Устройство для стабилизации переменного тока

 

Использование: изобретение относится к электротехнике, а именно - к стабилизаторам переменного тока источников питания устройств радиотехники, автоматики и вычислительной техники. Сущность изобретения: предлагаемое устройство позволяет упростить схему стабилизатора за счет исключения гальванически развязанного источника управляющего напряжения, модулируемого импульсами выпрямленного напряжения, при сохранении формы и высокой стабильности величины стабилизируемого переменного тока. Для решения этой задачи в устройство, содержащее мостовой диодный выпрямитель 6, соединенный последовательно с токовой нагрузкой и источником питания, а также регулирующий транзистор 16, усилительный транзистор 14 и резистор 13, введены полевой транзистор 10, резисторы 9, 12,15, диод 8, конденсатор 7 и стабилитрон 11. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

"9 ГГВгр (21) 4863882/07 (22) 31.08.90 (46) 07,10.92. Бюл, ¹ 37 (71) Производственное объединение "Монолит" (72) B.Ê.Ñåìåíîâñêèé (56) Авторское свидетельство СССР

N 1312547, кл. 6 05 F 1/12, 1989.

- Авторское свидетельство СССР

¹ 498611, кл. G 05 F 1/44, 1973. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ

ПЕPЕМЕННОГО ТОКА (57) Использование: изобретение относится к электротехнике, а именно — к стабилизаторам переменного тока источников питания устройств радиотехники, автоматики и вы(s1)s Н 02 M 5/257, G 05 F 1/44 числительной техники, Сущность изобретения; предлагаемое устройство позволяет упростить схему стабилизатора за счет исключения гальванически развязанного источника управляющего напряжения, модулируемого импульсами выпрямленного напряжения, при сохранении формы и высокой стабильности величины стабилизируемого переменного тока, Для решения этой задачи в устройство, содержащее мостовой диодный выпрямитель 6, соединенный последовательно с токовой нагрузкой и источником питания, а также регулирующий транзистор 16, усилительный транзистор 14 и резистор 13, введены полевой транзистор

10, резисторы 9, 12, 15, диод 8, конденсатор

7 и стабилитрон 11, 3 ил.

1767652

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах автоматики и различной радоиоаппаратуре, например, в качестве источника эталонного перемен ного тока. 5

Известны устройства для стабилизации переменного тока, например — по авт,св. М 1312547, кл, G 05 F 1/12; авт.св.

N 498611, кл. G 05 F 1/44; пат, США

% 4359680, кл. G 05 F 1/56; Щербаков B.È„10

Грездов Г.И, Злектронные схемы на операционных усилителях, Сйравочник, Киев, "Техника", 1983, с,41 и др.

Однако указанные устройства весьма сложны, многие требуют использования 15 синхронизирующего синусоидального напряжения, узлов вольтодобавки, трансформаторов, или искажают форму стабилизируемого тока (или могут стабилизировать только постоянный ток). 20

Наиболее близко к предлагаемому устройство по авт.св, N 498611, кл. 6 05 F 1/44, содержащее мостовой выпрямитель, соединенный последовательно с токовой нагрузкой, к диагонали выпрямленного тока 25 которого подключены эммиттер и коллектор регулирующего транзистора, и источник управляющего напряжения, подключенный между базой регулирующего транзистора и эмиттером дополнительного транзистора, 30 введенного с целью упрощения схемы.

Однако такое устройство требует изолированного источника управляющего напряжения, тем более, что управляющее напряжение должно модулироваться им- 35 пульсами выпрямленного напряжения, что затрудняет реализацию данного устройства.

