Стабилизатор напряжения тока

ОЮЗ СОВЕТСКИОЦИАЛИСТИЧЕСЕСПУБЛИК 35,6 05 Р 1/5 51)5 Н 02 К АВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпО изОБРетениям и ОткРытиямПРИ ГКНТ СССР(71) Научно-исследовательский, проектно- конструкторский и технологический институт силовой полупроводниковой техники (72) Г.М.Минаев и Н.А.Артаев(56) Бондаренко Н.Н, и др. Низковольтные преобразователи для гальванотехники и электрохимических станков, М.: Энергоатомиэдат, 1987, с.134 - 135.Авторское свидетельство СССР М 1328897, кл, Н 02 М 3/335, 1986. Изобретение относится к электротехни-. ке и может использоваться при питании динамических нагрузок, критичных к перенапряжениям и броскам тока.Целью изобретения является улучшение динамических характеритик и повышение надежности путем исключения 1 бросков тока и напряжения на выходе при изменении режима стабилизации из-за скачкообразного изменения нагрузки.На фиг,1 представлена функциональная схема стабилизатора напряжения и тока; на фиг,2 - принципиальные схемы узлов слежения и узла выбора режима.Стабилизатор напряжения и тока содержит регулирующий орган 1, вход которого подключен к первичному источнику 2 тока, а выход - к нагрузке 3, усилитель 4 сигнала рассогласования по току и усилитель 5 сигнала рассогласования по напряжению,17 ОО 712 А(54) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при питании динамических нагрузок. Цель - улучшение динамических характеристик и повышение надежности путем исключения бросков тока и напряжения на выходе при изменении режима стабилизации из-за скачкообразного изменения нагрузки. Устройство содержит регулирующий орган 1 с датчиком 8 тока в силовой цепи, датчик 10 напряжения, усилители 4 и 5 сигнала рассогласования и узлы 12 и 13 слежения. Узлы 12 и 13 обеспечивают быстрый переход устройства иэ одного режима в другой. Эта исключает выбросы напряжения и тока при скачкообразном изменении нагрузки. 2 ил. входная цепь первого из которых через первый вспомогательный делитель 6 подключена к выходу источника 7 опорного напряжения и к выходу датчика 8 тока, а входная цепь усилителя 5 сигнала рассогласования по напряжению через второй вспомогательный делитель 9 подключена к выходу источника 7 опорного напряжения и к выходу датчика 10 напряжения, входом подключенного к выходу стабилизатора напряжения и тока, узел 11 выбора режима, например, в виде двух разделительных диодов, первым входом подключенный к выходу усилителя 4 сигнала рассогласования по току, вторым входом подключенный к выходу усилителя 5 сигнала рассогласования по напряжению, а выходом - к управляющему входу регулирующего органа 1 и к первым входам узлов 12 и 13 слежения, Второй вход узла 12 слежения подключен к выходу уси 1700712лителая 4 сигнала рассагласаоания по току, а выход - к выходу этого же усллителя, второй вход узла 13 слежения подключен к выходу усилителя 5 сигнала раг;согласования па нэпОяжению, а Выход - к Входу этОГО ж 8 усилит 8 лЯ, Ках(дый из узлов 2; и 13 сл 8 жения состоитфи 2) и" операционного усилителя 14, инвертирующим входам через:, резистор 15 соединенного с перв .м входом узла слежения, неинвертирующим входам с вторым входам узла слежения, а выходом через последаВательна сО 8 дин 8 нные резлстар 16 и диод 17, катодам соединенный срезистором 16 и соединенный с выходам узла слежения, Для устойчивой оабаты операционного усилителя 14 на высокой частате между инвертирующим входом и выходом операционного усилителя включен конденсатор 18,Стабилизатор напрякения и тока работает следующим образам.Сигнал рассогласования на выходе второго вспомогательного делителя 9, пропорциональный разнице между напряжением на выходе датчика 10 напряжения, пропорциональным выходному напряжению стабилизатора, и напряжением опорного источника 7, усиливается усилителем 5 сигнала рассогласования па напряжению, Одновременно сигнал рассогласования на выходе первого вспомогательного делителя 6, пропорциональный разнице между напряжением на выходе датчика 8 тока, пропарциональным току стабилизатора, инапряжением опорного источника 7, усиливается усилителем 4 синала рассогласования по таку, Б случае, если сопротивление нагрузки 3 велика и так стабилизатаоа мал, то сип.