Стабилизатор переменного напряжения

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ощ 678468 Союз Советскид Социалистически к Республик(22) Заявлено 100577(21)2483203/24-071с присоединением заявки Йо -(5)М. Кл.2 С 05 Р 1,24 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель Смоленский филиал Московского ордена Ленина энергетического института(54) СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НА 11 РЯЖЕНЙЯ Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в цепях питания различной радиотехнической аппаратуры.Известны стабилизаторы переменно- го напряжения Щ 2).Первое из известных устройств (1) содержит источник опорного напряжения, регулирующий элемент, выпрямитель и усилитель рассогласования.Второе из известных устройств 12), являющееся наиболее близким техни-ческимрешением к данному изобретению, содержит вольтодобавочный трансФорматор, вторичная обмотка которого 15 включена в одну из силовых шин между входным и выходным выводом, и цепь обратной связи, состоящая из измерительного выпрямителя, узла сравнения с источником огорного напряжения, опО трона, инвертирующего усилителя и усилителя переменного тока, причем вход измерительного выпрямителя подключен к выходным выводам, а выход соединен со входом узла сравнейия,выходом под-; ключенного к светоизлучателю оптрона, светоприемиик оптрона включенмежду выходом инвертирующего усилителя и входом переменного тока, вход инвертирующего усилителя соединен с вход ными выводами, а выход усилителя переменного напряжения соединен с первичной обмоткой вольтодобавочного трансформатораНедостатком известных устройств является низкий коэффициент стабилизации и большое выходное сопротивление.Цель изобретения - повышение коэфФициента стабилизации и уменьшение выходного сопротивления.Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе переменного напряжения узел сравнения выполнен в виде двух полевых транзисторов и генератора синусоидальных напряжений, состоящего из первого и второго каскада усилителя и ВС-цепи положительной обратной связи, причем затвор первого полевого транзистора подключен ко входу узла сравнения, сток - к выходу первого каскада усилителя, а исток - ко входу второго каскада усилителя и к истоку второго полевого транзистора, сток которого соединен с выходом второго каскада усилителя и с выходом узла сравненияе а затвор подключен к источнику опорного напряжения, при этом между выходом второго и входом первого каскадоЬбО усилителя включена ВС-цепь положительной обратной связи.Функциональная схема стабилизатора Изображена на чертеже, где приняты следующие обозначения:1 - инвертирующий усилитель;2 - Фотоприемник оптрбна (фоторезистор):- 3 - снетоиэлучатель оптрона 1 (лампочка накаливания);4 - усилитель переменного напряжения;5 - вольтодобавочный трансформатор,"б - измерительный выпрямитель7 - первый каскад усилителя;8 - второй каскад усилителя;9 - первый полевой транзистор;10 - второй полевой транзистор 111 - генератор синусоидального напряжения 11)вхОв;, входное и выходное напряжение;14, - постоянное опорное напряжение17 в - напряжение на Выходе выпрямителя;(.), - напряжение нольтодобавки.К источнику входного напряжения Увх подключен постоянный резистор и вход инвертирующего усилителя 1, к вы ходу которого подключен фоторезистор 2, причем вторые концы Фоторезистора и постоянного резистора объединены и соединены со входом усилителя переменного тока 4, нагрузкой которого является первичная обмотка вольтодобаночного трансформатора 5. Вторичная обмотка трансформатора 5 подключена последовательно с нагрузкой к источнику входного напряжения. К нагрузке подключен вход измерительного выпрямителя 6, выход которого соединен с затнором полевого транзистора 9, сток которого подключен к выходу первого каскада 7 усилителя генератора синусоидальных колебаний, а ис", ток - ко входу второго каскада 8 усилителя. Затвор нторого полевого транзистора соединен с источником опорного напряжения и, , исток подключен ко входу усилительного. каскада 8, а сток к выходу этого же усилитель ного каскада. Кроме того, к выходу второго усилительного каскада 8 генератора подключена, лампочка накали,вания, освещающая фоторезистор. Рассмотрим работу схемы, Допустим, что при включении стабилизатора й номинальном входном напряжении. Цм , напряжение тувы , вследствие падения напряжения на обмотке вольтодобавоч" ного трансформатора 5, меньше номи- НаЛЬНОГО 1 нон . ТОГда И На ВЫХОДЕ ИЗ- яерительйого"выпрямителя 6 йайряже-. ние бв. меньше Опорного Бои . Напряжение О приложено к затвору полевого транзистора 10, а Ов - к затво- РУ транзистора 9. Так как эти транзисторы обладают идентичными характеристиками, сопротивления сток-истокЛси у них оказынаются разными,причем Ясиояои 9, значит коэффициентусиления ко,в усилителя 8 больше единиц (о, = "о у 1) . КоэффициентЙасин5 усиления первого каскада 7 усилителягенератора выбирается из условия обесЯ.