Стабилизатор постоянного тока
СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА , содержащий составной регулирующий транзистор п-р-h типа с нагрузкой в цепи коллектора и датчиком тока в цепи эмитттера, измерительно-усилительный узел, выход которого связан с базой регулирующего транзистора, один вход соединен с источником опорного напряжения, а другой вход связан с датчиком тока,источник питания измерительно-усилительного зла,о т л ичающийся тем,что,с целью расширения функциональных возможностей,повышения помехоустойчивости и стабильгСЬ ности работы, в него введены операционный усилитель, два резистора и дв.а диодных оптрона, причем первый оптрон анодом светоизлучателя подключен к выходу измерительно-усилительно-, го узла, а катодом и анодом фотопри-; емника - соответственно к коллектору и базе составного регулирующего транзистора, параллельно датчику тока подключен через первый резистор светоизлучатель второго диодного оптрона, анод фотоприемника которого соединен с инвертирукяцим входом операционного усилителя и через второй резистор с выходом этого же усилителя и с вторым входом измерительно-усилительного узла, а катод фотоприемника - с | катодом светоизлучателя первого ди (Л одного оптрона, с неинвертирующим входом операционного усилителя, с минусовой шиной источника питания измерительно-усилительного узла и источника опорного напряжения. м
(19) (И) СО)03 СОВЕТСНИХ
CRWI
РЕСПУБЛИИ
3151) G 05 F 1/56
I !
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "
И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ!
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
AG ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ (21) 3390812/24-07 (22) 01,02. 82 (46) 23.05. 83. Бюл, )) 19 (72) B.Â.Ñèäîðîâ (53) б21.316.722.1(088 ° 8)
56) 1. Авторское свидетельство СССР
)) 355607, кл. 6 05 F 1/56, 1972.
2, Авторское свидетельство СССР
702361, кл. 6 05 F 1/56с 1979. (54 )(57) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий составной регулирующий транзистор и --р- п типа с нагрузкой в цепи коллектора и датчиком тока в цепи эмитттера, измерительно-усилительный узел, выход которого связан с базой регулирующего транзистора, один вход соединен с источником опорнОго напряжения, а другой вход связан с датчиком тока,источник питания измерительно-усилительного yçëà,о т л ич а ю шийся тем,что,с цельюрасширения функциональных возможностей, повышения помехоустойчивости и стабильности работы, в него введены операционный усилитель, два резистора и два диодных оптрона, причем первый оптрон анодом светоизлучателя подключен к выходу иэмерительно-усилительно-. го узла., а катодом и анодом фотопри-. емника — соответственно к коллектору и базе составного регулирующего транзистора, параллельно датчику тока подключен через первый резистор светоизлучатель второго диодного оптрона, анод фотоприемника которого соединен с инвертирующим входом операционного усилителя и через второй резистор— с выходом этого же усилителя и с вторым входом измерительно-усилительного узла, а катод фотоприемника - с Я катодом светоизлучателя первого диодного оптрона, с неинвертирующим входом операционного усилителя, с минусовой шиной источника питания измерительно-усилительного узла и источника опорного напряжения.
1О194
Изобретение относится к регуляторам постоянного тока.
Известен стабилизатор постоянного тока, содержащий регулирующий элемент на оптроне, светоприемник которого включен последовательно с нагрузкой, а светоизлучатель параллельно датчику тока нагрузки С1 !.
Недостатком известного устройства являются низкие качественные характеристики. !О
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является стабилизатор постоянного тока, содержащий составной регулирующий транзистор и†p- n ти-!5 па с нагрузксй в цеги коллектора и датчиком тока в цепи эмиттера, измерительно-усигительный узел, выход которого связан с базой регулирующего транзистора, один вход соединен с источникс.м опорного напряжения,, а другой вход связан с датчиком тока нагрузки, источник питания измерительно-усилительного узла С2
Недостатком его является отсутст— вие развязки между цепями протекания тока нагрузки (значение которого может достигать больших величин ) и слаботочными цепями усиления и формирования сигнала управления регулирующим транзистором, что сужает область применения стабилизатора, а также снижает помехоустойчивость и приводит к возможности самовозбуждения стабилизатора.
Целью изобретения является расширеЗ5 ние функциональных возможностей, повышение помехоустойчивости и стабильности работы стабилизатора постоянного тока.
Поставленная цель достигается тем 4Q
/ что в стабилизатор .;.остоянного тока, содержащий составной регулирующий транзистор и -р-и тига с нагрузкой в цепи эмиттера, измерительно-усилительный узел, выход которого связан с базой регулирующего транзистора, один вход соединен с выходом источника опорного напряжения, а другой вход связан с датчиком тока, источни.< питания измерительнс-усилительного узла, введены операционный усилитель, два резистора и два диодных сп...рона, причем первый оптрон анодом светоизлучателя подключен к выходу измерительно-усилительного узла, а катодом и анодом фотоприемника — соответст- Ы венно к коллектору и базе составного регулирующего транзистора, параллельно датчику тока подключен через первый резистор светоизлучатель второго диодного оптрона, анод фстспри- 6Q емника которого соединен с инвертирующим входом огерационного усилителя и через второй резистор — с выходом этого же усилителя и с вторым входом измерительнс-усилительного
;зла, а катод фотоприемника второго диодного оптрона соединен с катодом светоизлучателя первого диодного оптрона, с неинвертирующим входом операционного усилителя, с минусовой
:анной источника гитания измерительноусилительного узла и источника опорного напряжения.
