Импульсный параметрический стабилизатор постоянного тока

1 %фОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 260477(21) 2480699/24-07с присоединением заявки тров(51)М. Кл.2 С 05 Р 1/56 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(53) УДК 621. 316.722.1 (088,8) Опубликовано 2508.7%Бюллетень 14 о 31 Дата опубликования описания 3008.79(54) импульсный пАРАметРический стАБилизАтОР ПОСТОЯННОГО ТОКА Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропитания различной аппаратуры.Известен импульсный параметрический стабилизатор постоянного тока, содержащий полупроводниковый инвертор, задающий генератор, выпрямитель с фильтром и линейный дроссель, параллельно которому подключен дроссель насыщения и импульсные трансформаторы, выходные обмотки которых подключены к входу задающего генератора.Йедостаток устройства эаключа ется в том, что уровень стабилизированного тока не может быть изменен без конструктивного изменения параметров линейного дросселя или дросселя насыщения. 20Наиболее близким к предлагаемому является импульсный параметрический стабилизатор постоянного тоКа, содержащий последов ат ель н ый ключ евой транзистор, выходной сглаживающий фильтр на линейном дросселе и конденсаторе, коммутирующий диод и двухобмоточный дроссель насыщения, первичная обмотка которого соединена с обмоткой линейного дросселя, а вторичная обмотка подключена к цепи эмиттерно-базового перехода ключевого транзистора.Недостатком такого устройства является возможность настройки стабилизатора только на единственный уровень стабилизируемого тока, так как величина тока строго задана параметрами линейного дросселя и дроссе. ля насыщения, которые после монтажа устройства неуправляемы.Целью изобретения является рас ширение функциональных возможностей стабилизатора путем обеспечения возможности установки различных уровней стабилиэируемоГо токаЭта цель достигается тем, что имйульсный параметрический стабилизатор постоянного тока, содержащий последовательный ключевой транзистор, выходной сглаживающий фильтр на линейном дросселе и конденсаторе, коммутирующий диод и двухобмоточный ,дроссель насыщения, первичная обмотка которого соединена с обмоткой линейного дросселя, а вторичная обмотка годключена к цепи эмиттерно-базового пе - рехода ключевого транзистора, снабжен тиристором, который своими силовыми681422 где ИВпряжение Отсюда50 Р 1 гф "МС 9ЧВл ВьлЗа это время ток в дросселе 2 нарастает от нулевого значения до величи ны"вл 0 цых.Г) электродами подсоединен параллельнообмотке линейного дросселя согласнос эмиттерно-коллекторным переходомключевого транзистора конденсатором,который одним выводом соединен с катодом тиристора, а вторым выводом че,рез последовательно соединенные резисторы - с анодом укаэанного тиристора, источником управляющего напряжения, минусовый вывод которого черездиод соединен с управляющим электродом тиристора, а плюсовый вывод - с 10точкой сосдинения конденсатора и резистора, и двумя разрядными диодами,первый из которых соединен аноцом скатодом тиристора, а катодом - с плюсовым выводом источника управляющегонапряжения, а второй соединен анодом с катодом первого иэ указанныхдиодов, а катодом - со средней точкой резисторов.На Фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема импульсного параметрического стабилизаторапостоянного тока; на Фиг. 2 а,бдиаграммы токов в дросселе и в нагрузке.Стабилизатор содержит ключевойтранзистор 1, соединенный последовательно со сглаживающим фильтром налинейном дросселе 2 и конденсаторе 3.К входу Фильтра подключен коммутирующий диод 4. Параллельно обмотке ли- ЗОнейного дросселя 2 подключена первичная обмотка 5 дросселя б насыщения,вторичная обмотка 7 которого соединена с эмиттер-базовым переходом ключевого транзистора 1. Транзистор 8 35силовая электродами соединен параллельно с обмоткой дросселя 2 согласно с эмиттер-коллекторным переходомтранзистора 1. Конденсатор 9 черезисточник 10 управляющего напряжения 40и диод 11 соединен с управляющим переходом тиристора 8, а через зарядноразрядную цепь, состоящую из резисторов 12- 13 и диодов 14, 15, подключенк обмотке дросселя 2,Для предотвращения обратных токов в источнике 10 управляющего напряжения параллельно его выводамвключен резистор 1 б,В момент подачи входного напряжения создается некоторое напряжениена обмотках дросселей 2 и б за счеттоков утечки ключевого транзистора 1,Транзистор 1 плавнообраэно открывается напряжением на обмотке 7дросселя б. ЭДС самоиндукции дросселей 2 и б прикладывается к конденсатору 9 через эарядно-разрядную цепь,ТокДАпротек ающий через обмоткудросселя 2, линейно возрастает. Одновременно заряжается конденсатор 9 б 0через реэисторы 12, 13, В момент, когда напряжение на конденсатор 9 превышает величину напряжения источника.10, конденсатор 9 подключается к управляющему переходу тиристора 8 через б 5источник 10 и диод 11, защищающий управляемый переход от обратны.": напряжений. Через управляющий переход тиристора протекает ток разряда конден -сатора, тиристор 8 открывается и шунтирует обмотку дросселя 2, Ток дросселя 1 лл уменьшается, в связи с чемполярность ЭДС самоиндукции дросселя2 и напряжения на обмотке 5 дросселяб изменяется на противоположное, Изменение полярности приводит к выключению тиристора 8. Транзистор 1 закрывается напряжением на обмотке 7, акоммутирующий диод 4 открывается.