ои опечения баланса амплктуд при К==1: КВЯиос =1, ГдЕ Япо- КОЭффИцИЕНт .10 передачи ВС-цепочки положительнойобратной связи генератора на частоте оо, на которой вносимый цепочко,Фазовый сдвиг равен, О. Таким образом,при включении стабилизатора и 4 ьЮнгнояВ ГЕНЕРатОРЕ На ЧаСтстЕ ОоВЫПОЛНЯЮт-.ся однонременно условия баланса Фази балансаа амплитуд, причем имеет место неравенство к, й,о,1 где Кч,ерезультирующий коэффициент усилениякаскадов 7 и 8. Так как К .в1 тпосамплитуда выходного напряжения генератора нарастает, стремясь к бесконечности,При этом увеличивается ток черезлампочку накаливания, растет освещенность изменяется напряжение на входеи на выходе усилителя переменного тока 4,что приводит в конечном счете кувеличению напряжения на выходе стабилизатора.увеличение Ца следовательно и Ув будет продолжаться до техор, пока напряжение Ув на затвореполевого транзистора 9 не станет вточнОсти равным Пои . С этого моментав генераторе начинает точно выполняться равенство К, в =1 и дальней ,й Рост амплитуд на его вы Оде прекращается. Такой режим работы стабилизатора является устойчивым. Если по каким-то причинам 1)вж пре высит номимальное напряжение, тостанет выполняться условие Кн с 1,з,д ооамплитуда напряжения на выходе генератора и на выходе стабилизатора вцелом уменьшится, пока снова не ста нет выполйяться точное равенствоК,в,в =1, Последнее возможно лишьв случае, если В иф й,. , что имеетместо лишь при вйполнеййи условияУ, =Ув50Следовательно любые измененияамплитуды выходного напряжения впредлагаемом стабилизаторе полностьюкомпенсируются за счет соответствующего изменения напряжения Уо на обмотке вольтодобавочного трансформатора, причем Происходит полная компенсация этих изменений. Таким образом, амплитуда выходного напряжения не зависит От изменений входного напряжения, чтоговОрит О том, что коэффи-циент стабилизации схемы приближается к бесконечности; Формула изобретенияСтабилизатор переменного напряжения, содержащий вольтодобавочный678468ний, состоящего из первого и второ- и го каскада усилителя и ВС-цепи поло-жительной обратной связи, причемзатвор первого полевого транзистора в- подключен ко входу узла сравнения,сток - к выходу первого каскада уси 5 лителя, а исток - ко входу второгокаскада усилителя и к истоку второгополевого транзистора, сток которогосоединен с вйходом второго каскадаусилителя и с выходом узла сравнения, - 10 а затвор подключен к источнику опорного напряжения, при этом между выходом второго и входом первого каскадов усилителя включена ЙС-цепь положительной обратной связи. трансформатор, вторичная обмотка ко.торого включена в одну из силовых ши между входным и выходным выводом, и цепь обратной связи, состоящая иэ измерительного выпрямителя, узла сра нения с источником опорного напряжения, оптрона, инвертирующего усилителя и усилителя переменного тока, причем вход измерительного выпрямителя подключен к выходным выводам а%Р выход соединен со входом узла сравнения, выходом подключенного к свето излучателю оптрона, светоприемник оптрона включен между выходом инверти- рующего усилителя и входом усилителя деременного напряжения, вход инверти рующего усилителя соединен с вход ными выводами, а выход усилителя пе- . ременного тока соединен с первичной обмоткой вольтодобавочного трансформатора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения коэффициента стабилизации и уменьшения выходного20 сопротивления, узел сравнения выполнен з виде двух полевых транзисторов и генераторасинусоидальных напряжеЧернышева ко. Корректор О. Биставительхред М, Пе т Тираж 1015 Подписное дарственного комитета СССР изобретений и открытий Ж, Раушская наб., д, г. Ужгород; ул. Проектная Патен П Фили едактор д. Мепуришвили Заказ 4558/37 ЦНИИПИ Гос по дела 113035, МосквИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Илюкович А.М. и Шульман Б,Р. Стабилизаторы и стабилизированные источники питания переменного тока М.-Л., Энергия, 1965. с. 87 рис. 38.2 Авторское свидетельство СССР Р 505012, кл. С 05 Р 1/30, 1973.