Стабилизатор тока

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 1748369

Союз Советск ик

Социалистическик

Республик (6l ) Дополнительное н авт. свид-ву— (22}Заявлено 20.03.78 (21) 2592778/24-07 с присоединением заявки № (2 3) Приоритет

Опубликовано 15.07.80, Бюллетень ¹ 26 (51) М. Кл.

G 05 F 1/10

Гооудоротееиный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК621.316. . 7 22. 1 (088. 8) Дата опубликования описания 15.07.80 (72) Автор изобретения

А. М. Кувшинов (71). Заявитель (54) СТАБИЛИЗАТОР ТОКА

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено для питания светодиодов, светодиодных матриц; полупроводниковых и газовых лазеров, в системах зажигания карбюраторных двигателей внутреннего сгорания, а также в це5 пях управления электромагнитными механизмами.

Известно устройство содержащее репей-. ный элемент, прерыватель и дроссель, который ограничивает скорость нарастания тока и поддерживает ток в цепи при разомкнутом прерывателе. При стабилизации тока в нагрузке требуется преобразователь тока в цепи в напряжение, так как боль15 шинство пороговых элементов управляется напряжением. В качестве релейного элемента обычно используется транзиеторный (операционный) усилитель с использовани- ем стабипитрона в качестве .задатчика порога (11.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является уст ройство, содержащее прерыватель, один

2 вывод которого подключен к первой входной клемме, другой вывод соединен с одной из клемм для подключения нагрузки через дроссель и с одним из электродов диода непосредственно, управляющий электрод прерывателя, подключен к выходу блока импульсного управления, вход которого соединен с выходом узла управления, входом подключенного к измерительному резистору, включенному между другой клеммой для подключения нагрузки и второй входной клеммой (2).

Недостатком этого устройства является низкий KI1jL

Бель изобретения — повышение КПД устройства. .Поставленная цель достигается тем, :что в известном стабилизаторе тока узел

I управления вы(полнея на транзисторе, туннельном диоде и катушке индуктивности, причем коллектор транзистора подключен к выходу узла управления, база - к аноду туннельного диода непосредственно, а через катушку.индуктивностн = ко входу уд10

20

30

40

3 7483 ла управления, эмиттер и катод туннель ного диода соединен со второй входной клеммой, при этом блок импульсного уп-равления выполнен в виде одновибратора, а другой электрод . диода .соединен с другой клеммой для подключения нагрузки.

На фиг. 1 изображена упрощенная схема стабилизатора тока; на фиг. 2 приве. дены осциллограммы, поясняющие работу стабилизатора.

Стабилизатор тока содержит прерыватель 1 (выполненный, например, на транзисторе), дроссель 2, диод 3, измерительный резистор 4 преобразования тока в напряжение. При открытом прерывателе 1, образуется цепь состоящая из первичного источника напряжения 5, подключенного к входным клеммам прерывателя 1, дросселя 2, нагрузки 6 (например световода) и измерительного резистора 4 преобразования тока в напряжение. При использовании стабилизатора тока для управления электромагнитными механизмами их обмот ка управления используется вместо дроеселя 2, а нагрузка 6, как таковая, отсутствует. При закрытом прерывателе 1 обраэуется цепь состоящая иэ дросселя 2, диода 3 и нагрузки 5, Катушка индуктивйости 7 туннельный диод 8 и измерительный транзистор 4 образуют цепь, постоянная времени которой меньше, чем постоянная времени цепи, открытый прерыватель 1, дроссель 2, нагрузка 6 и измерительный резистор 4. Параллельно диоду 8 подключен переход база-эмиттер транзистора„9, выход которого связан с входом блока иМпульсного управления, выполненного на ждущем мультивибраторе 10. Выход ждуmего мультивибратора 10 соединен с управляющим входом прерывателя 1. При этом в ждущем режиме мультивибратор

10 включает прерыватель 1, а при поступлении импульса запуска закрывает прерыватель на заданное время. Катушка индук-45 тивности 7,;туннельный диод 8 и транзистор 9 образуют узел управления 11.

