Стабилизатор постоянного тока

(19) (11) СО 03 ЮСНИХсссссссссссс егки кРЕСПУБЛИН аС 0 с ОП Е РЕТЕ И АВТОРСКОМ с ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ 121) 3390812/24-07(22) 01,02, 82146) 23.05,83. Бюл. Р 1972) В.В.Сидоров53) 621.316,722.10888)56) 1. Авторское свидетельство СССР )1 355607, кл. 6 05 Г 1/56, 1972.2, Авторское свидетельство СССР ф 702361, кле 6 051/5 бс 1979.154)(57) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННО 10 ТОКА, содержащий составной регулирующий транзистор и -р- п типа с нагрузкой в цепи коллектора и датчиком тока в цеди эмитттера, измерительно-усилительный узел, выход которого связан с базой регулирующего транзистора, один вход соединен с источником опорнОго напряжения, а другой вход связан с датчиком тока,источник питания измерительно-усилительного узла,о т л ич а ю щ и й с я тем,что,с цельюрасши" рения функциональных возможностей, повыщения помехоустойчивости и стабильности работы, в него введены операционный усилитель, два резистора и два диодных оптрона, причем первый оптрон анодом светоизлучателя подключен к выходу иэмерительно-усилительного узла., а катодом и анодом Фотопри; емника - соответственно к коллектору и базе составного регулирующего транзистора, параллельно датчику тока подключен через первый резистор свето- излучатель второго диодного оптрона, анод Фотоприемника которого соединен с инвертирующим входом операционного усилителя и через второй резистор - с выходом этого же усилителя и с вторым входом измерительно-усилительного узла, а катод фотоприемника - скатодом светоизлучателя первого диодного оптрона, с неинвертирующим входом операционного усилителя, с минусовой шиной источника питания измерительно-усилительного узла и источника опорного напряжения.Изобретение относится к регуляторампостоянного тока.Известен стабилизатор постоянного тока, содержащий регулирующийэлемент на оптроне, светоприемниккоторого включен последовательно снагрузкой, а светоизлучатель параллельно датчику тока нагрузки 1 1.Недостатком известного устройстваявляются низкие качественные характеристики. ОНаиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук изобретению является стабилизаторпостоянного тока, содержащий составной регулирующий транзистор и-р-ти-;5па с нагрузксй в цепи коллектора идатчиком тока в цепи эмиттера, измерительно-усилительный узел, выход которого связан с базой регулирующеготранзистора, один вход соединен систочниксм опорного напряжения адругой вход связан с датчиком токанагрузки, источник питания измерительно-усилительного узла2Недостатком его является отсутствие развязки между цепями протеканиятока нагрузки ,значение которого может достигать больших величин ) ислаботочными цепями усиления и Формирования сигнала управления регулирующим транзистором, что сужает область применения стабилизатора, атакже снижает помехоустойчивость иприводит к возможности самовозбуждения стабилизатора,Целью изобретения является расшире 35ние функциональных возможностей, повышение помехоустойчивости и стабильности работы стабилизатора постоянного тока.Поставленная цель достигается тем 4 О/что в стабилизатор постоянного тока,содержащий составной регулирующийтранзистор и -р-и типа с нагрузкой вцепи эмиттера, измерительно-усилительный узел, выход которого сгязан сбазой регулирующего транзистора,один вход соединен с выходом источника опорного напряжения, а другойвход связан с датчиком тока, источникпитания измерительнс-усилительногоузла, введены операционный усилитель,два резистора и два диодных сп рона,причем первый оптрон анодом светоизлучателя подключен к выходу измерительно-усилительного узла, а катодоми анодом Фотоприемника - соответственно к коллектору и базе составного регулирующего транзистора, параллельно датчику тока подключен черезпервый резистор светоизлучатель второго диодного оптрона, анод Фстсприемника которого соединен с инвертиРуюшим входом операционного усилителя и через второй резистор . - с выходом этого же усилителя и с вторымвходом измерительнс-усилительного;зла, а катод Фотоприемника второго диодного оптрона соединен с катодом светоизлучателя первого диодного оптрона, с неинвертируюшим входом операционного усилителя, с минусовой :анной источника питания измерительноусилительного узла и источника опорного напряжения.На чертеже представлена электрическая принципиальная схема стабилизатора постоянного тока.