Стабилизатор постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве устройства питания радиоэлектронной электрорадиоаппаратуры. Цель изобретения - упрощение и повышение надежности устр-ва. Стабилизатор содержит трансформатор , регулирующий орган, усилитель сигнала рассогласования, делитель напряжения, импульсный модулятор, генератор пилообразного напряжения, синхронизированный с питающей сетью, компаратор, блоки опорного напряжения, выпрямители со сглаживающими фильтрами , блок плавного запуска, диод и две диодно-транзисторые оптопары. Определенное соединение диодов в оптопарах позволяет этим оптопарам выполнять функции ключа, которые надежно и без усложнений схемы могут включать и отключать тиристоры регулирующего органа. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 05 F 1/56

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ. ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ лирующего органа. 1 ил.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4690865/07 (22) 11.05.89 (46) 07.05.91. Бюл. %17 . (71) Научно-производственное объединение

"Автоматика" (72) В.Г.татзринцев (53) 621.316,722.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР М

1159001, кл. 6 05 F 1/56, 1985, Авторское свидетельство СССР М

1347075, кл, G 05 F 1/56, 1987.

Авторское свидетельство СССР М

1267774, кл. G 05 F 1/56, 1986. (54) стАБилизАтоР постоянного нАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве уст ройства питания радиоэлектрон ной

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве устройства для питания радиоэлектронной аппаратуры.

Целью изобретения является упрощение и повышение надежности стабилизатора постоянного напряжения. . На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого стаби. лизатора.

Стабилизатор постоянного напряжения содержит трансформатор 1, регулирующий орган 2, усилитель 3 сигнала рассогласования, делитель 4 напряжения, импульсный модулятор 5, генератор 6 пилообразного напряжения, синхронизированный с питающей сетью, компаратор 7, блок

8 опорного напряжения, дополнительный блок 9 опорного напряжения, первый 10 и второй 11 выпрямители со сглаживающими фильтрами, блок 12 плавного запуска, диод

13 и первую 14 и вторую 15 диодно-транэи„, . Ж „„1647542 А1 электрорадиоаппаратуры, Цель изобретения — упрощение и повышение надежности устр-ва. Стабилизатор содержит трансформатор; регулирующий орган, усилитель сигнала рассогласования, делитель напряжения, импульсный модулятор, генератор пилообразного напряжения, синхрониэированный с йитающей сетью, компаратор. блоки опорного напряжения, выпрямители со сглаживающими фильтрами, блок плавного запуска, диод и две диодно-транзисторые оптопары. Определенное соединение диодов в оптопарах позволяет этим оптопарам выполнять функции ключа, которые надежно и без усложнений схемы могут включать и отключать тиристоры регусторные оптопары. При этом регулирующий орган 2 включен в силовую цепь, к его выходным выводам подключен вход делителя

4 напряжения, сигнальный вход усилителя 3 сигнала рассогласования соединен с выходами делителя 4 напряжения и блока 12 плавного запуска, а опорный вход — с выходом блока 8 опорного напряжения, первый вход импульсного модулятора 5 подключен к выходу усилителя 3 сигнала рассогласования, второй вход — к выходу генератора 6 пилообразного напряжения, выход дополнительного блока 9 опорного напряжения соединен с опорным входом компаратора 7, первый управляющий вход регулирующего органа 2 соединен через транзистор первой диодно-транзисторной оптопары 14 с выходом импульсного модулятора 5, силовой вход которого соединен с положительным выводом первого выпрямителя 10 со сглаживающими фильтрами, отрицательный вывод которого соединен с вторым

1647542 управляющим входом регулирующего органа 2, диоды первой диодно-транзисторной оптопары 1 4 и второй диодно-транзисторной оптопары 15 содинены последовательно и с соблюдением полярности включены между выводом питания компаратора 7 и положительным выводом питания второго выпрямителя 11 со сглаживающими фильтрами, к выводам питания которого также подключены с соблюдением полярности выводы питания усилителя 3 сигнала рассогласования, импульсного модулятора 5, генератора 6 пилообразного напряжения, блоков 8 и 9 опорного напряжения, блока 12 плавного запуска. Транзистор второй диодно-транзисторной оптопары 15 включен между положительным выводом питания второго выпрямителя 11 со сглаживающими фильтрами и управляющим входом компаратора 7, диод I3 подключен анодом к выходу усилителя 3 сигнала рассогласования. а катодом — к управляющему входу компаратора 7, выводы питания по переменному току регулирующего органа 2, генератора 6 пилообразного напряжения, выпрямителей

10 и 11 со сглаживающими фильтрами соединены с соответствующими вторичными обмотками трансформатора 1.

Кроме того, на схеме обозначена нагрузка 16 стабилизатора.

Стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом.

8 установившемся режиме выходное напряжение регулирующего органа 2 делится делителем 4 напряжения и сравнивается с выходным напряжением блока 8 опорного напряжения. Разностный сигнал усиливается усилителем 3 и поступает на импульсный модулятор 5, где сравнивается с напряжением пилообразной формы, вырабатываемым генератором 6. Импульсный модулятор

5 вырабатывает модулированные по ширине импульсы, которые усиливаются по мощности через выпрямитель 10.

