Устройство для сглаживания пульсаций напряжения

о и и с А н и е .;,"изоБРетения Союз СоветскихСоциалистицескихРеспублик АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 61) Дополните ое к авт. свид. 154975/О(22) Заявлено 11.07.7 исоединением заявкиосударстаенный комитеСовета Министроа СССРпа делам изаоретенийи открытий 3) Приоритет -3) Опубликовано5) Дата опубли 25.02.77. Бюллетень И вания описания 24.05,7 УДК 621,316,761,2(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СГЛАЖИВАНИЯ ПУ емкостеи, и большие объем и других элементов усилитеЦель изобретения - уп сглаживания пульсаций, по также уменьшение его объе и масса енсат ля.рощение устройствышение устойчивма и массы. для ти, а мпенсирующего трапр может быть включ форматора через также параллель Недостаткамиих сложность, т томатического сокого порядка пульсации,сопротив лени стеи, шунтирующих эмиттерн разделительных межкаскаднь Предлагаемое устройство для сглаживания пульсаций напряжения на нагрузке может быть использовано в источниках электропитания радиоэлектронной аппаратуры различного назначения, а также в силовой электроэнергетике и преобразовательной технике.Для сглаживания пульсаций напряжения регулируемых и нерегулируемых выпрямителей, импульсных стабилизаторов, электромашинных генераторов и других источников постоянного тока кроме широко известных реактивных и транзисторных фильтров применяются сглаживающие устройства с компенсирующим трансформатором, вторичная обмотка которого включается последовательно с нагрузкой 11.Вторичная обмотка ко сконденсато енао нагрузке 21.известных устройств являютсярудность обеспечить устойчивость 20регулирования вследствие ее вы.из - за наличия большого количества реактивных элементов, например датчик Это достигается непосредственным соединением входа оконечного каскада с выходом операционного усилителя, вход которого подключен к средней точке резисторного делителя напряжения, соединенного последовательно со стабилитроном и подсоединенного к выходным зажимам, а его другой вход соединен с указанным стабилитроном через вспомогательный резистор с одним выводом резистора обратной связи, другой вывод которого подключен к упомянутому эмиттерному резистору оконечного каскада. Исключение разделительных и эмиттерных емкостей позволило упростить устройство, понизить порядок системы автоматического регулирования и тем самым обеспечить ее устойчивую работу, а также снизить объем и массу устройства, что позволит добиться его микроминиатюризации.Схема предлагаемого устройства представлена на чертеже.Напряжение постоянного тока с выхода источника 1 постоя.щого тока - регулируемого или нерегулируемого выпрямителя, импульсного стаби. лиэатора, электромашинного генератора или другого источника постоянного тока через вторичную обмотку 2 компенсирующего трансформатора поступает на нагрузку 3. Первичная обмотка 4 ком. пенсирующего трансформатора включена на вьгход оконечного каскада на транзисторе 5, база которого соединена непосредственно с выходом операционного усилителя б с дифференциальным входным каскадом, Для уменьшения обьема и массы устройства операционный усилитель целесообразно использовать в интегральном исполнении в виде микросхемы, Один из входов операционного усили. теляб подключен к средней точке резисторного делителя 7 напряжения, который соединен последо. вательно со стабилитроном 8 и подключен к зажи. мам нагрузки 3, а другой вход операционного усилителя б - к стабилитрону 8 через сопротивление 9. Кроме того, этот вход операционного усилителя 6 соединен с одним иэ выводов сопротивления 10 обратной связи, другой вывод которого подключен к эмиттерчому сопротивлению 11 оконечного каскада, Параллельно нагрузке 3 целесообразно вклю. чить конденсатор 12.ЮНагрузк 3 и делитель 7 могут быть также включены непосредственно на зажимы источника 1, При этом вторичная обмотка 2 компенсирующего трансформатора с последовательно соединенным с ней конденсатором 12 должна быть подключена параллельно нагрузке 3, В последовательной цепи источника 1 предполагается наличие дросселя фильтра,Предлагаемое устройство работает следующим образом.