RU106973U1

RU106973U1 - CURRENT STABILIZER

Info

Publication number: RU106973U1
Application number: RU2011115649/07U
Authority: RU
Inventors: Сергей Иванович Орлов
Original assignee: Сергей Иванович Орлов
Priority date: 2011-04-20
Filing date: 2011-04-20
Publication date: 2011-07-27

Abstract

1. Стабилизатор тока, содержащий схему, включающую в себя выпрямитель, входной конденсатор, транзистор, диод, дроссель, датчик тока и выходной конденсатор, отличающийся тем, что первый выход схемы, содержащей выпрямитель, подключен к положительному полюсу входного конденсатора, катоду диода и через датчик тока, связанный со схемой формирования ШИМ сигнала, второй вход которой может быть соединен с отрицательным полюсом выходного конденсатора, третий вход может быть связан со схемой, содержащей приемную часть оптопары, а выход подключен к передающей части оптопары, к положительному полюсу выходного конденсатора и нагрузке, а второй выход схемы, содержащей выпрямитель, связан с отрицательным полюсом входного конденсатора и истоком транзистора, затвор которого соединен с выходом схемы, содержащей приемную часть оптопары, а сток подключен к аноду диода и через дроссель к отрицательному полюсу выходного конденсатора и нагрузке. ! 2. Стабилизатор тока по п.1, отличающийся тем, что параллельно входному конденсатору, связанному с выходами выпрямителя, подключены последовательно соединенные первый стабилитрон, линейный стабилизатор тока и второй стабилитрон, связанный с отрицательным полюсом входного конденсатора, параллельно первому стабилитрону подключены первый компаратор и делитель напряжения, а параллельно второму стабилитрону подключены мостовая схема, включающая в себя транзистор оптотранзистора и три резистора, а также второй компаратор, входами связанный с диагональными точками мостовой схемы, а выходом с затвором транзистора, у которого исток подключен к отрицательному полюсу входного конденсато 1. A current stabilizer comprising a circuit including a rectifier, an input capacitor, a transistor, a diode, an inductor, a current sensor and an output capacitor, characterized in that the first output of the circuit containing the rectifier is connected to the positive pole of the input capacitor, the cathode of the diode, and through a current sensor connected to a PWM signal generating circuit, the second input of which can be connected to the negative pole of the output capacitor, the third input can be connected to the circuit containing the receiving part of the optocoupler, and the output is connected to the transmitting part of the optocoupler to the positive pole of the output capacitor and the load, and the second output of the circuit containing the rectifier is connected to the negative pole of the input capacitor and the source of the transistor, the gate of which is connected to the output of the circuit containing the receiving part of the optocoupler, and the drain is connected to the diode anode and through throttle to the negative pole of the output capacitor and the load. ! 2. The current stabilizer according to claim 1, characterized in that in parallel with the input capacitor associated with the outputs of the rectifier, a first zener diode, a linear current stabilizer and a second zener diode connected to the negative pole of the input capacitor are connected in series, the first comparator and divider are connected in parallel to the first zener diode voltage, and in parallel with the second zener diode, a bridge circuit is connected, which includes an optotransistor transistor and three resistors, as well as a second comparator, the inputs are connected with the diagonal points of the bridge circuit, and the output with the gate of the transistor, in which the source is connected to the negative pole of the input condensate

Description

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к области силовой преобразовательной техники, и может быть использовано во вторичных источниках питания.The utility model relates to electrical engineering, in particular to the field of power converting equipment, and can be used in secondary power sources.

Известны стабилизаторы тока, содержащие схему, включающую в себя выпрямитель, входной конденсатор, транзистор, диод, дроссель, датчик тока и схему управления [1, 2].Known current stabilizers containing a circuit including a rectifier, input capacitor, transistor, diode, inductor, current sensor and control circuit [1, 2].

Недостатком таких стабилизаторов является низкая точность стабилизации выходного тока, не максимально большой диапазон ШИМ регулирования, низкий КПД и высокая стоимость.The disadvantage of such stabilizers is the low accuracy of stabilization of the output current, not as large a range of PWM regulation, low efficiency and high cost.

Цель полезной модели - повышение точности стабилизации выходного тока, расширение ШИМ до 100%, повышение КПД, снижение стоимости, упрощение схемы управления, уменьшения одного из габаритных размеров стабилизатора тока, снижения уровня вносимых в сеть высокочастотных пульсаций, расширение списка возможных для применения транзисторов и повышение удобства эксплуатации.The purpose of the utility model is to increase the accuracy of stabilization of the output current, expand PWM to 100%, increase efficiency, reduce cost, simplify the control circuit, reduce one of the overall dimensions of the current stabilizer, reduce the level of high-frequency ripples introduced into the network, expand the list of transistors that can be used, and increase ease of use.

