Стабилизатор постоянного тока

союз сонетсниксодюлистичесищ спувлин О И 3/33 Г 1/56 ОПИ Е ИЗОБРЕТ ся к электроисточникам ния, и можетчно гиспол втор быть ектропи строиствах статока.является повыше ьзовано остоянно илизаци Ц зобретения ти стабили зменении в ью и ации выходного одного напряже очно ни тока структурнаяг, 2 - диагра На фи схема ус1 приведенаройства; на Фботы.изатор постоярвый выпрямитположительны и его ра Стабил ного ток п и п выход котороильт 1"осудАрстнкннцй номитятПО ИЗОБРЕТЕНЙЯМ И ОТНРЬгтИЯМдРи 1 янт сся 450971/24-074,07.88(71) Специальное конструкторско-технологическое бюро с огтытным производством 11 инского радиотехнического института(54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЛННОГО ТОЕА(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано вустройствах стабилизации постоянноготока. Цель изобретения - повьннениеточности стабилизации выходного тока Изобретение относитехнике, в частности,80155755при изменении входного напряжениядостигается тем, что в стабпппзатордополнительно введены второй последовательгый резонансный 1.С-контур, четвертый выгрямитель второй гильтр иуправляемый ключ, Первый и второйвходы второго последовательного резонансного 1.С-контура ссединены с первым н, вторым входами первого последовательного резонансного контура. Выход второго резонансного 1.С-контурачерез четвертый выпрямитель с ильтром и управляемый ключ соединен стретьим входом сумматора, Такое построение схемы позволяет из последовательности.прямоугольных импульсов ыделить сигнал, пропорциональный нервой гармонике входного сигнала болееточно, чем с помощью трехступенчатойаппроксимации, а также более точноотработать изменение этого сигнапа.2 ил го соединен с коллектором первоготранзистора 3, а отрицательный - сэмиттером второго транзистора 4 усилитепя моцности, управлякнние ьходы которых соединены с выходами первого 5 ивторого 6 логических элементов И соответственно, при этом первые входыпоследних подключены к параАазным выходам счетного триггера 7, счетнымвходом подключенного к генератору 8тактовых импульсов, вторые входы первого 5 и второго 6 логических элементов И обьединены и подключены к выходу узла 9 зациты, а третьи входыпервого 5 и второго 6 логических эле ментов И объединены и подключены к выходу РЛ-триггера 10, Б-вход которого подключен к выходу генератора 8 тактовых импульсов, а Р-вход соединеН с выходом компаратора 11, неинвертирующий вход которого соединен с выхо" дом интегратора 12, вход которого соединен с выходом сумматора 13, при этом эмиттер первого 3 и коллектор второго 4 транзисторов усилителя мощности соединены с первыми входами первого 14 и второго 15 последовательных резонансных ЕС-контуров, вто" рые входы которых соединены со средней точкой первого Фильтра 2, а выход первого последовательного резонансного ЬС-контура 14 соединен с входом трансформатора 16 выход кото. рого через второй выпрямитель 17 и второй Фильтр 13 соединен с выходныщ выводами, при этом эмиттер первого 3 и коллектор второго 4 транзисторов усилителя мощности соединены с входом третьего выпрямителя 19, а вход четвертого выпрямителя 20 соединен с выходом второго последовательного резонансного 1 С-контура 15, причем выход третьего выпрямителя 19 соединен с первым входом сумматора 13, а выход четвертого выпрямителя 20 соединен с третьим Фильтром 21, выход которого соединен с входом управляемого ключа 22, выход которого соединен с вторым входом сумматора 13, управляющий вход управляемого ключа 22 соединен с вы 35 ходом РЛ-триггера 10, а третий вход сумматора 13 соединен с источником 23 опорного напряжения,Устройство работает следующим образом.