Управляемый стабилизатор постоянного напряжения

ОП ИСАНИЕИЗОВРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветснииСоциапистичесниаРеспубпин и 864270(ы)м. Кл,6 05 Г 1/56 Н 02 И 3/155 Ъаударстаеньй комитет СССР пв делам изобретений и вткрцтийОпубликовано 15. 09. 81Бюллетень Рй 34 Дата опубликования описания 17,09,81(54) УПРАВЛЯЕМЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразователям электрической энергии, содержащим управляемые выпрямители и компенсационные стабилизаторы.Известен источник стабилизирован 5 ного постоянного напряжения, в котором для повышения КПД используется . управляемый выпрямитель 11 1. Однако данный источник стабилизи 1 О рованного напряжения выполнен по двухступенчатой схеме стабилизации и обеспечивает высокое значение КПД только при медленных изменениях выход 15 ного напряжения.Известен источник стабилизированного постоянного напряжения, в котором для обеспечения повышенного КПД и быстродействия используется ряд силовых ячеек, каждая из которых содержит переключающие элементы и фазорегулирующие блоки, подключенные одним входом к источнику опорного сигна.а, а другим - к выходному зажиму предыдущей ячейки 121.Однако такой источник не позволяет без ступенек регулировать выходное напряжение управляемого стабилизатора напряжения.Наиболее близким к предлагаемому является управляемый стабилизатор постоянного напряжения, содержащий основной источник, первый зажим которого соединен с первым выходным зажимом стабилизатора через регулирующий транзистор, управляющий вход которого подключен к выходу усилителя постоянного тока, подключенного одним входом к выходным зажимам стабилизатора, а другим - к источнику эталонного напряжения, и ряд силовых ячеек, состоящих из дополнитель" ных источников, транзисторных ключей и диодов 1,3 (.Однако в этом стабилизаторе получение высокого значения КПД затруднено из"за необходимости применять8642 15 35 сравнительно большое числа дополнительных транзисторов и источников питания, входящих в силовые ячейки, а также из-за больших габаритных размеров и массы радиаторов, используемых для охлаждения транзисторов силовых ячеек.Цель изобретения - повышение КПД и улучшение массо-габаритных показателей стабилизатора.Эта цель достигается тем, что в управляемом стабилизаторе постоянного напряжения, содержащем основной источник, первый зажим которого соединен с первым выходным зажимом стабилизатора через регулирующий транзистор, управляющий вход которого подключен к выходу усилителя постоянного тока, подключенного одним входом к выходным зажимам стабилизатора, а другим - к источнику эталонного напряжения, и ряд силовых ячеек, состоящих из дополнительных источников, транзисторных ключей и диодов, в каждую силовую ячейку введен нуль- орган, выход которого подключен ко входу транзисторного ключа, а вход - между выходным зажимом дополнительного источника и первым выходным зажимом стабилизатора, причем в каждой силовой ячейке диоды подключены парал дельно цепи из последовательно соеди ненных дополнительного источника и транзисторного ключа, а силовые ячейки включены последовательно между вторым зажимом основного источника и вторым выходным зажимом стабилизатора.На чертеже представлена схема управляемого стабилизатора.Стабилизатор содержит нуль-органы 40 1-3, диоды 4-6 и транзисторные ключи 7-9 осуществляющие коммутацию источником питания 0-13, напряжение с которых подается через регулирующий транзистор 14 на выходные зажимы 15 и 1 б стабилизатора, к которым подключена нагрузка 17. Выходной зажим 15 одновременно соединен с одним из входов усилителя постоянного тока 18 и с входами нуль-органов 1-3. Второй вход усилителя 18 соединен с источником 19 опорного напряжения, источники питания 11-13, транзисторные ключи 7-9 и нуль-органы )-3 образуют силовые ячейки.управление выходным напряжением стабилизатора производится либо с помощью изменения напряжения источника 7019, либо с помощью редистора, включенного на вход усилителя 18.