Стабилизатор постоянного тока

 

О И И С А Н И Е (1И875359

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социалнстичесиин

Республик (61) Дополнительное K авт. свид-ву— (22)Заявлено 06.06.79 (21) 2776323/24-07 с присоединением заявки № (28) Приоритет (Опубликовано 23.10.81. Бюллетень № 39

Дата опубликования описания 23.10.81 (51)М. Кл.

G 05 F I/56

Гоеуаарстмнный квинтет

СССР но делаи нзабретеннй и еткрытий (53) УДК 621.316.. .722.1 (088.8) ) -J с (72) Авторы изобретения

В. П. Саванеев и А. Л. Шпади!

Объединенный институт ядерных исследоваВй-... (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике, в частности к стабилизированным источникам тока и может быть использовано в целях питания различной радиофизической аппаратуры.

Известно устройство, содержащее источник постоянного напряжения, регулирующий элемент, схему суммирования опорного сигнала и сигнала с датчиком тока выполненного на основе магнитного компаратора 111.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство содержащее регулирующий блок, соединенный одним выводом с одной из клемм для подключения нагрузки, а другим выводом — с одним из выводов датчика тока, другой вывод которого соединен с другой клеммой для подключения нагрузки, выход датчика

I тока подключен к одному из входов узла сравнения, другой вход которого соединен с клеммой для подключения опорного кода от электронно-вычислительной машины, кото20 рая также подключена к одному из входов первого цифроаналогового преобразователя, другой вход которого соединен с выходом узла сравнения, причем выход первого цифроаналогового преобразователя подключен к управляющему входу регулирующего блока (2! .

Недостатком известных устройств является низкая стабильность и надежность работы.

Цель изобретения — повышение стабильности и надежности работы стабилизатора.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе постоянного тока, датчик тока выполнен на двух трансформаторах преобразователях на сердечниках, втором цифроаналоговом преобразователе, источнике эталонно-. го тока н модуляцйонном генераторе, причем сердечники набраны иэ отдельных ферромагнитных колец различного диаметра, выполненных из материала с прямоугольной петлей гистеризиса, а обмотки возбуждения указанных преобразователей подключены к модуляционному генератору, выходные обмотки соединены с выходом датчика тока, при этом выходная обмотка одного из трансформ маторных преобразователей также подключена ко входу второго цифроаналогового преобра875359

30

40

50 зователя, соединенного выходом со входом источника эталонного тока, выход которого подключен к дополнительной обмотке друтого трансформаторного преобразователя.

На чертеже показана принципиальная схема стабилизатора постоянного тока.

Стабилизатор постоянного тока состоит из регулируемого блока 1 (например, тиристорного источника постоянного напряжения), первого цифроаналогового преобразователя 2, выходом подключенного к управляющему входу источника 1 постоянного напряжения, а входом к узлу 3 сравнения опорного кода от

ЭВМ и сигнала пропорционального измеренному току, узел 3 сравнения входом подключен к датчику 4 тока, включенного в цепь для подключения нагрузки 5 и содержащего модуляционный генератор 6 и источник 7 эталонного тока. Датчик 4 тока выполнен в виде двух трансформаторных преобразователей 8 и

9 на сердечниках 10 и 11; набранных из отдельных ферромагнитных колец различного диаметра из.материала с прямоугольной петлей гистерезиса и имеющих обмотки возбуждения 12 и 13, подключенные к модуляционному генератору 6, выходные обмотки 14 и 15, подключенные к узлу 3 сравнения, причем выходная обмотка 14 первого трансформаторного преобразователя 8 дополнительно подключена на вход второго цифроаналогового преобразователя 16, подключенного выходом на вход источника 7 эталонного тока, подсоединенного к введенной обмотке 17 второго трансформаторного преобразователя 9.

Устройство. работает следующим образом.

При подаче однополярных импульсов тока возбуждения от модуляционного генератора 6 в обмотки 12 и 13 трансформаторных преобразователей 8 и 9 ферромагнитные кольца сердечников 10и11 устанавливаются в исходное состояние, соответствующее точке на петле гистерезиса+g». При 38=0, после установки колец в это состояние и последующей работе модуляционного генератора 6 импульсов на обмотках 14, 15 не наводится, так как состояние колец соответствует направлению тока возбуждения модуляционного генератора 6.

Трансформаторный преобразователь 8 имеет у»» колец и разбивает весь диапазон стабилизируемых токов на»т» частей. Дискретные значения тока при этом i1»,/И», где»и— число колец сердечников 10. Второй, трансформаторный преобразователь 9 имеет кольца сердечника 11 из материала имеющего более узкую петлю гистерезиса, чем у колец сердечника 10, количество их в сердечнике 11 — И °

Число И выбирается из условий необходимой дискретности устанавливаемых значений тока и условия перекрытия этим количеством

/ колец одного интервала между двумя дискретными значениями тока по трансформаторному преобразователю 8. Таким образом, преобразователь 8 разбивает весь диапазон стабилизируемых токов Д»,» на и .частей и может вызывать (как будет показано ниже) число-импульсный код, устанавливающий "грубо" значение тока нагрузки. Трансформаторный преобразователь 9 разбивает промежуток между двумя значениями тока по "грубому" преобразователю 8 дополнительно еще на И частей.

