Полупроводниковый регулятор напряжения

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистнческихРеспублик(088.8) Опубликовано 15.04.80. Бюллетень,%14 до делам кэобретений и открытийДата опубликования описания 17.04.80,1Изобретение относится к эпектротехнике. Регупятор может быть использован дпя регулирования напряжения генераторов постоянного тока.Известны регуляторы напряжения дпя генераторов постоянного тока ипи переменного тока с выпрямленным выходным напряжением, содержащие измеритепьный орган, вход которого шунтирован конденсатором дпя обеспечения возможности работы без аккумуляторной батареи, усипитепь мощности, соединенный с измери-. тельным органом и воздействующий на обмотки возбуждения генератора Я.Недостатками данных регуляторов являются сильная зависимость от температуры, вызванная температурным изменением параметров входящих элементов, а также низкая надежность при работе без аккумуляторной батареи, т.к. фипьтрующий конденсатор защищает от перенапряжений только измеритепьный орган, Кроме того, усилитель мощности имеет низкую частоту переключения иза боп шой постоянной времени, определяемой ,наличием -фипьтруюшего конденсатора иотсутствием обратной связи между усипитепем и измерительным органомВ другом из известных регуляторов 5-тза счет выполнения измерительного органа на одйопереходном транзистор устранен недостаток, связанный с низкой частотой переключения, а дпя защиты усилителя мощности от перенапряжения устанавпивается дополнительная фнпьтруюшаяцепочка 21. Напичие дополнительногофильтра успожняет такой регулятор иснижает его энергетические показатели.Наиболее близким техническим решением к изобретению является регулятор,содержащий одновибратор с импульснымуправлением, соединенный выходной клеммой с одним из полюсов источника постоянного тока через обмотку возбуждения измерительный орган, воздействующий на управляющую цепь одновибраторачерез усипитепь мощности, охваченныйотрицательной обратной связью с одно3 , 7282 вибратором, и входную цепочку измерительного органа, включающую в себя фильтруюший конденсатор, шунтирующий вход измерительного органа 31.Недостатком этого регулятора являет ся отсутствие защиты усилителя мощ ности от высокочастотных перенапряжений, возникающих в цепи питания, либо вызывающих ложные срабатывания усили" теля, выполненного на тиристоре, либо10 вййодящих из строя усилитель, выполнен нь.й, например, на транзисторе. Кроме то-: го, напряжение на нагрузке, питающейся от генератора, имеет падающую характеристику с увеличением нагрузки, обус ловленную увеличением постоянной временй наастения выходного напряжения генератора, и увеличением падения напря:жения в питающих нагрузку проводах, что вызывает снижение среднедействую щего значения напряжения на нагрузке.Целью изобретения является повышение , надежности работы и улучшение регули - . ровочных характеристик регулятора.Это досгигается подключением шины питания усилителя мощности к общей точке соединения фильтрующего конденсаторе и входа измерительного органа.На чертеже приведена принципиальная схема регулятора напряжения.Выходная клемма 1 одновибратора 2 подключена к одному из полюсов источ ника постоянного тока через обмотку возбуждения 3 генератора 4. Фильтрующий конденсатор 5 входной цепочки 6 подключен параллелью входу измерительного органа 7, воздействующего через усилитель мощности 8 на управляющую - цепь одновибратора 2. Усилитель мощности шиной питания 9 подключен к входу измерительного устройства, зашунтированного конденсатором.Регулятор работает следующим обраЗОМф. 45При снижении напряжения источнике постоянного тока снижается напряжениена фильтрующем конденсаторе 5 входной цепочки 6. При напряжении на конденсаторе 5 ниже уставки измерительного органа 7 йоследний обеспечивает подачуэлектрического сигнала на управляющую цейь одновибратора 2 через усилительмощности 8. Усилитель мощности, подключенный шиной питания 9 к конденсатору 5, начинает расходовать занесенную конденсатором энергию, обеспечивая тем самым дальнейшее снижение напряженияна конденсаторе, что приводит кположи 06 4тельному эффекту, вызывая появление положительной обратной связи между измерительным органом и усилителем мощнос.