Цель изобретения — упрощение устройства при сохранении формы и высокой ста- 40 бильности величины стабилизируемого

-переменного тока. Предлагаемое устройстso позволяет стабилизировать выходной переменный ток, не требуя вспомогательного источникауправляющего напряжения, галь- 45 ванически не связанного с источником стабилизируемого тока, а также без введения управляемых дросселей и прочих элементов, существенно усложняющих реализацию стабилизатора тока. 50

С этой целью в устройство, содержащее соединенные последовательно и формирующие силовую замкнутую цепь выводы для подключения источника питания, выводы для подключения нагрузки и выводы пере- 55 мен ного тока мостового диодного выпрямителя, кроме того, регулирующий транзистор, силовая цепь которого включена параллельно выводам постоянного тока мостового диодного выпрямителя, усилительный транзистор и резистор, соединенный с базой усилительного транзистора, дополнительно введены резистивный датчик тока, конденсатор, полевой транзистор,.второй, третий и четвертый резисторы, диод, стабилитрон, регулируемый резистор. При этом коллектор регулирующего транзистора соединен с положительным выводом мостового диодного выпрямителя, база регулирующего транзистора через второй резистор соединена с отрицательным выводом мостового диодного выпрямителя, резистивный датчик тока включен последовательно в силовую замкнутую цепь, При этом один из его выводов соединен с выводом диагонали переменного тока мостового диодного выпрямителя, а другой через последовательно соединенные диод и зашунтированный конденсатором регулируемый резистор соединен с положительным выводом мостового диодного выпрямителя. Регулировочный вывод регулируемого резистора соединен с затвором полевого транзистора, сток которого через третий резистор соединен с отрицательным выводом мостового диодного выпрямителя, а его исток через четвертый резистор — с положительным выводом мостового диодного выпрямителя, Свободный вывод первого резистора соединен со стоком полевого транзистора, эмиттер усилительного транзистора — с истоком полевого транзистора и через переход анод-катод стабилитрона — с отрицательным выводом мостового диодного выпрямителя, коллектор усилительного тоанзистора соединен с базой регулирующего транзистора.

По критерию "существенные отличия" следует отметить, что технические решения, содержащие признаки, сходные с предлагаемыми,не обнаружены.

На фиг,1 показана электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — его эквивалентная схема; на фиг.3 — циклограмма работы устройства, Устройство для стабилизации переменного тока содержит выводы 1, 2 для подключения источника питания, выводы 2, 3 для подключения нагрузки, выводы 3, 4 переменного тока мостового диодного выпрямителя, резистивный датчик 5 тока, мостовой диодный выпрямитель 6, конденсатор 7, диод 8, регулируемый резистор 9, полевой транзистор 10, стабилитрон 11, третий резистор 12, первый резистор 13, усилительный транзистор 14, четвертый резистор 15, регулирующий транзистор 16, второй резистор

17.

Схема устройства на фиг.2,эквивалентная схеме на фиг.1, содер>кит источник выпрямленного двухполупериодного

1767652

55. напряжения (что фактически не влияет на условия работы элементов эквивалентной схемы), полезную токовую нагрузку Вн! (включенную последовательно в силовую цепь), управляемый резистор R ace обратной связи (включающий в,себя элементы

7 — 15 устройства на фиг,1), резистивный датчик 5 тока, включенный в силовую цепь последовательно с источником 0 х, нагрузкой

Вн! и регулирующим транзистором 16, и резистор 17 в цепи базы регулирующего транзистора.

Для обеспечения эффективной работы схемы коэффициент усиления по току Ь э транзистора 16 (особенно при токах порядка нескольких ампер) должен бытьдостаточно велик (ha

Ь э(ы) — входное сопротивление транзистора 16, ток выражается через величину входного напряжения U>y, устройства и параметры элементов схемы фиг.2 (сопротивлением токовой нагрузки Вн! или пренебрегаем, или обьединяем его с R5 следующим образом: R5 = R5+ Вн!):

Отсюда видно, что нестабильность тока !, например, за счет нестабильности величины U><, можно компенсировать соответствующим изменением величины Rotc, gnp

° Устройство на фиг.1 (эквивалентная схема — фиг.2) работает следующим образом.

