SU1288665A1 - Стабилизатор посто нного тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вторичным источникам питани  радиоаппаратуры . Целью изобретени   вл етс  повышение точности стабилизатора посто нного тока за счет уменьшени  отклонени  действующего значени  выходного тока стабилизатора от заданного. На магнитопровод 6 действуют две насыщающие силы (НС) посто нного тока и две НС переменного тока. В результате индукци  в этом магнитопроводе в течений части периода будет превьшать индукцию нacьш eни . Причем длительность каждого такого интервала зависит от амплитуды тока, подводимого к дополнительной обмотке 8 от усилител  22. При по влении разбаланса магнитопровод 6 подмагничиваетс  полем посто нного тока. Симметри  импульсов напр жени  на резисторе 13 нарушаетс  и приводит к по влению разбаланса напр жений на выходах детекторов.19 и 20. Разница напр жений с усилител  21 поступает на вход регулирующего элемента 1. 2 ил. (Л ьэ 00 00 О) О5 ел

Description

Изобретение относитс  к электро- технике, в частности к стабилизированным источникам тока.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности стабилизатора за счет уменьшени  отклонени  действительного значени  выходного тока стабилизатора от задаваемого значени .

На фиг. 1 представлена блок-схема стабилизатора тока; на фиг. 2 - ста- тические характеристики магнитомоду- л ционных узлов известного и предлагаемого стабилизаторов и силового регул тора .

Стабилизатор тока (фиг. 1) содер- жит силовой регул тор 1, источник 2 опорного тока, нагрузку 3 и датчик 4 тока, который имеет магнитомодул - ционный узел, включающий магнитный экран 5, внутри которого помещен. рабочий магнитопровод 6 с обмоткой 7 возбуждени  и дополнительной обмоткой 8, поверх магнитного экрана 5 размещены компенсационна  9 и первична  10 обмотки. Генератор 11 воз- буждени  выполнен в виде транзисторного инвертора напр жени , к выходу которого подключены последовательно соединенные конденсатор 12, резистор 13 и обмотка 7 возбуждени . Парал- лельно конденсатору 12 подключен дополнительный резистор 14.

Трехобмоточный трансформатор 15 имеет первичную обмотку 16, подключенную к резистору 13, а также пер- вую 17 и вторую 18 вторичные обмотки которые соединены последовательно согласно. К обмотке 17 подключен вход первого однополупериодного пикового детектора 19, а к обмотке 18- вход второго однополупериодного пикового детектора 20. Выходы детекторов 19 и 20 подключены к входам дифференциального усилител  21 посто нного тока, его выход подключен к управл ющему входу силового регул тора 1 .

Дополнительна  обмотка 8 подключена к выходу усилител  22 переменного тока, вход которого подключен к выхо ду делител  23 частоты, а вход последнего подключен к выходу генератора 11 возбуждени . Компенсационна  обмотка 9 подключена к источнику опорного тока через дроссель 24. Первична  обмотка 10 через нагрузку 3 соединена с выходом силового регул тора 1 .

Крива  q (фиг. 2) представл ет собой начальный участок статической характеристики датчика тока предложенного стабилизатора, а крива  Ь - начальный участок статической характеристики датчика тока известного стабилизатора, а пр ма  с-нормированна , статическа  характеристика силового регул тора 1.

Стабилизатор работает следующим образом.

На магнитный экран 5 и рабочий магнитопровод 6 действуют две насыщающие силы (Н.С.) посто нного тока (,„ W|, где 1д - ток опорного источника тока; U - число витков компенсационной обмотки и направленна  ей навстречу И.С., loW, где I - действительное значение выходного тока; W, - число витков первичной обмотки. Кроме того, на рабочий магнитопровод 6 действует еще две Н.С. переменного тока: Н.С. частоты F , создаваема  обмо ткой 7 возбуждени , и Н.С. частоты , создаваема  дополнительной обмоткой 8 (делителем 23 частоты обеспечиваетс  примерно дес тикратное понижение,частоты возбуждени  (п 5 10), применение делител  частоты дл  формировани  подаваемого в обмотку 8 тока обеспечивает стационарные фазовые соотношени  комбинационных частот на выходах пиковых детекторов 19 и 20, что исключает возможность возникновени  биений низкой частоты.