При подключении первичного источника напряжения 5 и при включении в цепь нагрузки 6 по цепи. замкнутый прерыватель

1, дроссель 2, нагрузка 6, измерительный резистор 4 начинает нарастать ток, скорость нарастания тока задается величиной индуктивности дросселя 2.

69, ф ном диоде (фиг, 1) из-аа малой постоянной времени его цепи, при открытом диоде, почти повторяет по форме ток в нагрузке

6 при замкнутом прерывателе 1. В момент времени 14 (фиг. 2) напряжение 15 на туннельном диоде 8 (фиг. 1) достигает порогового уровня. Туннельный диод 8 закрывается, а напряжение на нем начинает резко возрастать эа счет энергии накопленной в катушке индуктивности 7. Скорость нарастания напряжения определяет ся паразитной емкостью в точке соединения туннельного диода 8 и катушки индуктивности 7 и величиной индуктивности.Величина напряжения ограничивается пере. ходом база-эмиттер транзистора 9. Импульс сигнала с коллектора транзистора 9 запускает ждущий мультивибратор 10, который резко закрывает прерыватель 1 на время задаваемое ждущим мультивибратором. На участке времени 14-16 (фиг. 2) прерыватель 1 (фиг. 1) закрыт. Ток в нагрузке 6, в это время, поддерживается за счет энергии накопленной в индуктивности дросселя 2. В момент времени 16 (фиг. 2) ждущий мультивибратор 10 (фиг. 1) переходит в начальное состояние и прерыватель 1 открывается.

Форма сигнала на выходе ждущего мультивибратора 10 показана на осциллограмме 17 (фиг. 2). К этому времени туннельный диод уже находится в открытом состо» янин. Напряжение на туннельном диоде 8 (фиг. 1) быстро нарастает с постоянной времени определяемой целью катушки индуктивности 7, открытый туннельный диод 8, измерительный резистор 4 на участке 16-18 (фиг . 2), а затем медленно, со скоростью определяемой постоянной времени, цепи: дроссель 2, нагрузка 6, замкнутый прерыватель 1, источник 5, измерительный резистор 4, участок 1819 (фиг. 2), При увеличении напряжения источника

5 (фиг. 1) на участке времени 20-21 (фиг. 2) уменьшается время нахождения прерывателя 1 (фиг. 1) в замкнутом состоянии, а при уменьшении напряжения на участке 21»22 время нахождения прерывателя в замкнутом состоянии увеличивается. За счет етого достигается стабилизация тока в нагрузке.

На фиг. 2,осциллограмма 12 соответствует напряжению первичного источника

5 (фи1. 1), а осцигиюграмма 13(фиг. 2) току s нагрузке. Напрялн ие иа туннельФормула йэобретения

Стабилизатор тока, содержащий прерыватель, один вывод которого подключен

5 . 748369 6 к первой входной клемме, другой вывод база — к аноду туннельного диода непосредсоединен с одной из клемм для подключе- ственно, и через катушку индуктивностиния нагрузки через дроссель и с одним из ко входу узла управления, эмиттер и катод электродов диода непосредственно,управля- туннельного диода соединен со второй входкщий электрод прерывателя подключен к > ной клеммой,. при этом блок импульсного выходу блока импульсного управления, вход управления выполнен в виде одновибратора, которого соединен с выходом узла управ- . а другой электрод диода соединен с друления, входом подключенного к измеритель- гой клеммой для подключения нагрузки, ному резистору, включенному между другой клеммой для подключения нагрузки и p Источники информации, второй входной клеммой, о т л и ч .а ю — принятые во внимание при экспертизе шийся тем, что, с целью повышения 1. Александров Ф. И. и Сиванов А. P.

КПЙ, узел управления выполнен на трап- Импульсные преобразователи и стабилиза зисторе, туннельном диоде и катушке ин- торы, Энергия", 1970, с. 15. дуктивности, причем коллектор транзисто- >5 2, Электричество, % 3, 1975, с. 66, ра подключен к выходу узла управления, рис. 1а. ж369

Составитель С. Чернышева

Редактор Г. Волкова Техред Л. Тесак Корректор И. Муска

Заказ 4355/12 Тираж 956 . Подписное

ЦНИИПИ 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