Управляемый стабилизатор постоянного напряжения
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕ
ИЗОВРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советснии
Социапистичеснин республик (ii) 864270 (61) Дополнительное к авт. санд-ву(22)Заявлено 13.11.79 (21) 2837907/24-07 с присоединением заявки М— (23) Приоритет— (51)М. Кл.
G05 F )/56
Н 02 И 3/155
9вударстаеиа и комитет
СССР пв лолам изобретений и открытий
Опубликовано 15. 09 ° 81 ° Бюллетень Рй 34
Дата опубликования описания 17.09.81 (53) УДК621.316. .722.1(088.8) (72) Автор. изобретения
В. Е. Пермяков (7! ) Заявитель (54) УПРАВЛЯЕМЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО
НАПРЯЖЕНИЯ
Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразователям электрической энергии, содержащим управляемые выпрямители и компенсационные стабилизаторы.
Известен источник стабилизирован5 ного постоянного напряжения, в котором для повышения КПД используется . управляемый выпрямитель (1).
Однако данный источник стабилизи10 рованного напряжения выполнен по двухступенчатой схеме стабилизации и обеспечивает высокое значение КПД только при медленных изменениях выход15 ного напряжения.
Известен источник стабилизированного постоянного напряжения, в котором для обеспечения повышенного КПД и быстродействия используется ряд силовых ячеек, каждая из которых содержит переключающие элементы и фазо.регулирующие блоки, подключенные одним входом к источнику опорного сигна. а, а другим — к выходному зажиму предыдущей ячейки (2).
Однако такой источник не позволяет без ступенек регулировать выходное напряжение управляемого стабилизатора напряжения.
Наиболее близким к предлагаемому является управляемый стабилизатор постоянного напряжения, содержащий основной источник, первый зажим которого соединен с первым выходным зажимом стабилизатора через регулирующий транзистор, управляющий вход которого подключен к выходу усилителя постоянного тока, подключенного одним входом к выходным зажимам стабилизатора, а другим — к источнику эталонного напряжения, и ряд силовых ячеек, состоящих из дополнитель" ных источников, транзисторных ключей и диодов 1,3).
Однако в этом стабилизаторе получение высокого значения КПД затруднено из-за необходимости применять
3 8 сравнительно большое число дополнительных транзисторов и источников питания, входящих в силовые ячейки, а также из-за больших габаритных размеров и массы радиаторов, используемых для охлаждения транзисторов силовых ячеек.
Цель изобретения — повышение КПД и улучшение массо-габаритных показателей стабилизатора.
Эта цель достигается тем, что в управляемом стабилизаторе постоянного напряжения, содержащем основной источник, первый зажим которого соединен с первым выходным зажимом стабилизатора через регулирующий транзистор, управляющий вход которого подключен к выходу усилителя постоянного тока, подключенного одним входом к выходным зажимам стабилизатора, а другим — к источнику эталонного напряжения, и ряд силовых ячеек, состоящих из дополнительных источников, транзисторных ключей и диодов, в каждую силовую ячейку введен нульорган, выход которого подключен ко входу транзисторного ключа, а вход— между выходным зажимом дополнительного источника и первым выходным зажимом стабилизатора, причем в каждой силовой ячейке диоды подключены парал лельно цепи из последовательно соеди ненных дополнительного источника и транзисторного ключа, а силовые ячейки включены последовательно между вторым зажимом основного источника и вторым выходным зажимом стабилизатора.
На чертеже представлена схема управляемого стабилизатора.
Стабилизатор содержит нуль-органы
1-3, диоды 4-6 и транзисторные ключи
7-9 осуществляющие коммутацию источником питания !0-13, напряжение с которых подается через регулирующий транзистор 14 на выходные зажимы 15 и 16 стабилизатора, к которым подключена нагрузка 17. Выходной зажим 15 одновременно соединен с одним из входов усилителя постоянного тока 18 и с входами нуль-органов 1-3. Второй вход усилителя 18 соединен с источником !9 опорного напряжения, источники питания 11-13, транзисторные ключи
7-9 и нуль-органы )-3 образуют силовые ячейки. управление выходным напряжением стабилизатора производится либо с помощью изменения напряжения источника
4! 9, либо с помощью редистора, включенного на вход усилителя 18.