Стабилизатор содержит составной регулирующий транзистор 1 и -р-и типа с нагрузкой 2 в цепи коллектора и датчиком тока на резисторе 3 в цепи эмиттера, подключенный к силовому источнику 4 питания, а также измерительно-усилительный узел 5 и исто,ник б питания его. Один из входов усилительного узла 5 соединен с выходом источника опорного напряжения, состоящего из стабилитрона 7 и токозадающего резистора 8 и подключенного к источнику б питания усилительного узла 5, Выход усилительного узла 5 соединен с анодом свето- излучателя первого диодного оптрона 9, анод и катод фотоприемника которого подключены соответственно к базе и коллектору составного регулирующего транзистора 1, эмиттер это. го транзистора соединен через первый резистор 10 с анодом светоизлучателя второго диодного оптрона 11, катод светоизлучателя которого подключен к минусовой шине силового источника 4 питания, катод фотоприемникак катоду светоизлучателя первого диодного огтрона 9, неинвертирующему входу операционного усилителя 12 и минусовой шине источника б питания усилительного узла 5, а анод Фотоприемника - к неинвертирующему входу операционного усилителя 12 и через ф зторой резистор 13 - к выходу этого же усилителя и второму входу усилительного узла 5.Стабилизатор постоянного тока работает сгедуюшим образом.Ток нагрузки (3),протекая через резистор 3, частично ответвляется в цепь светоизлучателя второго диодного. оптрона 11, В цепи фотоприемника этого оптна устанавалиется Фототок, величина которого пропорциональна величине тока светоизлучателя (коэффициент пропорциональности равен коэфФициенту передачи по току К второго диодного оптрона 11). Операционный усилитель 12 преобразует величину тока Фотоприемника в напряжение обратной связи О , величина которого определяется следующим соотношениемЭ КЗ прКРЗ+ Кщ,1019412 Составитель В.ЕсинРедактор С.Патрушева Техред И.Гайду Корректор Г.Решетник Заказ 3703/42 Тираж 874 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 где Й 3, й 10, к 13 - сопротивлениерезисторов 3, 1013 соответственно;Опав - прямое падениенапряжения насветоизлучателевторого диодногооптрона.Напряжение обратной связи О прикладывается к одному из входов усиди- О тельного узла 5, на другом входе которого действует опорное напряжение Ор). Усилительный узел 5 усиливает разность напряжений (О и - О ) Сигнал с его вь:хсда подводится к светоизлу чателю первого диодного оптрона 9. По цепи Фотоприемника этого оптрона в базу составного регулирующего транзистора 1 поступает ток, величина которого обеспечивает в цепи нагрузки 2 ток н заданной величины,Если ток Эн через нагрузку 2 по какой-либо причине возрастает, то возрастет и величина тока в цепи25 светоизлучателя второго диодного оптрона 11. Это приведет к увеличению Фототока в цепи фотоприемника этого оптрона, а следовательно, к увеличению напряжения Ор на выходе операционного усилителя 12 и уменьшению разности напряжений (Ор -О ) Напряжение на выходе входного усйлительного узла уменьшается, в результате уменьшится ток через светоизлучатель первого диодного опт рона. Это приведет к уменьшению тока в цепи базы составного регулирующего транзистора 1, вызывая закрывание этого транзистора и уменьшение тока 3 И практически до своего начального 4 Озаданногозначения,Если ток Зн через нагрузку 2 умень шится, то напряжение обратной свяэи Орр с выхода операционного усилителя 12 также уменьшится, Разность напряжений ОО -О ) увеличится, это вызовет увеличение тока базы составного регулирующего транзистора 1, что приведет к открыванию транзисто" ра 1 и увеличению тока Эн опять прак тически до своего начального значения.Таким образом, осуществляется под держание тока нагрузки на заданном уровнеВ приведенной схеме стабилизатора постоянного тока нагрузка может быть включена на любом участке цепи, где протекает стабилиэируемый ток Зн, при этом может быть заземлен любой вывод нагрузки, это не вызовет изме нений метрологических характеристик стабилизатора.Использование описываемого технического решения по отношению к известному устройству с введением операционного усилителя, двух резисторов и двух диодных оптронов обеспечивает стабилизацию постоянного тока при наличии гальванической развязки силовой цепи управления, что расширяет функциональные возможности устройства, повьпаает его помехоустойчивость и стабильность работы. Устройство может быть использовано для стабилизации постоянного тока положительной или отрицательной полярности, с заземленной или незаземленной нагрузкой, для стабилизации тока в нагрузке, имеющей импульсный характер.Повышение помехоустойчивости и стабильности работы стабилизатора постоянного тока обусловлено полным разделением цепей протекания тока нагрузки, который может быть значительным по величине, и слаботочных цепей усиления в формирования сигнала управления регулирующим транзистором.