ти. Энергия, запасенная конденсатором 5, расходуется в управляемую цепь одновибратора через усилитель мощности 8 в течение очень короткого отрезкавремени, определяемого временем запуска одновибратора, и исчисляется десятками микросекунд. После включения одновибратора 2 отрицательная обратная связь, введенная между ним и усилитемем мощности, обеспечивает закрытие последнего, предотвращая тем самым дальнейший разряд конденсатора. Включенный одно- вибратор подсоединяет обмотку возбуж дения. 3 генератора 4 к источнику постоянного тока по ней начинает протекать ток, что приводит к повышению напряже-, ния источника постоянного тока. Время включенного состояния одновибратора определяется либо его внутренними связями при реализации схеМы на постоянном токе, либо фазным циклом генератора переменного тока при создании схемы одновибратора с использованием управляемого выпрямителя на одном или нескольких тиристорах. Если к моменту выключения одновибратора напряжение источника постоянного тока оказывается выше уставки измерительного органа, то включение одновибретора не происходит (в противном случае происходит повторное включение) и обмотка возбуждения обесточивается до тех пор, пока напряжение источника,постоянного тока не окажется ниже уставки измерительного органа, что вызывает включениеодновибратора аналогично вышеописанному.Регулирование напряжения генераторе обеспечивается благодаря чередованию включейного и выключенного состояний одновибратора. Соотношение указанных состояний определяет среднее значение" тока в обмотке мзбуждения, а соответ ственно и выходное напряжение. Посколькушина питания 9 усилителя мощности 8 подключена к входу измерительного органе, зашунтированного конденсатором 5 входной цепочки 6, то перенапряжения, возникающие в основном от системы за, жигания при работе системы без аккумуляторной батареи, гасятся конденсатором, защищая тем самым усилитель мошюсти, что пбвышает надежность регулятора в целом. Кроме того, с увеличением тока нагрузки растет количество включений одновибратораот энергии,7282 накопленной на конденсаторе (ток обмотки возбуждения является функцией тока нагрузки возбуждения), а следовательно, увеличивается и расход энергии конденсатора, который компенсируется в системе авторегулирования повышением выходного напряжения генератора. Соотношение сопротивления заряда входной цепочки и величины емкости фильрующего конден, сатора определяет характеристику выход ного напряжения генераторной установки.При снижении температуры окружающей среды также происходит повьппение выходного напряжения генератора, .положительно сказывающееся на эксплуатации15 аккумуляторных батарей, вследствие уве личения времени запуска одновибратора, увеличивающего расход энергии на конден- саторе. При сопротивлении входной цепочки 62 Ом и величине фильтрующего , конденсатора 10-20 мкф регулятор напряжения, изготовленный согласно изобретению, обеспечивает стабильное" выходное напряжение, не зависящее от нагрузки и отрицательного температурного коэф 25 фициента напряжения входящих элементов. формула изобретенияПолупроводниковый регулятор напфяже- зо ния для генераторов, связанный с источ 06 6ником постоянного тока, содержащий од новибратор с импульсным управлением, соединенный выходной клеммой с одним из полюсов источника постоянного тока через обмотку возбуждения, измерительный орган, воздействующий,на упраьляющую цепь одновибратора через усилитель мощности, охваченный отрицатель ной обратной связью с одновибратором, и входную цепочку измерительного органа, включающую в себя фильтрующий конденсатор, шунтирующий вход измерительного органа, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью, повышения надежности регулятора и улучшения сго регулировочных характеристик, шина питания усилителя мощности подключена к общей точке сое динения фильтруюшего конденсатора и входа измерительного органа.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США М 3609513,кл. 322-28, 1971.2; Пекоргийе Ж, Управляемые вентилии их применение, М., Знергия"1971,с. 224.3. Патент Франции % 2689259,кл. Н 02 Р 9/30, 1975.