Конденсатор 7 заряжается через диод 8 до амплитудного значения полусинусоиды фиг.3,а, получаемой в результате выпрямления входного напряжения U y, (фиг.3,а) диодным мостом 6 (напряжение Uc7 на конденсаторе 7 показано на графике фиг,3,в) и снимаемой с резистивного датчика 5 тока. При этом напряжение U =U>s = 0,7 В, полевой транзистор 10 работает как управляемый

35 резистор (см, книгу Щербакова В.И, и Грездова Г.И. Электронные схемы с операционными усилителями, c,41), сопротивление которого зависит от напряжения на затворе

U», Исходное значение напряжения затвор-исток U» полевого транзистора 10 устанавливается при нормальных значениях напряжения U x источника и нагрузки Вн! движком резистора 9.

Увеличение (или уменьшение) тока I, например, вследствие изменения величины

U>< (фиг.3,а), приводит к некоторому увеличению (уменьшению) тока (фиг.3,б) в силовой цепи: резистивный датчик 5 тока — мост

6 — нагрузка Янь что вызывает повышение (понижение) выпрямленного диодом 8 напряжения Un на конденсаторе 7 пропорционально среднему значению тока

Увеличение (уменьшение) напряжения Ug7 вызывает сдвиг рабочей точки на характеристике !с (U») (где Ic — ток стока транзистора

10) в сторону уменьшения (увеличения) Ic, а так как транзистор 10 работает в режиме управляемого сопротивления, то напряжение на его выходе уменьшается (увеличивается), Поскольку напряжение сток-исток

U<>(1o) почти равно входному напряжению

U3Q транзистора 14, уменьшается (увеличивается) ток базы транзистора 16. Следовательно, увеличение (уменьшение) тока через резистивный датчик 5 тока вызывает уменьшение (увеличение) коллекторного тока через регулирующий транзистор 16, в результате чего ток I возвращается к исходной величине. Назначение стабилитрона 11 фиксация исходного напряжения смещения транзисторов 10 и 14, Формула изобретения

Устройство для стабилизации переменного тока, содержащее соединенные последовательно и формирующие силовую замкнутую цепь выводы для подключения источника питания, выводы для подключения нагрузки и выводы переменного тока мостового диодного выпрямителя, кроме того, регулирующий транзистор, силовая цепь которого включена параллельно выводам постоянного тока мостового диодного выпрямителя, усилительный транзистор и первый резистор, соединенный с базой усилительного транзистора, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью упрощения, в него введены резистивный датчик тока, конденсатор, полевой транзистор, второй, третий и четвертый резисторы, диод, стабилитрон и регулируемый резистор, при этом коллектор регулирующего транзистора соединен с положительным выводом мостового диодного выпрямителя, база регулирующего транзи1767652 уя Рн у

Ри5

Составитель В,Семеновский

Техред М,Моргентал Корректор П.Гереши

Редактор 5,Федотов

Заказ 3556 Тираж 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

Г ." стора через второй резистор соединена с отрицательным выводом мостового диодного выпрямителя, резистивный датчик тока включен последовательно в силовую замкнутую цепь, при этом один из его выводов 5 соединен с вь водом диагонали переменносо тока мостовог0 диодного выпрямителя, а другой его вывод через последовательно соединенные диод и эашунтированный конденсатором регулируемый резистор 10 соединен с положительным выводом мостового диодного выпрямителя, регулировочный.вывод регулируемого резистора соединен с затвором полевого транзистора, сток которого через третий резистор соединен с отрицательным выводом мостового диодного выпрямителя, а его исток через четвертый резистор соединен с положительным выводом мостового диодного выпрямителя, свободный вывод первого резистора соединен со стоком полевого транзистора, эмиттер усилительного транзистора соединен с истоком полевого транзистора и через переход анод — катод стабилитрона соединен с отрицательным выводом мостового диодного выпрямителя, коллектор усилительного транзистора соединен с базой регулирующего транзистора.