Амплитуда напр жени  возбуждени  подводимого от генератора 11 возбуждени  к обмотке 7 возбуждени , выбираетс  из услови , обеспечивающего примерное равенство амплитуды индукции в рабочем магнитопроводе 6 индукции насыщени . При одновременном воздействии на рабочий магнитопровод 6 обеих Н.С. переменного тока (при Н.С. посто нного тока равных нулю) индукци  в этом магнитопроводе в течение некоторой части периода Н.С. частоты превышает индукцию насыщени , причем длительность каждого такого интервала зависит от амплитуды тока, подводимого к дополнительной обмотке 8 от усилител  22 переменного тока. Б этом случае в цепи обмотки 7 возбуждени  протекает ток в виде двухпол рных импульсов частоты возбуждени  F, модулированных по амплитуде с частотой .

При отсутствии посто нного под- магничивани  магнитопровода 6 импульсы тока одной пол рности (вследствие симметрии кривой намагничивани ) в точности повтор ют импульсы тока другой пол рности (по амплитуде и форме). При наличии посто нного под- магничивани  эта симметри  нарушаетс  . Этим же свойством обладают и импульсы напр жени  на резисторе 13.

Напр жение с резистора 13 через трансформатор 15 подводитс  к одно- полупериодным пиковым детекторам 19 и 20. Посто нные напр жени  на выходах детекторов 19 и 20 имеют одина ковую пол рность, при этом благодар  указанному включению обмоток 17 и 18 каждый из детекторов 19 и 20 детектирует свою полуволну тока возбуждени , например, детектор 19 - положи- тельную, а детектор 20 - отрицательную .

Дл  режима - 0 напр жени  на выходах детекторов 19 и 20 равны по величине, следовательно, их разность, вьщел ема  дифференциальным усилителем 2-1, равна нулю.

При по влении разбаланса ампервитков IgW, и IJ, (1„Л - з. дМ 7 0) магнитопровод 6 подмагни- чиваетс  полем посто нного тока, при этом симметри  импульсов напр жени  на резисторе 13 нарушаетс , что приводит к по влению разбаланса напр жений на выходах детекторов 19 и 20. Напр жение U, с выхода усилител  21, пропорциональное указанному разбалансу , поступает на управл ющий вход силового регул тора 1. Величина и знак Ug завис т соответствен- но от величины и знака разбаланса ампервитков дШ. Предложенное техническое решение характеризуетс  зависимостью и f(&IW), котора  не имеет зоны нечувствительности (кри- ва  I). Это достигаетс  благодар  подаче тока частоты F /п (медленно мен ющегос  тока) в дополнительную обмотку 8 от усилител  22 переменного тока. Под действием напр жени  U:,, ток Та измен етс  до тех пор, пока не достигнет своего установившегос  значени . Установившийс  режим характеризуетс  точкой пересечени  статической характеристики дат- чика тока со статической характеристикой силового регул тора (точки А и В соответственно дл  предложенного и известного стабилизаторов.

Отклонение действительного значени  тока стабилизатора от задаваемого равно 4l,W/Wj (дл  предложенного стабилизатора). Аналогично, указанное отклонение дл  известного стабилизатора равно , Предложенный стабилизатор характеризуетс  более высокой точностью воспроизведни  задаваемого значени  тока.

Пр моугольное напр жение возбуждени  с выхода генератора 11 возбуждени  поступает к обмотке 7 возбуждени  через параллельно соединенные конденсатор 12 и дополнительньй резистор 14. При отсутствии разбаланса ампервитков или при незначительном их разбалансе (пор дка единиц ампер- витков) индуктивность обмотки 7 возбуждени  велика и элементы 12 и 14 практически не.оказьшают вли ни  на работу устройства..

Дл  надежной работы стабилизатора во всем диапазоне стабилизируемых токов необходимо обеспечить выполнение услови 

-Ьма.кс b и меле «

где W - число витков обмотки 7 возбуждени ,

b МСХКС ,5

нмйкс соответственно масималь- ные значени  тока возбуждени  и тока нагрузки стабилизатора.

Включение конденсатора 12 в цепь тока возбуждени  позвол ет увеличить амплитуду тока возбуждени  I мсхкс без увеличени  амплитуды выходного напр жени  генератора 11 ( за счет сложени  выходного напр жени  генератора 11 и напр жени  на конденсаторе 12; при большом разбалансе U.IW; конденсатор зар жаетс  до амплитудного значени  выходного напр жени  генератора 11i сложение упом нутых напр жений наиболее эффективно происходит при использовании в качестве генератора возбуждени  именно транзисторного инвертора напр жени , так как вследствие ключевого характера работы инвертора конденсатор 12 после зар да отсекаетс  от остальной схемы и в паузе между импульсами тока возбуждени  не разр жаетс  на низкоомные параллельные цепи).

Кроме того, с помощью конденсатора 12 обостр ютс  импульсы тока возбуждени , что позвол ет существенно уменьшить действующее значение тока возбуждени  при сохранении требуемого амплитудного значени  этого тока.