Указанная цель достигается тем, что в стабилизаторе тока, содержащем схему, включающую в себя выпрямитель, входной конденсатор, транзистор, диод, дроссель, датчик тока и выходной конденсатор, первый выход схемы, содержащей выпрямитель, подключен к положительному полюсу входного конденсатора, катоду диода и через датчик тока, связанный со схемой формирования ШИМ сигнала, второй вход которой может быть соединен с отрицательным полюсом выходного конденсатора, третий вход может быть связан со схемой, содержащей приемную часть оптопары, а выход подключен к передающей части оптопары, к положительному полюсу выходного конденсатора и нагрузке, а второй выход схемы, содержащей выпрямитель, связан с отрицательным полюсом входного конденсатора и истоком транзистора, затвор которого соединен с выходом схемы, содержащей приемную часть оптопары, а сток подключен к аноду диода и через дроссель к отрицательному полюсу выходного конденсатора и нагрузке.This goal is achieved by the fact that in a current stabilizer containing a circuit including a rectifier, an input capacitor, a transistor, a diode, an inductor, a current sensor and an output capacitor, the first output of the circuit containing a rectifier is connected to the positive pole of the input capacitor, the cathode of the diode and through a current sensor connected to the PWM signal generating circuit, the second input of which can be connected to the negative pole of the output capacitor, the third input can be connected to the circuit containing the receiving part of the optocoupler, and the output d is connected to the transmitting part of the optocoupler, to the positive pole of the output capacitor and the load, and the second output of the circuit containing the rectifier is connected to the negative pole of the input capacitor and the source of the transistor, the gate of which is connected to the output of the circuit containing the receiving part of the optocoupler, and the drain is connected to the anode diode and through the inductor to the negative pole of the output capacitor and the load.

Параллельно входному конденсатору, связанному с выходами выпрямителя, подключены последовательно соединенные первый стабилитрон, линейный стабилизатор тока и второй стабилитрон, связанный с отрицательным полюсом входного конденсатора, параллельно первому стабилитрону подключены первый компаратор и делитель напряжения, а параллельно второму стабилитрону подключены мостовая схема, включающая в себя транзистор оптотранзистора и три резистора, а также второй компаратор, входами связанный с диагональными точками мостовой схемы, а выходом с затвором транзистора, у которого исток подключен к отрицательному полюсу входного конденсатора, а сток к дросселю, соединенному с отрицательным полюсом выходного конденсатора и нагрузкой, и диоду, связанному с положительным полюсом входного конденсатора, к которому также подключен датчик тока, соединенный с положительным полюсом выходного конденсатора, нагрузкой и резистором цепи обратной связи, подключенного к корректирующему резистору, связанному с отрицательным полюсом входного конденсатора, и не инвертирующему входу первого компаратора, у которого инвертирующий вход подключен к делителю напряжения, а выход через резистор к диоду оптотранзистора.Parallel to the input capacitor connected to the outputs of the rectifier, a first zener diode, a linear current stabilizer and a second zener diode connected to the negative pole of the input capacitor are connected in series, a first comparator and a voltage divider are connected in parallel to the first zener diode, and a bridge circuit including a zener diode is connected an optotransistor transistor and three resistors, as well as a second comparator, inputs connected to the diagonal points of the bridge circuit, and the output a house with a transistor gate, where the source is connected to the negative pole of the input capacitor, and the drain is to a choke connected to the negative pole of the output capacitor and the load, and a diode connected to the positive pole of the input capacitor, to which the current sensor connected to the positive pole is also connected the output capacitor, the load and the resistor of the feedback circuit connected to a correction resistor connected to the negative pole of the input capacitor, and the non-inverting input of the primary o a comparator, in which the inverting input is connected to a voltage divider, and the output through a resistor to the diode of the optotransistor.

Параллельно первому стабилитрону подключены регулируемый делитель напряжения и устройство, состоящее из последовательно включенных астатического и инвертирующего усилителей, один из входов устройства соединен с положительным полюсом выходного конденсатора, второй вход связан с регулируемым делителем напряжения, а выход через последовательно включенные диод и резистор соединен с не инвертирующим входом первого компаратора.In parallel with the first zener diode, an adjustable voltage divider and a device consisting of a series-connected astatic and inverting amplifiers are connected, one of the inputs of the device is connected to the positive pole of the output capacitor, the second input is connected to an adjustable voltage divider, and the output is connected through a series-connected diode and resistor to a non-inverting input of the first comparator.

К первому входу выпрямителя подключена первая цепочка, состоящая из последовательно включенных конденсатора и резистора, связанная с анодом первого диода и катодом второго диода, при этом катод первого диода соединен с положительным полюсом первого конденсатора, катодом третьего стабилитрона и положительным полюсом входного конденсатора, а анод второго диода соединен с отрицательным полюсом первого конденсатора, анодом третьего стабилитрона и первым резистором, связанным с анодом первого стабилитрона, ко второму входу выпрямителя подключена вторая цепочка, состоящая из последовательно включенных конденсатора и резистора, связанная с анодом третьего диода и катодом четвертого диода, анод четвертого диода соединен с отрицательными полюсами входного и второго конденсаторов, а катод третьего диода связан с положительным полюсом второго конденсатора и катодом второго стабилитрона, при этом линейный стабилизатор тока не используется.The first circuit of the rectifier is connected to the first circuit, consisting of a series-connected capacitor and resistor, connected to the anode of the first diode and the cathode of the second diode, while the cathode of the first diode is connected to the positive pole of the first capacitor, the cathode of the third zener diode and the positive pole of the input capacitor, and the anode of the second the diode is connected to the negative pole of the first capacitor, the anode of the third zener diode and the first resistor connected to the anode of the first zener diode, to the second input of the rectifier a second circuit consisting of a series-connected capacitor and resistor connected to the anode of the third diode and the cathode of the fourth diode is connected, the anode of the fourth diode is connected to the negative poles of the input and second capacitors, and the cathode of the third diode is connected to the positive pole of the second capacitor and the cathode of the second zener diode, This does not use a linear current regulator.

