Стабилизатор-ограничитель амплитудногозначения переменного напряжения

Стабилизатор-ограничитель амплитудногозначения переменного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Ссюз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<11>802943

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 31. 07. 78 (21) 26 52092/24-07 с присоединением заявки ¹â€” (23) Г1риори rer

Опубликовано 070281. Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 09.0281 (51)М. Кл.3

G 05 F 1/44

Государственный комитет

ССС P по делам изобретений н открытий (53) УЛК 821. З18. .722.1(088.8) {12) Автор изобретения

С. И. Реморов (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗАТОР-ОГРАНИЧИТЕЛЬ АМПЛИТУДНОГО ЗНАЧЕНИЯ

ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для электропитания у TpoAGTB автоматики, вычислительной техники и средств связи.

Известен стабилизатор напряжения (11 с регулирующим органом в цепи переменного тока, состоящим из ре-. гулирующего транзистора и выпрямительно-коммутирующего моста, одна диагональ которого включена последовательно между одним из входных выводов для подключения источника электроэнергии и одним из выводов первичной обмотки выходного трансформатора, а другая — параллельно переходу коллектор-эмиттер регулирующего транзистора, в котором для согласования тока нагрузки со схемой управления регулирующий транзистор включен по схеме Дарлингтона на трех транзисторах.

Недостатком известного стабилизатора является значительное остаточное напряжение на трехсоставном транзисторе регулирующего органа, включенного в силовую цепь передачи электроэнергии.

Известен также стабилизатор, который содержит входной трансформатор первичная обмотка которого соединена с входными выводами, а вторичная обмотка, выполненная со средним выводом, подключена через двухполупериодный выпрямитель к емкостному фильтруе выходной трансформатор, первичная обмотка которого через регулирующий орган подключена к входным выводам, а вторичная через выпрямитель с фильтром соединена с выходными выводами, узел управления, состоящий из делителя напряжения, входом связанного с выходными выводами, а выходом с одним из входов дифференциального усилителя, на другой вход которого под- ключен источник опорного напряжения, а выход соединен с управляющим электродом регулирующего органа, выполненного в виде выпрямительно-коммутирующего моста и составного регулирующего элемента на выходном транзисторе, включенном коллекторно-эмиттерным переходом в диагональ выпрямительно-коммутирующего моста, промежу25 точном и входном транзисторах, причем последний базой соединен с управляющим электродом регулирующего органа и резистора(У.)

Хотя остаточное падение напряжения на регулирующем транзисторе снижено, 802943 все же это напряжение превышает фактически достижимую величину регулятора, определяемую напряжением насыщения перехода коллектор-эмиттер одиночного транзистора.

Кроме того, поскольку регулирующий элемент включен в цепь переменного тока 115/220 В. а транзисторы находятся под высоким напряжением, то обеспечение изоляции трех транзисторов от корпуса требует дополнительных затрат и затрудняет возможность миниатюризации.

Все это приводит к дополнительному снижению КПД стабилизатора, увеличению габаритов радиатора и регулирующего органа. 15

Цель изобретения — повышение коэффициента полезного действия стабилизатора и уменьшение его габаритов.

Это достигается тем, что в стабилизаторе-ограничителе амплитудного 2О значения переменного напряжения двухполупериодный выпрямитель выполнен по мостовой схеме на диодах, катоды которых подключены к точке соединеНИЯ КОЛЛЕКТОРОВ ВХОДНОГО И ПРОМЕЖУточного транзисторов регулирующего элеманта, 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 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, 40 а также через введенный дополнительный кочденсатор — база входного транзистора.

Электрическая принципиальная схема стабилизатора — ограничения амп- 45 тудного значения переменного напряжения приведена на чертеже.

Стабилизатор содержит входной 1 и выходной 2 трансформаторы, регулирующий ОрГан, сОстОящий из транзис- 50 торов (входной 3, промежуточный 4 и выходной 5) и выпрямительно-коммутирующего моста на диодах 6, одна диагональ которого включена последовательно между одним из входных выводов для подключения источника 7 электроэнергии и одним из выводов первичной обмотки 8 трансформатора 2, другая †.параллельно переходу коллектор-эмиттер выходного транзистора 5, узел управления, содержащий дифферен- ц циальный усилитель на транзисторах

9 и 10 с резистором 11 в цепи эмиттеров, вход которого через делитель напряжения на резисторах 12, 13 и мостовой выпрямитель 14 соединен с вторичной обмоткон 15 трансформатора 2, а выход подключен к переходу 3MHттербаза входного транзистора 3 регулирующего органа, резистивную коллекторную нагрузку 16 дифференциального усилителя, источник опорного напряжения на стабилитроне 17 и резисторе 18 и источник питания, содержащий мостовои 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 MocToBoz выпрямителя

19 источника питания. Катоды диодов выпрямителя 19 соединены с точкой, объединяющей коллекторы входного 3 и проежуточного 4 транзисторов регулирующего органа, одним из вывоцов 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 источни— ка 7 электроэнергии через выпрямительно-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.

802943

Стабилизатор-ограничитель амплитудного значения переменного напряжения, содержащий входной трансфор60

Одновременно напряжение с полной обмотки 22 трансформатора 1 через мостовои выпрямитель 19 после фильтрующих конденсаторов 20, 21 подается на питание опорного источника напряжения на стабилитроне 17 и резисторе 18 и дифференциального усилителя на транзисторах 9, 10 и имеет величину 9 В, необходимую для нормальной работы источника опорного напряжения.

go 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 минимальное остаточное напряжение, равное физически предельному значению напряжения насыщения одиночного транзистора.

Как только мгновенное значение напряжения, подаваемого на обмотку

8 трансформатора 2 превысит приведенное напряжение опорного источника, напряжение на базе транзистора 3, определяемое измерительным элементом на резисторах 12, 13, подключенным 25 через выпрямитель 14 к обмотке 15 трансформатора 2, становится достаточным для открытия транзистора 10 дифференциального усилителя. В результате он, ответвляя ток базы 30 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 стабилизатора. Корректирующий конденсатор 24 обеспечивает устойчивую работу стабилизатора.

Поскольку базовый ток транзистора 40

5 регулирующего органа протекает только через одну полуобмотку обмотки 22 трансформатора 1, а мощность потребляемая остальной частью схемы управления ничтожна, то суммарно на- 45 чальные потери мощности малы.

Кроме того, поскольку лишь силоsoA 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 матор, первичная обмотка которого соединена с входными выводами, а вторичная обмотка, выполненная со среднчм выводом, подключена через цвухполупериодный выпрямитель к емкостному фчльтру, выходной трансформатор, первичная о. отка которого через регулирующий орган подключена к входным выводам, а вторичная через выпрямитель с фильтром соединена с выходными выводами, узел управл ";ия, 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 на выходном транзисторе, .включенном коллекторно-эмиттерным переходом в диагональ выпрямительно-коммутирующего 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 вывод 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, змиттер которого через введенный ограничивающий резистор соединен с упомянутым средним выводом вторичной обмотки входногс 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. И., "Энергия", с. 54.

80?943

Составитель С. Черняева

Ре акт Г. Пет ва Тех е Н.Баб ка Ко ектор Г.Решетник

Заказ

Тираж 9 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра шская наб. д. 4 5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4