При увеличении напряжения на нагрузке 16 длительность импульсов уменьшается, в результате чего выходное напряжение стабилизатора уменьшается. При уменьшении напряжения на нагрузке 16 длительность импульсов увеличивается, в результате чего выходное напряжение стабилизатора увеличивается. Таким образом происходит стабилизация выходного напряжения, При включении стабилизатора с вторичных обмоток трансформатора 1 на регулирующий орган 2, выпрямители 10 и 11 и генератор 6 подаются напряжения. Появление напряжения на нагрузке 16 при отсутствии напряжений на выходах выпрямителей

10 и 11 невозможно.

Поскольку усилитель 3 и блок 12 плавного запуска, выдающий в момент включения

5 сигнал запрета на появление управляющих импульсов, подключены к выпрямителю 11, во Йремя переходного процесса при включении стабилизатора напряжение Оз на выходе усилителя 3 должно измениться от нуля до

10 некоторого положительного значения Оз*, причем Оз* >Ой к, где Ов„,„, — амплитуда пилообразных импульсов на выходе генератора 6. 8 этом случае импульсы на выходе импульсного модулятора 5 должны отсутствовать. Однако напряжение на выходе усилителя 3 изменяется не мгновенно, а с конечной скоростью, Поэтому, когда во время переходного процесса напряжение Оз на выходе усилителя 3 изменяется от 0 до Оз .

20 на выходе импульсного модулятора 5 вырабатываются управляющие импульсы.

Чтобы эти импульсы не поступили на управляющий вход регулирующего органа

2, в цепь управления включен транзистор

25 первой диодно-транзисторной оптопары 14, диод которой включен в цепь питания компаратора 7. Элементы блока 9 опорного напряжения подобраны так, что «омпаратор 7 срабатывает только при условии Оз Оз, 30 где Оз* является порогом срабатывания компаратора 7.

Таким образом, транзистор первой диодно-транзисторной оптопары 14 откроется только после того, как напряжение на выхо35 де усилителя 3 превысит значение Оз*.

Импульсы на выходе импульсного модулятора 5 при этом не вырабатываются.

В момент срабатывания компаратора 7 открывается транзистор второй диодно40 транзисторной оптопары 15. При включении стабилизатора напряжение Оз на выходе усилителя 3 плавно уменьшается, но компаратор 7 в первоначальное состояние не возвращается, так как на управляющий вход

45 компаратора 7 через открытый транзистор второй диодно-транзисторной оптопары 15 подается напряжение питания Е. При дальнейшем уменьшении напряжения Оз импульсный модулятор 5 начинает вырабатывать импульсы управления, дли,тельность которых изменяется пропорционально напряжению на входе усилителя 3.

Напряжение на нагрузке 16 плавно увеличивается.

55 Необходимое время задержки появления выходного напряжения стабилизатора и необходимую крутизну его подъема можно подобрать путем изменения номиналов элементов блока 12 плавного запуска.

1647542

Диод 13 исключает влияние напряжения питания Е на первый вход импульсного модулятора 5, позтому включение компаратора 7 не повлияет на процесс плавного запуска стабилизатора и нв работу стабили- 5 затора в установившемся режиме.

В предлагаемом устройстве аффект "памяти", т,е. срабатывание компаратора 7 и удержание его в этом состоянии в процессе дальиейшней работы стабилизатора, дости- 10 гается за счет более рационального соединения уже имеющихся в известном устройстве диодно-транзисторных оптопэр, что приводит к упрощению известного устройства, где функция "памяти" осуществля- 35 ется с помощью двух транзисторов.

8 реальных разработках для обспечения надежного включения тиристоров требуется идти на схемные усложнения, т.е. ставить по цепям управления тиристоров 20 шунтирующие еМкости для устранения возможности ложного срабатывания тиристоров, для уменьшения потерь в цепь управления устанавливать балластные резисторы, выбор которых обусловлен также 25 и.значительным разбросом параметров тиристоров. Выполнение же функций "ключа" на диодно-транзисторных оптопарвх упро. щает устройство и делает его более надежным. Включение маломощного диода 30 практически не приводит к усложнению схемного решения.

Предлагаемое техническое решение, полностью исключая выбросы выходного напряжения при ввночении стабилизатора 35 и осуществляя его плавный запуск, позволяет по сравнению с известным техническим решением упростить стабилизатор постоянного напряжения и повысить его надежность.

Формула изобретения

Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий включенный в силовую цепь регулирующий орган, к выходным выводам которого подключен вход делителя напряжения, усилитель сигнала рассогласования, сигнальный вход которого соединен с выходами делителя напряжения и блока плавного запуска, а опорный вход — с выходом блока опорного напряжения, импульсный модулятор, один вход которого подключен к выходу усилителя сигнала рассогласования. а другойвход- к выходу генера гора пилообразного напряжения, компарвтср. опорный вход которого соединен с выходом дополнительногоблока опорного напряжения, две диодно-транзисторные оптопары, щм этом диодная часть первой из них соединена с выводом питания, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, диоды первой и второй диодно-транзисторных оптопар соединены последовательно и включены в цепь пи ания компараторв, транзисторная часть первой диодно-транзисторной оптопэры включена между выходом импульсного модулятора и управляющим входом регулирующего органа транзисторная часть второй диодно-транзисторной оптопэры включена между выводом питания и управляющим входом компаратора, подключенным через диод к выходу усилителя сигнала рассогласования.

1647542

Составитель С.Ситко

Редактор Т.Зубкова ТехредМ.Моргентал Корректор Л.Бескид

Заказ 1649 Тираж 476 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101