и фильтр с выводами Лшя подключения нагрузки, параллельно которым вклю- чей делитель -иапряясения, состоящий из двух последовательно соединенных резисторов, стабилизированный выпря-, :митель, к выходу которого подключен релаксационный генератс, выполненный на одиопёреходйом транзисторе, в цепь первой базы которого включен импульсный трансформатор, и включаюиий задатчик напряжения, о т л Ичающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования выходного напряжения при увеличении кра;тности изменения тока нагрузки и упрощения при обеспечении стабили- зации заданного игш яжеиия, задатчик напряжения, выполненный в виде потенциометра, включен параллельно выходу

стабилизированного выпрямителя, причем вывод движка потенциометра соединен с эмиттером однопереходного транзистора, вторая база которого через введенный резистор обратной связи подключена к общей точке соединения резисторов указанного делителя напряжения.

Источники инфсфмации, принятые .во внимание при экспертизе

1. Тиристо1%1. Технический справочник под ред. В. А. Лабунцова и др.

Энергия, 1971, с. 105, рис. 4М., 22.

2.Там же. с, 230, рис. 9-20.

3.Лекоргийе Ж. Управляемые элект5 рические вентили и их применение.

М., энергия, 1971, с. 430, рис. 519.

4.Там же, с. 457, рис. 5-54.

1