Дпя Формирования стабильного тока в нагрузке используется последовательный резонансный ЬС-контур. При измененни сопротивления нагрузки изменяет ся добротность ЬС-контура и, соответственно, напряжение на его выходе, при этом отношение Б,/Е я = 1 н остается постоянным. Это условие справедливо в том случае, если напряжение первой гармоники 11 ц на входе последовательного резонансного ЬС-контура будет постоянным. Чем стабильнее амплитуда первой гармоники входного сигнала, теМ выше точность стабилизации выходного тока в нагрузке, Для этого55 в устройство введен дополнительный резонансный ЬС-контур 15, добротность которого составляет несколько сотен единиц, Этот контур выделяет первую гармонику из последовательности прямоугольных импульсов, поступающих с выхода усилителя мощности на еговход. При этом Форма сигнала первой гармоники будет намного точнее, чем Форма, полученная с помощью приближения (как у прототипа, с помощью трехступенча гой аппроксимации), Всякая аппроксимация заведомо вносит определенный процент искажения, что всегда хуже реального сигнала. Выделенная таким образом первая гармоника последовательности прямоугольных им - пульсов с выхода последовательного резонансного 1.С-контура 15 поступает на первый вход сумматора 13 через последовательно соединенные выпрямитель 20, фильтр 21 и управляемый ключ 22Изменение амплитуды первой гармоники приводит к изменению напряжения на выходе Фильтра 21, что ведет к изменению ширины импульсов на выходе усилителя мощности таким образом, чтобы уменьшить изменение амплитуды первой гармоники и возвратить ее в исходное состояние.Основная обратная связь осуществляется с выхода транзисторного усилителя мощности через выпрямитель 19 на второй вход сумматора 13. Поступая на третий вход сумматора 13, постоянное отрицательное напряжение (Фиг.2,а) с выхода источника 23 опорного напря" жения заряжает конденсатор интегратора 12 по пилообразному закону.(фиг,.2,б), Скорость заряда конденсатора, а следовательно, и ширина выходных импульсов зависит от величины напряжения опорного источника 23, С приходом тактового импульса с выхода генератора 8 тактовых импульсов на Б-вход КЯ-триггера 10 его выход устанавливается в состояние логической единицы, при этом на выходе элемента И 5 появ-. ляется напряжение, открывающее транзистор 3 усилителя мощности. При этом на выходе усилителя мощности появляется импульс положительной полярности (фиг, 2,и), который через выпрямитель 19 поступает на первый резистор сумматора 13 и заставляет конденсатор интегратора 12 разряжаться (Фиг.2,б), При достижении напряжением на конденсаторе интегратора нулевого значения срабатывает компаратор 11 (Фиг, 2,е) и переводит КБ-триггер 10 в нулевое состояние. Импульс на выходе элемента5 О 5 20 25 30 35 40 45 50 55 5 155 И 5 прекращается, и транзистор 3 усилителя мощности закрывается (фиг.2,и)В следующем такте счетный триггер 7 разрешает прохождение импульса че" рез элемент ИС, который открывает. транзистор ч усилителя мощности, Импульс с выхода усилителя мощности через выпрямитель 19 поступает на вход сумматора 13 и заставляет конденсатор интегратора разряжаться (фиг. 2,6). При изменении напряжения питания на выходе фильтра 2 изменяется амплитуда импульсов обратной связи на выходе усилителя мощности и соответственно, на выходе выпрямителя 19. Это приводит к изменению времени разряда конденсатора интегратора. Пусть, капример, напряжение на выходе фильтра 2 увеличилось (фиг.2,в, момент ) на величину ДЕ. При этом ток разряда конденсатора увеличивается, а время разряда уменьшается, следовательно, длительность импульса уменьшается. При этом площадь импульса остается неизменной. Таким образом происходит подавление пульсаций напряжения питания усилителя мощности, При этом 1( будет более 10000.Таким образом, пульсации сети на выходе усилителя мощности устраняются, Причем это происходит в том же такте, и ошибка не переносится в следующий такт, Однако стабилизация площади выходных импульсов не обеспечивает стабилизации первой гармоники выходного сигнала. Для стабилизации первой гармоники с высокой степенью точности в устройство введены последовательный резонансный ЬС-контур 15, который имеет высокую добротность (несколько сотен единиц), выпрямитель, фильтр и улравляемьш ключ. На выходе ЬС-контура 15 выделенное напряжение первой гармоники имеет минимальное искажение, составляюцее не более нескольких десятых или сотых процента. Эта величина зависит от добротности контура и его элементов. Напряжение первой гармоники с выхода последовательного резонансного ЬС-контура 15 (фиг.2,ж) поступает на выпрямитель 20, а с него на Фильтр 21, Напряжение с выход;.