С помощью резистора 14 обеспечиваетс  подавление колебательных про- цессов, возникающих в цепи возбуждени  при переходных режимах.

Магнитньй экран 5 в значительной степени увеличивает индуктивность Компенсационной обмотки 9, что позвол ет получить требуемую разв зку цепей опорного тока (обмотка 9, блок 2) и цепей переменного тока (обмотки 7 и 8 и блоки 11 и 22) при относительно малой индуктивности внешнего дроссел  24. Кроме того, магнитный экран 5 ослабл ет вли ние внешних магнитных полей на рабочий магнитопровод 6..

Трансформатор  вл етс  повышающим с коэффициентом трансформации пор дка 10-20. С помощью трансформадифференциального усилител , и магни томодул ционного узла, включающего рабочий магнитопровод и магнитный экран, внутри которого помещен рабочий магнитопровод с намотанной на нем обмоткой возбуждени , а обмотки, компенсационна  и первична , намотаны поверх магнитного экрана, при это первична  обмотка подключена к входным зажимам датчика тока, генератор возбуждени  выполнен -в виде транзисторного инвертора напр жени , первый выходной зажим которого соединен с одной обкладкой конденсатора, и два резистора, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  точности за счет уменьщени  отклонени  действительного значени  выходного тока стабилизатора от задаваемого значени , в него введены делитель частоты усилитель переменного тока, трехоб- моточный трансформатор и дроссель, а магнитомодул ционный узел снабжен дополнительной обмоткой, намота.нной

30

тора достигаетс  требуема  фазировка 25 да рабочий магнитопровод, указанна  сигналов, подаваемых на входы детекторов , обеспечиваетс  гальваническа  разв зка цепи возбуждени  магнитомо- дул ционного узла и входной цепи силового регул тора 1, а также увеличиваетс  уровень (на пор док по напр жению) сигнала рассогласовани , что позвол ет ослабить вли ние дрейфа нул  дифференциального усилител  и повысить, таким образом, точность стабилизатора.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   обмотка подключена к выходу усилител переменного тока, вход которого подключен к выходу делител  частоты, вход последнего подключен к выходу генератора возбуждени , источник опо ного тока через дроссель подключен к компенсационной обмотке, выход диф ференциального усилител  посто нного тока подключен к управл ющему входу

   35 силового регул тора, первична  обмот ка трехобмоточного трансформатора подключена параллельно первому резис тору , включенному между другой обкладкой конденсатора и одним выводом

   Стабилизатор посто нного тока, содержащий источник опорного тока, датчик тока и силовой регул тор,сое- дине нньй с клеммами дл  подключени  нагрузки через датчик тока, который вьтолнен на базе генератора возбуждени , дифференциального усилител  посто нного тока, двух однополупери- одных пиковых детекторов, выходы которых подключены к входам указанного

   дифференциального усилител , и магни томодул ционного узла, включающего рабочий магнитопровод и магнитный экран, внутри которого помещен рабочий магнитопровод с намотанной на нем обмоткой возбуждени , а обмотки, компенсационна  и первична , намотаны поверх магнитного экрана, при это первична  обмотка подключена к вход- ным зажимам датчика тока, генератор возбуждени  выполнен -в виде транзисторного инвертора напр жени , первый выходной зажим которого соединен с одной обкладкой конденсатора, и два резистора, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  точности за счет уменьщени  отклонени  действительного значени  выходного тока стабилизатора от задаваемого значени , в него введены делитель частоты усилитель переменного тока, трехоб- моточный трансформатор и дроссель, а магнитомодул ционный узел снабжен дополнительной обмоткой, намота.нной

   да рабочий магнитопровод, указанна 

   да рабочий магнитопровод, указанна 

   обмотка подключена к выходу усилител  переменного тока, вход которого подключен к выходу делител  частоты, вход последнего подключен к выходу генератора возбуждени , источник опорного тока через дроссель подключен к компенсационной обмотке, выход дифференциального усилител  посто нного тока подключен к управл ющему входу

   силового регул тора, первична  обмотка трехобмоточного трансформатора подключена параллельно первому резистору , включенному между другой обкладкой конденсатора и одним выводом

   обмотки возбуждени , другой вывод которой соединен с вторым выходным зажимом генератора возбуждени , второй pesHCTQp подключен параллельно конденсатору, а соединенные согласно

   последовательно перва  и втора  вторичные обмотки трехобмоточного трансформатора подключены соответственно к входам первого и второго однополу- периодных пиковых детекторов.

   Редактор О.Головач

   Заказ 7807/46Тираж 885 Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4

   Составитель С.Чернышева Техред Н.Глущенко Корректор А.Обручар