ал на выходе усилителя сигнала рас 30 согласования па напряжению больше, ем 40сигнал на выходе усилителя сигнала рассогласования по току, а слгнал с выхода усилителя 5 сигнала рассогласования по напряжению через узел 11 выбора режима поступает на управляющий вход регулиоующего органа 1, при этом обеспечивается стабилизация напряжения на нагрузке 3. Разность между напояжением на выходе усилителя 5 сигнала рассогласования по напряжению и напряжением на Выход 8 узла 11 выбора режима поступает на входы узла 13 слежения и усиливаемся операционным усиллтелем 14, нри этом Операцианныи усилитель 14 в узле 13 слежения переходит в состояние положительного насыщения и на работу усилителя сигнала рассогласования по напряжению не влияет, т.к. диод 17 закрыт.Одновременно разность между напряжением на выходе усилителя 4 сигнала рассогласования по току и напряжением на выходе узла 11 выбора режима поступает на входы узла 12 слежения и усиллвается операционным усилителем 14. При этом напряжение на выходе операционного усилителя 14 становится отрицательным и через последовательна соединенные резистор 16 и ДИОД 17 паступа 8 т на вхОД усилителЯ 4 сиГ- нала рассогласования по току, При этом независимо от величины тока стабилизатора, работающего в режиме стабилизации на,щяжения. Положительный сигнал рассогласования на выхад 8 п 8 рваГО вспомоГательноГО делителя 6 компенслруется узлом 12 слежения таким образом, чтобы напряжение на Вь:хад 8 усилителя 4 сиГнала рассаГласавания по тОку была равно напряжению на Выходе узла 11 выбора режима, тем самым исключается переход усилителя 4 сигнала рассогласования па току в состояние насыщения.В случае скачкаобразногоуменьшения сопротивления нагрузки 3 и при увеллчении тока через нее до уставки, напряжение на выходе усилителя 4 сигнала рассогласования па таку начинает увеличиваться и, т,к. она уже было равна напряжению на выходе узла 11 выбора режима, сразу же становится больше напряжения на выходе узла 11 выбора режима, При этом операционный усилитель 14 узла 12 слежения переходит в состояние положительного насыщения, диод 17 узла 12 закоывается и далее узел 12 слежения на работу усилителя 4 сигнала рассогласования па току не влияет, Одновременно узел 11 выбора режима падключае. выход усилителя 4 сигнала рассагласованля па таку к управляющему входу регулирующега органа 1, а выход усилителя 5 синала рассогласования по напряжению отключает ат управляющего входа ре улирующега ор-ана 1. При этом стабилизатор обеспечивает стабилизацию тока, а разность напояжений на выходе узла 11 выбора режима и на выходе усилит 8 ля 5 сиГнала ОассоГласавания по напряжению меняет зна(, операционный усилитель 14 узла 13 слежения выходит из сОстОяния ПОлажит 8 льнаГО насыщения, напряжение на его выходе становится отрицательным и. через последовательно соединенные резистор 16 и диод 17 узла 13 слежения поступает на вход усилителя 5 сигнала рассогласования па напряжению, При этом напряжение на вьхаде операционного усилителя. 14 становится отрицательным и через последовательна саеДин 8 нны 8 резистОО 16 и Диод 17 поступает на вход усилителя 5 сигнала рассоглаСования по напряжению, при этом независимо от величины напряжения стабилизатора, работйющеГ о в режиме стаоилизации тока, положительный сигнал рассогласовяния .,а выходе втооого вспо могательного делителя 9 компенсируется узлом 13 сле;кения таким образом чтобы напряжение на выходе усилителя 5,сигнала рассогласования гго напряжению было равно напряжению на выходе узла ",1 выбора режима, тем самьм исключается переход усилителя 5 сигнала рассогласования по напряжению в состояние насыщения.