Пульсирующее напряжение с нагрузки 3 посту- лает на цепочку, образованную последовательно соединенными делителем 7 напряжения и стаби. литроном 8. При этом часть постоянного напряжения отсекается стабвлитроноч, а оставшееся пуль. сирующее напряжение через делитель 7 подается иа один из входов операционного усилителя 6. На другой вход операционного усилителя 6 поступает напряжение через сопротивление 10 обратной связи, снимаемое с эмиттерного сопротивления 11 оконечного каскада. Это напряжение, определяемое вели. чиной сопротивлений 9, 10 и 11 и напряжением ста. билизации стабилитрона 8, обеспечивает стабилизацию.режима усилителя по постоянному току. При увеличении тока, протекающего через транзистор 5, повышается напряжение на эмиттерном сопротивлении 11 и запирающее напряжение, подаваемое на вход операционного усилителя бего входное на. пряжение уменьшается и ток транзистора 5 возвра. щается к первоначальной величине. При помощи потенциометра (7) проводится 1 тодрегупировка на. пряжения, подаваемого на первый вход, и обеспечи. вается равенство напряжений постоянного тока, попадаемых нг оба входа операционного усилите. ля 6, Таким образом, контур дополнительной об щей отрицательной обратной связи обеспечиваетстабилизацию режима всего усилителя.Пульсации напряжения, подаваемые с нагруз.ки 3 через делитель 7 на вход операционного усили 5 теля 6 и усиленные ими, оконечным каскадомна транзисторе 5 подаются на первичную обмотку 4компенсирующего трансформатора,Через вторичную обмотку 2 компенсирующеготрансформатора напряжение переменного тока поступает в цепь нагрузки в противофазе с напряжением пульсаций источника 1. Величина и формаэтого напряжения при помощи замкнутой системыавтоматического регулирования по переменномутоку устанавливается таким образом, чтобы переменная составляющая напряжения на нагрузке(пульсации напряжения) была близка к нулю прилюбой величине тока нагрузки и любых частотах ивеличинах переменных составляющих напряженияисточника 1.29При увеличении по какой - либо причине величины или формы пульсаций напряжения на нагрузке 3 автоматически изменяется форма напряженияна вторичной обмотке 2 компенсирующего трансформатора и возвращается уревень пульсаций на 25пряжения на нагрузке к прежней величине, близкойк нулю. Таким образом напряжение переменноготока трансформатора компенсирует переменныесоставляющие любой частоты, вырабатываемыеисточником 1 фФор мула изобретенияУстройство для сглаживания пульсаций напр .жения, содержащее компенсирующий трансформатор, вторичная обмотка. которого связана с цепьюнагрузки, а первичная соединена с выходом блока,состоящего из оконечного каскада и операционногоусилителя с дифференциальным входным каска.дом, в цепь змиттера которого включен резистор иодин из входов которого соединен с цепью обратной связи по пульсации выходного напряжения,40 отличающ,ееся тем, что, с целью упрощения,вход оконечного каскада соединен непосредственнос выходом операционного усилителя, упомянутыйвход которого подключен к .средней точке ре зисторного делителя напряжения, соединенного45 последовательно со стабилитроном и подсоединенного к выходным зажимам, а его другой входсоединен с указанным стабилитроном через вспомогательный резистор с одним выводом резистораобратной связи, другой вывод которого подключенк упомянутому эмиттерному резистору оконечного50каскада.Источники информации, принятые во вниманиепри экспертизе:1. Шуваев Ю. Н, Сглаживание пульсаций напря.жения при помощи устройства с последовательнымкомпенсирующим трансформатором. Сб. "Элек.тронная техника в автоматике", вып. 2, иэд. "Сою.радио", 1971,2. Авторское свидетельство Иф 411536,кл. Н 02 М 3/02 1969 (прототип),547940 ектор С. Шекмар одписноепетров СС НИТирам902И Государственного комитета Совета М по делам изобретений и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская иаб илиад ППП "Патент", г. Ужгород, ул,