Плавное изменение выходного напряжения осуществляется регулирующим транзистором 14, работающим в линейном режиме, а силовые ячейки обеспечивают стабилизацию напряжения на транзисторе !4.
Для обеспечения наибольшего числа ступеней регулирования с помощью минимального количества силовых ячеек напряжения на выходе источников 11-13 должны подчиняться следующим соотношениям
04 —— 2012— - 2- 2 О+( где 01„, 04, 0,1 - напряжения на выходе источников питания
11-13.
При минимальном выходном напряжении (менее 0 11) все триггерные устрой ства 1-3 находятся в исходном полажении, соответствующем выключенному состоянию транзисторных ключей 7-9.
Па мере возрастания выходного напряжения изменяется сигнал на входах нуль-органов 1-3.
Когда выходное напряжение превышает значение 0, срабатывает нульорган 1 и включается транзисторный ключ 7; напряжение на входе регулирующего транзистора 14 при этом увеличивается на величину U . Когда выходное напряжение превышает значение 2 О+, срабатывает нуль-орган 2 и включается транзисторный ключ 8, а нуль-орган 1 и тран исторный ключ
7 возвращаются в исходное положение; напряжение на входе регулирующего элемента 14 при этом еще увеличива- ется на величину 2 0,И . В дальнейшем, по мере возрастания выходного напряжения управляемого стабилизатора, ступенчато изменяется напряже ние на входе регулирующего транзистора.
При уменьшении выходного напряжения переключение дополнительных источников происходит в обратном порядке.
Таким образом, весь диапазон изменений напряжения на входе регулирующего элемента имеет ступенчатую форму. Чем больше ступенек,-из которых формируется напряжение на входе регулирующего элемента, тем меньше ..перепады напряжения на регулирующем элементе и, соответственно, выше
КПД стабилизатора.
Количество ступенек, из которых формируется напряжение на входе регулирующего транзистора, в зависимости от числа дополнительных ис" точников питания для предлагаемого стабилизатора может быть выражено формулой
=2 -1 и т„— 2
В известном управляемом стабилизаторе (3 ), количество ступенек совпадает с количеством дополнительных источников питания.
Отсюда следует, что при одном и том же количестве дополнительных источников максимальная мощность, ðàñсеиваемая регулирующим транзистором, в предлагаемом стабилизаторе меньше, чем в известном в2 -.g f 11 раз, что
tl позволяет существенно повысить его
КПД и улучшить массо-габаритные показатели.
Формула изобретения
Управляемый стабилизатор постоянного напряжения, содержащий источник, первый зажим которого соединен с первым выходным зажимом стабилизатора через регулирующий транзистор, управляющий вход которого подключен к
64270 6 выходу усилителя постоянного тока, подключенного одним входом к выходным зажимам стабилизатора, а другимк источнику эталонного напряжения, и ряд силбвых ячеек, состоящих из допол5 нительных источников, транзисторных ключей и диодов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышении
КПД и улучшения массо-габаритных по10 казателей стабилизатора, в каждую силовую ячейку введен нуль-орган, выход которого подключен ко входу транзисторного ключа, а вход — между выходным зажимом дополнительного
15 источника и первым выходным зажимом стабилизатора, причем в каждой силовой ячейке диоды подключены параллельно цепи из последовательно соединенных дополнительного источника и транзисторного ключа, а силовые ячейки вклю20 чены последовательно между вторым зажи. мом основного источника и вторым выход ным зажимом стабилизатора, Источники информации, 25 принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
Ф 457982, кл. G 05 F 1/56, 25.01.75.
2. Авторское свидетельство СССР
9 505102,кл. Н 02 М 7/48, 30.01,71.
Э. Авторское свидетельство СССР
В 506838у кл. G 05 F 1 /56, 15.03.76.
864270
Составитель В. Цищевский
Редактор М. Хома Техред З.Фанта Корректор М. Шароши
Заказ 7792/?1 Тираж 943 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035 Москва Ж-35 Раушская наб. д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4