В случае скачкообразного увеличения сопротивления нагрузки 3 и при увеличении напряжения на ней до уставки, напояжение на выходе усилителя 5 сигнала рассогласования по напряжению начинает увеличиваться и, т,к, оно уже было равно напряжв ию на выходе. узла 11 выбора режима, сразу же становится больше напряжения на выходе узла 11 выбора режима, При этом операционный усилитель 14 узла 13 слежения переходит в состояние положительного насыщения, диод 17 узла 13 слежения закрывается и далее этот узел на работу усилителя 5 сигнала оассогласования по напряжению не влияет. Одновременно узел 11 выбора режима подключает выход усилителя 5 сигнала рассогласования по напряжению к управляющему входу регулирующего органа 1, а выход усилителя 4 сигнала рассогласования по току отключает от управляющего входа регулирующего органа 1. При этом стабилизатор обеспечивает стабилизацию напряжения, а разность напряжений на выходе узла 11 выбора и на выходе усилителя 4 сигнала рассогласования потоку меняет знак, операционный усилитель 14 узла 12 слежения выходит иэ состояния положительного насыщения, напряжение на его выходе становится отрицательным и через последовательно соединенные резистор 16 и диод 17 поступает на вход усилителя 4 сигнала рассогласования по току, при этом независимо от величины тока стабилизатора, работа,ощего в режиме стабилизации напояжения, положительный сигнал рассогласования на выходе первого вспомогательного делителя 6 компенсируется узлом 12 слежения таким образом, чтобы напряжение на выходе усилителя 4 сигнала рассогласования по току было равно напряжению на выходе узла 11 Выоора оежима., тем самым исключаетсяпереход усилителя 4 сигнала рассогласования по току в состояние насыщения.Таким образом., описываемый стабилизатор напряженич и тока, благодаря введе 15 20 25 30 35 40 4 ц 50 55 юю двух узлов 12 и 13 слежения обеспечивает быстрый переход стабилизатора иэ режима стабилизации напряжения в режим стабилизации тока и обратно, поэтому исключаются выбросы напряжения и тока стабилизатора при скачкообразных изменениях сопротивления нагрузки,Использование предлагаемого стабилизатора напряжения и тока позволяет исключить выбросы напряжения и тока нагрузки при скачкообразных изменениях ее сопро,тивления,Формула изобретения Стабилизатор напряжения тока, содер- .ащий регулирующий орган, вход которого подключен к выводу для подключения первичного источника тока, а выход - к выводу для подключения нагрузки, два усилителя сигнала рассогласования, входная цепь одного иэ которых через первый вспомогательный делитель подключена к выходу источника опорноо напряжения и к выходу тока, включенно;о в силовую цепь регулирующего органа, а входчая цепь второго усилителя сигнала рассогласования через второй вспомогательный делитель подключена к выходу источника опорного напряжения и к выходу датчика напряжения, подключенчого к выводам для подключения нагрузки, узел выбора режима, входами подкгноченный к выходам усилителей сигнала рассогласования, а выходом - к управляюшему входу регуг ирующего органа, о т л ич а ю щ и й с я тем что, с целью улучшения динамических характеристик и повышения надежности путем исключения бпосков тока и напряжения на выходе при изменении режима стабилизации иэ-за скачкообразного изменения нагрузки, в него введены два узла слежения, каждый из которых выходом подключен к входу соответствующего усилителя сигнала рассогласования, первым входом - к выходу узла выбора режима, а вторым входом - к выходу соответствующего усилителя сигнала оассогласования, причем выхсд первого узла слежения использован в качестве выхода, обеспечивающего усилителю сигнала рассогласования по току режим слежения эа сигналом на выходе узла выбора режима при стабилизации напряжения и наоборот, выход второго узла слежения использован в качестве выхода, обеспечивающего усилителю сигнала рассогласования по напряжению режима слежения за сигналом на выходе узла выбора режима при стабилизации тока,1700712 ФЦ 8.1 Составитель С.СиткоТехред М.Моргентал Редактор Т.Курк орректор С.Черниоизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 каз 4475 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5