Плавное изменение выходного напряжения осуществляется регулирующимтранзистором 14, работающим в линейном режиме, а силовые ячейки обеспечивают стабилизацию напряжения натранзисторе 4.Для обеспечения наибольшего числаступеней регулирования с помощью минимального количества силовых ячеекнапряжения на выходе источников 11-13должны подчиняться следующим соотношениям04 -- 201 - - 2 2 О+где 014, 04, 01 - напряжения навыходе источников питания11-13,При минимальном выходном напряжении гименее 0 11) все триггерные устройства 1-3 находятся в исходном положении, соответствующем выключенномусостоянию транзисторных ключей 7-9.По мере возрастания выходного напряжения изменяется сигнал на входахнуль-органов 1-3,Когда выходное напряжение превышает значение 0 , срабатывает нульорган 1 ивключается транзисторныйключ 7; напряжение на входе регулирующего транзистора 14 при этом увеличивается на величину О . Когдавыходное напряжение превышает значение 2 О+1, срабатывает нуль-орган 2и включается транзисторный ключ 8,а нуль-орган 1 и тран исторный ключ7 возвращаются в исходное положение;напряжение на входе регулирующегоэлемента 14 при этом еще увеличива-ется на величину 2 Ои . В дальнейшем, по мере возрастания выходногонапряжения управляемого стабилизатора, ступенчато изменяется напряжение на входе регулирующего транзистора.При уменьшении выходного напряжения переключение дополнительных источников происходит в обратном порядке.Таким образом, весь диапазон изменений напряжения на входе регулирующего элемента имеет ступенчатуюформу. Чем больше ступенек, из которых формируется напряжение на входерегулирующего элемента, тем меньшеперепады напряжения на регулирующемэлементе и, соответственно, вышеКПД стабилизатора.Количество ступенек, из которых формируется напряжение на входе регулирующего транзистора, в зависимости от числа дополнительных ис" точников питания для предлагаемого стабилизатора может быть выражено формулой= 2 - 1дстчпВ известном управляемом стабилизаторе З , количество ступенек совпадает с количеством дополнительных источников питания.Отсюда следует, что при одном и том же количестве дополнительных источников максимальная мощность, рассеиваемая регулирующим транзистором, в предлагаемом стабилизаторе меньше, чем в известном в 2 -.1Н раз, чтойпозволяет существенно повысить его КПД и улучшить массо-габаритные показатели.Формула изобретенияУправляемый стабилизатор постоянного напряжения, содержащий источник, первый зажим которого соединен с первым выходным зажимом стабилизатора через регулирующий транзистор, управляющий вход которого подключен к 64270 6выходу усилителя постоянного тока,подключенного одним входом к выходным зажимам стабилизатора, а другимк источнику эталонного напряжения, иряд силбвых ячеек, состоящих из допол 5нительных источников, транзисторныхключей и диодов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышенииКПД и улучшения массо-габаритных по 10казателей стабилизатора, в каждуюсиловую ячейку введен нуль-орган,выход которого подключен ко входутранзисторного ключа, а вход - между выходным зажимом дополнительного15 источника и первым выходным зажимомстабилизатора, причем в каждой силовой ячейке диоды подключены параллельно цепи из последовательно соединенных дополнительного источника и транзисторного ключа, а силовые ячейки вклю 20чены последовательномежду вторым зажи, мом основного источника и вторым выходфным зажимом стабилизатора,Источники информации,25принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 457982, кл. 6 05 Г 1/56, 25,01.75.2. Авторское свидетельство СССРУ 505102,кл. Н 02 М 7/48, 30.01,71.Э. Авторское свидетельство СССРВ 506838 у кл. 6 05 Г 1/5 б, 15.03.7 б.Цищевск Корректор М. ШарошиПодписное лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 каз 7792/1 Тираж ВНИИПИ Государственног по делам изобретени 113035 Москва, Жфи