На чертеже представлена электрическая принципиальная схема стабилизатора постоянного тока.
Стабилизатор содержит составной регулирующий транзистор 1 и -р-и типа с нагрузкой 2 в цепи коллектора и датчиком тока на резисторе 3 в цепи эмиттера, подключенный к силовому источнику 4 питания, а также измерительно-усилительный узел 5 и источник б питания его. Один из входов усилительного узла 5 соединен с выходом источника опорного напряжения, состоящего из стабилитрона 7 и токозадающего резистора 8 и подключенного к источнику б питания усилительного узла 5. Выход усилительного узла 5 соединен с анодом свето излучателя первого диодного оптрона
9, анод и катод фотоприемника которого подключены соответственно к базе и коллектору составного регулирующего транзистора 1, эмиттер этого транзистора соединен через первый резистор 10 с анодом светоизлучате-,ÿ второго диодного оптрона 11, катод светоизлучателя которого подключен к минусовой шине силового источника 4 питания, катод фотоприемникак катоду светоизлучателя первого диодного огтрона 9, неинвертирующему входу операционного усилителя 12 и минусовой шине источника б питания усилительного узла 5, а анод фотоl.ðèåмника — к неинвертирующему входу операционного усилителя 12 и через зторой резистор 13 — к выходу этого же усилителя и второму входу усилительного узла 5.
Стабилизатор постоянного тока работ ает сгедующим образом.
Ток нагрузки (3„),протекая через резистор 3, частично ответвляется в цепь светоизлучателя второго диодного. оптрона 11. В цепи фотоприемника это:-о опт на устанавалиется фототок, величина которого пропорциональна величине тока светоизлучателя (коэффициент пропорциональности равен коэффициенту передачи по току K второ-!
:;o диодного оптрона 11) . Операционный усилитель 12 преобразует величину тока фотоприемника в напряжение обратной связи U,,величина которого определяется следующим соотношением
1019412
Составитель В.Есин
Редактор C.Ïàòðóøåâà Техред И.Гайду Корректор Г.Решетник
Заказ 3703/42 Тираж 874 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная,4 где Р 3, Й 10, к 13 — сопротивление резисторов 3, 10, 13 соответственно;
ОпР— прямое падение напряжения на светоизлучателе второго диодного оптрона.
Напряжение обратной связи 0 прикладывается к одному из входов усили" 1О тельного узла 5, на другом входе которого действует опорное напряжение (0р„). Усилительный узел 5 усиливает разйость напряжений (О и - Uoc).. Сигнал с его вь:хсда подводится к светоизлучателю первого диодного оптрона 9.
По цепи фотоприемника этого оптрона в базу составного регулирующего транзистора 1 поступает ток, величина которого обеспечивает в цепи нагрузки 2 ток Эн заданной величины.
Если ток Эн через нагрузку 2 по какой-либо причине возрастает, то возрастет и величина тока в цепи
25 светоизлучателя второго диодного оптрона 11. Это приведет к увеличению фототока в цепи фотоприемника этого оптрона, а следовательно, к увеличению напряжения 0р на выходе операционного усилителя 12 и уменьшению разности напряжений (Uр„ -0 }
Напряжение на выходе входного усйлительного узла уменьшается, в результате уменьшится ток через светоизлучатель первого диодного опт- 35 рона. Это приведет к уменьшению тока в цепи базы составного регулирующего транзистора 1, вызывая закрывание этого транзистора и уменьшение тока 3H практически до своего начального 4О (заданного ) з начени я .
Если ток Эн через нагрузку 2 умень шится, то напряжение обратной свяэи Од с выхода операционного усилителя 12 также уменьшится. Разность напряжений (0on -U увеличится, это вызовет увеличение тока базы составного регулирующего транзистора 1, что приведет к открыванию транзистора 1 и увеличению тока Эн опять прак тически до своего начального значения.
Таким образом, осуществляется под держание тока нагрузки на заданном уровне, В приведенной схеме стабилизатора постоянного тока нагрузка может быть включена на любом участке цепи. где протекает стабилиэируемый ток Зн, при этом может быть заземлен любой вывод нагрузки, это не вызовет изме нений метрологических характеристик стабилизатора.
Использование описываемого технического решения по отношению к известному устройству с введением операционного усилителя, двух резисторов и двух диодных оптронов обеспечивает стабилизацию постоянного тока при наличии гальванической развязки силовой цепи управления, что расширяет функциональные возможности устройства, повьпаает его помехоустойчивость и стабильность работы. Устройство может быть использовано для. стабилизации постоянного тока положительной или отрицательной полярности, с заземленной или незаземленной нагрузкой, для стабилизации тока в нагруз-. ке, имеющей импульсный характер.Повышение помехоустойчивости и стабильности работы стабилизатора постоянного тока обусловлено полным разделением цепей протекания тока нагрузки, который может быть значительным по величине, и слаботочных цепей усиления ь формирования сигнала управления регулирующим транзистором.
