Стабилизатор постоянного тока

СО)ОЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 9) 2 М 3/335 СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ВИДЕТЕЛЬСТ К АВТОР(57) Изобртехнике, ввторичного нсти-. етения одного тоильного т(7 ни твведе .С-ко н после нтур 18 чески)ении стся до метр изме мен нап ния жение табил хо о, что была з йстве погреш й гарм ник тарское свидетельство СССР0061, кл. Н 02 М 3/335, 1983. Ю 0 Ъ СЛ 2) В.В.Попов,к, В М,Горбаче.Р., Любавский Ю.В,Основы лазерной техское радио, 1972,1265940 ИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКАтение относится к электрочастности к источникамэлектропитания; Цель изобовышение стабильности выа, Для формирования стака в нагрузке в устройстводовательный резонансныйкоторый является парастабилиэатором тока. Приопротивления нагрузки избротность контура 18, т.е.на его выходе. Для улучшености тока нагрузки необбы амплитуда первой гармо-,Жс стабилизирована В данном беспечена среднеквадратиость значения амплитуды ники не более 1 Х. 3 ил.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах стабилизации постоянного тока.Целью изобретения является повышение точности стабилизации выходного тока при изменении входного напряжения.На фиг.1 приведена структурная1 О схема стабилизатора постоянного тока, на фиг.2 и 3 - структурные схемы первого и второго умножителей аналоговых сигналов.Стабилизатор постоянного тока (фиг.1) содержит первый выпрямитель 1 и первый фильтр 2, положительный выход которого соединен с коллектором первого 3, а отрицательный - с эмиттером второго 4 транзисторов усилителя мощности, управляющие переходы ко О торых соединены с выходами первого 5 и ьторого 6 логических элементов И соответственно, при этом первые входы последдддх подкдддОчены к парафазным Выходам счетного триггера 7, счетным входом подключенного к генератору 8 тактовьдх ддмпульсов, их вторые входы объединены и подключены к выходу узла 9 защиты, а третьи объединены и подключены к выходу ЕБ-триггера 10, БЭО вход которого подключен к. выходу генератора 8 тактовых импульсов, а К- вход соединен с выходом третьего логического элемента И 11, первый, второй и третий входы которого соединены З 5 с выходами первого 12, второго 13 и третьего 14 интеграторов соответственно, входы которых соединены с выходами первого 15, второго 16 и третьего 17 сумматоров соответственно, 4 О при этом эмиттер первого 3 и коллектор второго 4 транзисторов усилителя мощности соединены с вторым входом последоьательного резонансного ЬС- контура 18, первый вход которого сое- "5 динен со средней точкой первого фильтра 2,а выход - с входом трансформатора 19, выход которого через второй выпрямитель 20 и второй фильтр 21 соедипен с вьгсодньддди выводами, при этом 5 О эмиттер первого 3 и коллектор второго 4 транзисторов усилителя мощностдд соединены с входом третьего выпрямителя 22, выход которого соединен с входами первого 23 и второго 24 умножителей 55 аналоговых сигналов, при этом выходы первого 23 и второго 24 умножителей аналоговых сигналов соединены с первыми входами второго 16 и третьего 17сумматоров соответственно, вторыевходы которых объединены и соединеныс источником 25 опорного напряженияи первым входом первого сумматора 15,второй вход которого соединен. с выходом третьего выпрямителя 22,Первый умножитель 23 аналоговыхсигналов (фиг,2) содержит первый 26и второй 27 логарифмирующие усилители, входы которых объединены и соединены с входом первого умножителя 23аналоговых сигналов, а выходы соединены с первым и вторым входами соот"ветственно первого суммирующего усилителя 28, выход которого соединен свходом первого антилогарифмирующегоусилителя 29, выход которого соединенс выходом первого умножителя 23 аналоговых сигналов,Второй умножитель 24 аналоговыхсигналов (фиг.3) содержит с третьегопо девятый логарифмирующие усилители30, входы которых объединены и соединены с входом второго умножителя 24аналоговых сигналов, а выходы соединены с первого по седьмой входами соответственно второго суммирующегоусилителя 31, выход которого соединенс входом второго антилогарифмирующегоусилителя 32, выход которого соединен с выходом второго умножителя аналоговых сигналов.Устройство работает следующим образом.Для формирования стабильного токав нагрузке в устройство введен последовательный резонансный ЬС-контур 18,который является параметрическим стабилизатором тока. При измеддении сопротивления нагрузки изменяется добротность ЬС-контура 18, т,е, напряжение на его выходе. Предположим, чтосоддротивление нагрузки уменьшилось,т.е. ЬС-контур 18 нагружен сильнееи потери в нем возросли, а добротность упала. Напряжение на выходеконтура 18 снижается практически востолько же раз, как и сопротивлениенагрузки, Ток нагрузки при этом остается постоянным. Однако, если возрастает амплитуда импульсов на входеЬС-контура 18 при изменении входногонапряжения, ток в нагрузке изменяет-дся. Для улучшения стабильности токанагрузки необходимо, чтобы амплитудапервой гармоники, несущей основнуюэнергию выходного сигнала преобразователя, была стабилизирована, Законизменения амплитуды первой гармоникив зависимости от амплитуды выходныхимпульсов и их длительности можно записать как 5 на в точках= - п где и = 1 2 2 1 Э У то амплитуду первой гармоники можно записать как(2)Для того, чтобы выполнялось условие Ь, = сопзГ 1 закон изменения длительности импульсов можно записать25 как ГЛЬ 1= 2 агсзп -- ,4 цо(3)Площадь импульсов Я = По г можнозаписать при этом ЭО ТЪЯ = 2 Б агсзп --- .