Этому способствует соединение выхода преобразователя 8 с цифроаналоговым преобразователем 16, преобразующим численно импульсный код с выходной обмотки 14 в аналоговый сигнал управляющий источником 7 эталонного тока, подсоединенный выходными зажимами к компенсирующей обмотке 17

"точного" преобразователя 9. При этом ток источника 7 эталонного тока устанавливает протекание по обмотке 17 ампер-виткиравные по величине ампер-виткам "грубого" преобразователя 8, они направлены встречно ампер-виткам измеренного тока. !

В результате такого встречного включения

"измеренных" и "грубых" опорных ампервитков на кольца сердечника IE "точного" преобразователя 9 действует разность магнитных полей вызвавшего перемагничивание

» -го(й»и)кольца сердечника 10 и действительного значения магнитного поля, соответствующего 31» (этой разности магнитных полей недостаточно для перемагничивания кольца сердечника 10 и она лежит между 4 и » 4-4 кольцом). Получаемая при этом дискретность преобразования равна произведению»и . p, где Ис и И вЂ” число колец сердечников

10 и 11 преобразователей 8 и 9. Суммарное число колец обоих сердечников равно»П+И, что в значительной мере упрощает устройство и повышает надежность его работы. Ток Д» протекая по проводнику продетому через сердечники 10 и 11, создает магнитное поле, убывающее по гиперболе от. центра к краям

Н Д„=Д»,1 ;Я;где» вЂ” расстояние от проводника с током. В промежутках между подачей тока возбуждения в обмотки 12 и 13 кольца сердечников 10 и 11 перемагничиваются (при достижении Н,каждого кольца) полем Н в состояние В» (магнитные поля нм

Н g и Н> направлены встречно). Магн нитное поле возбуждения Н перекидывает кольца сердечников в исходное состояние+Ц при этом число перемагничиваемых колец про-. порционально току 3»» (преобразователь 8) или разности ампер-витков измеренного тока

Д».» и его частично скомпенсированного

"грубого" значения (преобразователь 9). При

875359

5 этом в обмотках 14 и 15 при возвращении колец в состояние +В1 наводится ЭДС вЂ” пачка импульсов. Число импульсов соответствует значениям тока "грубо" и "точно" с необходимой дискретностью. Пачка импульсов (численно-импульсный код число импульсов в пачке пропорционально измеренному току) с обмоток 14 и 15 подается на узел 3 сравнения, где значения кода "грубо" и "точно" суммируются с опорным сигналом установки. от ЭВМ. Сигнал разбаланса кодов с помощью цифроаналогового преобразователя 2 симмируется или вычисляется or опорного кода .и подается на управляющий вход источника 1 постоянного напряжения.

Таким образом, предложенный стабилизатор постоянного тока обеспечивает повышение стабильности работы по сравнению с известным стабилизатором, обеспечивает повышенную на-. дежность в эксплуатации и позволяет упростить управление от ЭВМ.

Формула изобретения

Стабилизатор постоянного тока, содержащий регулирующий блок, соединенный одним выво; дом с одной из клемм для подключения нагрузки, а другим выводом — с одним из выводов датчика тока другой вывод которого соединен с другой клеммой для подключения нагрузки, выход датчика тока подключен к одному из входов узла сравнения, другой вход которого соединен с клеммой для подключения опорного кода от электронно-вычислительной машины, которая также подключена к одному иэ входов первого цифроаналогового преобразователя, другой вход которого соединен с выходом узла сравнения, причем выход первого цифроаналогового преобразователя подключен к управляющему входу регулирунйцего блока, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения стабиль10 ности и надежности работы стабилизатора, датчик тока выполнен на двух трансформаторных преобразователях на сердечниках, втором цифроаналоговом преобразователе, источнике эталонного тока и модуляционном генераторе, 15 причем сердечники набраны из отдельных ферромагнитных колец различного диаметра, выполненных иэ материала с прямоугольной петлей гистерезиса, а обмотки возбуждения указанных преобразователей подключены к модуур ляционному генератору, выходные обмотки соединены с выходом датчика тока при этом выходная обмотка одного иэ трансформаторных преобразователей также подключена ко входу второго цифроаналогового иреобразователя, соединенного выходом со входом источника эталонного тока, выход которого поцключен к дополнительной обмотке другого трансформаторного преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 546869, кл. G 05 F 1/56, 1977.

2. Препринт ОНЯН 13 — 9577, Дубна, 1976.

875359

Составитель С. Чернышева

Техред М.Рейвес Корректор M. Демчик

Редактор Г. Волкова Заказ 9334/73

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Тираж 943 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5