фильтра 2 (фиг,2,з) поступает на вход управляемого ключа 22. В момент прихода положительного импульса а выхода й-триггера 10 на вход ключа 22 он открывается и положительное напряжение, равное амплитуде первой гариокики, поступает на второй вход сумма" тора 13. Ток, протекающий через второй резистор сумматора 3, суммирустся с током, протекающим через первый резистор сумматора 3, и суммарный ток разряжает конденсатор интегратора 12 до нуля. При увеличении или уменьшении амплитуды первой гармоники на выходе последовательного резонансного ЬС"контура 15 увеличивается или уменьшается напряжение на выходе фильтра 21 и увеличивается или уменьшается время разряда конденсатора интегратора 12, Таким образом обеспечивается стабилизация первой гармоники на выходе усилителя мощности. Величина нестабильности напряжения первой гармоники не лревьппает величины нелинейных искажений, возникаюцих в последовательном резонансном ЬС-контуре 15. Эти искажения могут быть исчезающе малыми, меньше 0,01-0,052 (в устройстве-прототиле невозможно достичь не- стабильности вьппе 1 Е).Формула из обре т енияСтабилизатор постоянного тока, содержащий первый выпрямитель и первый фильтр, положительный выход которого соединен с коллектором первого транзистора усилителя моцности, а отрицательный - с эмиттером второго транзистора усилителя моцнасти, управляющие входы которых соединены с выходами первого и второго логических элементов И соответственно, при этом первые входы последних подключены к парафазным выходам счетного триггера, счетным входом подключенного к генератору тактовых импульсов, вторые входы первого и второго логических элементов И обьецинены и подключены к выходу узла защиты, а третьи объединены и подключены к выходу 1 Б-триггера, Б-вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а К-вход соединен с выходом компаратора, неинвертируюций вход которого соединен с выходом интегратора, вход которого. соединен с выходом сумматора, при этом первый вход первого последовательного резонансного ЬС-контура соединен с эмиттером первого и коллектором второго транзисторов усилителя мощности, а второй вход первого последовательного резонансного ЬС- контура соединен со средней точкой. первого Фильтра, вход которого соединен с выходом первого выпрямителя, а выход упомянутого контура соединен с входом трансформатора, выход которого через второй выпрямитель и второй фильтр соединен с выходными выводами, при этом змиттер первого и коллектор второго транзистора усилителя мощности соединены с входом третьего выпря- О мителя, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к источнику опорного напряжения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьпления стабильности выходного тока при изменении входного напряжения, введены дополнительно второй последовательный резонансный ЬС-контур, четвертый выпрямитель, второй Фильтр и управляемыйключ причем первый и второй входывторого последовательного резонансного ЬС-контура соединены с первыми вторым входами первого последовательного резонансного ЬС-контура, авыход второго последовательного резонансного ЬС-контура соединен свходом четвертого выпрямителя, выходкоторого соединен с входом второгофильтра, выход которого соединен свходом управляемого ключа, выход которого соединен с третьим входом сумматора, а управляющий вход с выходомЕБ-триггера.1557551 Составитель С.ЧерньппеваРедактор Л,Веселовская Техред М,Дидик Корректор С.Че аз 717 ираж б Подписно ГЕНТ СССР Производственно-издательский комбинат "Патент