Ток 1 А линейно уменьшается. Конденсатор 9 разряжается напряжением наобмотке дросселя 2 через резистор12 и диод 14, Шунтирование резистора13 диодом 14 обеспечивает уменьшение времени Разряда по сравнению свременем заряда, что необхоцимо цляготовности схемы к очередному циклу,Конденсатор разряжается и:ак гич". в .скидо нулевого значения напр;,;.;-.:.:.:-. эасчет параллельного включен.:. диода15, В это же время сердечник дро:селя перемагничивается в направлениии"хоцного насыщенного состояния, Втот момент времени, когда ток дросселя 2 уменьшается до нулевого значения, полярность напряжения на егообмотке изменяется на обратное, транзистор 1 открывается, и цикл работыустройства повторяется,Амплитудное значение тока в дросселе 2 и среднее значение тока нагрузки определяется длительностьюзамкнутого состояния транзистор 1,Длительность 1 З замкнутого состояниятранзистора 1 соответствует временизаряда конденсатора 9 до напряженияисточника управляющего напряженияи может быть получена из приближенного соотношения О -ЦВЛ ВШЛОдф . 3 с)Б - входное и выходное наВЫхстабилизатора;г - величина сопротивлений13резисторов 1213; С - емкость конденсатора 9,9("в-) ("КА ь Ь а ма гнитная индукция в с ердеч няк едросселя б получает приращение681422 10 Вф 1 ггфЪС,О,ньх вых дл 1 э 1 я зср 2 2,20 Формула изобретения где Б иЮ - площадь поперечного сечения сердечника и количество нитков н обмотке 5 д.росселя,Разомкнутое состояние транзистора соответствует времени уменьшения Ы,д до нулевого значения и времени перемагничинания сердечника дросселя 6 в противоположном направлении на ту же величину ЬВ напряжением, рав"ныхСледовательно, разомкнутое состояние транзистора характеризуется длительностью,среднее значение тока в нагрузке в некотором диапазоне напряжений источника управляющего напряжения независит от параметров обмотки и сердечника дросселя насыщения и при 25не обх одимости може т быт ь подстроеновручную или автоматически изменениемнапряжения Бу. В частных случаях,когда настройка производится единовременно при изготовлении стабилизатора и не подвергается автоматическому изменению в процессе функционирования стабилизатора, н качестве источника управляющего напряжения может быть использован источник опорного напряжения, н простейшем случае - стабилитрон.Следовательно, уровень стабилизированного тока может изменяться н широком диапазоне за счет внешних воздействий без изменения конструктинных параметров дросселей 2 и 6.Верхний уровень тока дросселя 2 1А и 1 р (см, Фиг, 2,а) и наибольшее значение тока в нагрузке 1 ст (см, фиг. 2, б) соответствует той45 длительности замкнутого состояния ключевого транзистора 1, при котором приращение индукции ьВ в сердечнике дросселя 6 достигает своего максимально возможного значения, равного 50 2 Вб.Нижняя граница тока в дросселе Ад и 1 р (смфиг. 2, а) и наименьшее эначейие тока в нагрузке 1 лимитируется максимально допустимой 55 частотой переключений транзистора 1. Устройство может быть выполнено и по схеме с параллельным подключени ем нагрузки и ключевого транзистораСостав устройства и протекающие внем физические процессы аналогичнывышеописанным. Таким образом, отличительные признаки изобретения позволяют расширить диапазон уровней стабилиэируемого тока.Использование предлагаемого устройства позволяет значительно сократить стоимость разработки стабилизагоров тока, так как обеспечивается возможность создания унифицированных стабилизаторов для определенного диапазона входных и ныходных напряжений. Экономический эффект от использования изобретения возрастает по мере расширения номенклатуры стабилизаторов и размера выпускаемой серии. Импульсный параметрический стабилизатор постоянного тока, содержащий последонательный ключевой транзистор, выходной сглаживающий Фильтр на линейном дросселе и конденсаторе, коммутирующий диод и двухобмоточный дроссеть насьщения, первичная обмотка которого соединена с обмоткой линейного дросселя, а вторичная обмотка подключена к цепи эйиттерно-базового перехода ключевого транзистора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей стабилизатора путем обеспечения возможности установки различных уровней стабилизируемого тока, он снабжен тнристором, который своими силовыми электродами подсоединен параллельно Обмотке линейного дросселя согласно с эмиттерно-коллекторным переходом ключевого транзистора, конденсатором, который одним выводом соединен с катодом тиристора, а вторым выводом через последовательно соединенные резисторы - с анодом указанного тиристора, источником управляющего напряжения, минусовый вывод которого через диод соединен с управляющим электродом тиристора, а плюсовой вывод - с точкой соединения конденсатора и реэистсра, и днумя разрядными диодами, первый иэ которых соединен анодом с катодом тиристора, а катодом с плюсоным выводом источника управ - ляющего напряжения, а второй соединен анодом с катодом первого иэ укаэанных диодов, а катодом - со средней точкой резисторов.681422Составитель Л. МордвинкииаРедактор Т. Зубкова Техред С.огай Корректор Е. Лукач Закав 5085/44 Тираж 1015 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам иэобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, гУжгород, ул, Проектная, 4