о 411 о (4)Выражения (3) и (4) аппроксимируются с точностью 5 Е выражениями 35(6)510 0Выражение (5) обеспечивает среднеквадратичную погрешность значения амплитуды первой гармоники не более 17Устройство (Аиг,1) содержит моду-, лятор, реализующий зависимость (5). 45 .Интегратор 12 реализует функцию ЗЬ /2 По, интегратор 14 " функцию Ъ /100, интегратор 13 - 10 Ь /510,". Постоянные коэффициенты устанавливаются резисторами сумматоров 15-17. 50На входы интеграторов 12-14 через сумматоры 15-17 соответственно поступает сигнал П, с выхода источника 25 опорного напряжения, и на выходах интеграторов появляется линейно нарастающее напряжение. По приходу тактового импульса с генератора 8 тактовых импульсов НЯ-триггер по Я-входу усЫоЬ = --- здпгзп -- (1)"1 - ширина импульсов,10г - середина абсциссы импульсов,Выражение (1) получено при разложении в ряд Фурье последовательностидвуполярных импульсов.Если середина импульсов расположе танавливается в единичное состояние.При этом на одном из выходов счетноготриггера 7 также появляется сигналлогической "1" (предположим, на прямом выходе). Если на выходе узла 9защиты нет запрещающего сигнала, тос выхода логического элемента И 6сигнал логической "1" открывает транзистор 4, На выходе усилителя мощности появляется импульс с амплитудойБо 1 который через выпрямитель 22 поступает на входы умножителей 23 и 24аналоговых сигналов и через сумматор15 на вход интегратора 12. Умножите -ли аналоговых сигналов возводят амплитуду импульса в соответствующуюступень.Процесс умножения рассмотрим напримере перемножения двух сигналов,т.е, на примере умножителя 23,На выходах логарифмирующих усилителей - сигналы, равные лсгариАму отвходного. Суммирующий усилитель складывает эти логариАмы. При этом имеетместо математическая операция 1 А ++ 18 В = Гд(А х В), т,е, на выходеусилителя 28 сигнал равен логарифмупроизведения входных сигналов и поступает на вход антилогариАмирующегоусилителя 29. Таким образом, с выходаумножителя 23 аналоговых сигналов поступает сигнал, равный квадрату входного сигнала, Умножитель 24 аналоговых сигналов работает аналогично стой лишь разницей, что возводит входной сигнал в седьмую степень.С выходом умножителей 23 и 24 сигналы через соответствующие сумматоры17 и 16 поступают на входы соответствующих интеграторов 14 и 13, т.е,по приходу тактового Импульса конденсаторы интеграторов 12-14 начинаютразряжаться, и на выходе интеграторовнапряжение начинает снижаться, Когданапряжение на выходе всех интеграторов достигает нуля, на выходе логиче-ского элемента И 11 появляется сигналлогического "0", который устанавливает ЕЯ-триггер в состояние логического11 110 , Транзистор при этом закрываетсяи эак анчив ае тся формирование выходного импульса . В следующем такте процес с повторяется с той лишь разницей,что теперь открывается транзистор 3 .При увеличении напряжения электроснабжения амплитуды импульсов воэрастают . При этом напряте ние на выходевыпрямителя 22 также з оз растает и ин 1265940теграторы 12-14 быстрее разряжаются,т.е. процесс Формирования импульсовна выходе заканчивается быстрее. Таким образом, амплитуда первой гармоники последовательности импульсовпрактически постоянна. Ф о р м у л а изобретения10Стабилизатор постоянного тока, содержащий первый выпрямитель, вход которого соединен с входными выводами, а выход - с входом первого сглаживаю щего Фильтра, положительный и отрица тельный выводы которого соединены с Коллектором первого и эмиттером второго транзисторов усилителя мощности соответственно, управляющие переходы которых соединены с выходами первого 20 и второго логических элементов И соответственно, первые входы которых подключены к парафазным выходам счетного триггерасчетным входом подключенного к выходу генератора так товых импульсов, вторые входы первого и второго логических элементов И объединены и подключены к выходу узла защиты, а третьи выходы объединены и подключены к выходу ЕЯ-триггера, 30 Б-вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, выход источника опорного напряжения соединен с первым входом первого сумматора, выход которого соединен с входом первого интегратора, выход силового трансформатора через второй выпрямитель и второй сглаживающий Фильтр соединен с выходными выводами, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения стабильности выходного тока, в него введены последовательныйрезонансный ЬС-контур, третий выпрямитель, первый и второй умножителианалоговых сигналов, второй и третийсумматоры, второй и третий интеграторы, третий логический элемент И, приэтом первый вход резонансного ЬС-контура соединен со средней точкой первого сглаживающего фильтра, второйвход соединен с эмиттером первого иколлектором второго транзисторов усилителя мощности и входом третьего выпрямителя, выход резонансного ЬС-контура соединен с входом силового трансформатора, выход третьего выпрямителя соединен с вторым входом первогосумматора и первого и второго умножителей аналоговых сигналов, причем выходы первого и второго умножителейаналоговых сигналов соединены с входами второго и третьего сумматоров,выходы которых соединены с входамивторого и третьего интеграторов соответственно, выходы первого, второгои третьего интеграторов соединены спервым, вторым и третьим входами третьего логического элемента И, выходкоторого соединен с К-входом ВБ-триггера, при этом вторые входы второгои третьего сумматоров объединены исоединены с выходом источника опорного напряжения.1265940 ставитель Е,финогенов Техвеп А,Кравч орре Производственно-полиграфическое предприятие, г. Уигород, ул. тная, 4 дакто О.Ювковепкаяказ 5678/55 Тир НИИПИ Государственн по делам изобретен 3035, Москва, Ж"35,631 Подпикомитета СССРи открытийушская наб., д. 4/5 в С.Яекмаре