К первому входу выпрямителя подключена первая цепочка, состоящая из последовательно включенных конденсатора и резистора, связанная с анодом первого диода и катодом второго диода, при этом катоды первого и четвертого диодов соединены с положительным полюсом сглаживающего конденсатора и катодом второго стабилитрона, а аноды второго и третьего диодов соединены с отрицательным полюсом сглаживающего конденсатора и анодом второго стабилитрона, ко второму входу выпрямителя подключена вторая цепочка, состоящая из последовательно включенных конденсатора и резистора, связанная с анодом четвертого диода и катодом третьего диода.The first circuit of the rectifier is connected to the first circuit, consisting of a series-connected capacitor and resistor, connected to the anode of the first diode and the cathode of the second diode, while the cathodes of the first and fourth diodes are connected to the positive pole of the smoothing capacitor and the cathode of the second zener diode, and the anodes of the second and third diodes connected to the negative pole of the smoothing capacitor and the anode of the second zener diode, a second circuit is connected to the second input of the rectifier, consisting of series-connected x capacitor and resistor associated with the anode of the fourth diode and the cathode of the third diode.

Первый выход схемы, содержащей выпрямитель, подключен к положительным полюсам первой группы входных конденсаторов, состоящей из одного или нескольких конденсаторов, и через первичную обмотку трансформатора соединен с положительными полюсами второй группы входных конденсаторов, состоящей из одного или нескольких конденсаторов, и катодом диода, а второй выход схемы, содержащей выпрямитель, подключен к отрицательным полюсам первой группы входных конденсаторов и через вторичную обмотку трансформатора соединен с отрицательными полюсами второй группы входных конденсаторов и истоком транзистора, при этом в состав первой и второй групп входных конденсаторов могут входить как полярные так и не полярные конденсаторы.The first output of the circuit containing the rectifier is connected to the positive poles of the first group of input capacitors, consisting of one or more capacitors, and through the primary winding of the transformer is connected to the positive poles of the second group of input capacitors, consisting of one or more capacitors, and the cathode of the diode, and the second the output of the circuit containing the rectifier is connected to the negative poles of the first group of input capacitors and is connected to the negative poles through the secondary winding of the transformer the second group of input capacitors and the source of the transistor, while the first and second groups of input capacitors can include both polar and non-polar capacitors.

Первичная обмотка трансформатора подключена к схеме формирования ШИМ сигнала и входу схемы формирования управляющего сигнала, выход которой связан со схемой формирования ШИМ сигнала, а вторичная обмотка трансформатора соединена с управляющим элементом.The transformer primary winding is connected to the PWM signal generating circuit and to the input of the control signal generating circuit, the output of which is connected to the PWM signal generating circuit, and the secondary transformer winding is connected to the control element.

На фиг.1 показана схема стабилизатора тока; на фиг.2 - принципиальная схема одного из вариантов построения стабилизатора тока; на фиг.3 - принципиальная схема, повышающая точность стабилизации выходного тока и улучшающая регулировочную характеристику стабилизатора тока; на фиг.4 - принципиальная схема вспомогательного источника питания, предназначенная для работы стабилизатора тока без линейного стабилизатора тока; на фиг.5 - принципиальная схема вспомогательного источника питания, способного обеспечить достаточно большим током не только часть схемы стабилизатора тока, а и дополнительные устройства, такие как корректор коэффициента мощности, устройства защиты и т.д.; на фиг.6 - принципиальная схема устройства, позволяющего уменьшить, например, высоту платы стабилизатора тока, а также снизить уровень вносимых в сеть высокочастотных пульсаций.Figure 1 shows a diagram of a current stabilizer; figure 2 is a schematic diagram of one of the options for constructing a current stabilizer; figure 3 is a circuit diagram that increases the accuracy of stabilization of the output current and improves the regulatory characteristic of the current stabilizer; figure 4 is a schematic diagram of an auxiliary power source designed for operation of a current stabilizer without a linear current stabilizer; figure 5 is a schematic diagram of an auxiliary power source capable of providing a sufficiently large current not only part of the current stabilizer circuit, but also additional devices, such as a power factor corrector, protection devices, etc .; figure 6 is a schematic diagram of a device that allows to reduce, for example, the height of the current stabilizer board, as well as to reduce the level of high-frequency ripples introduced into the network.

В стабилизаторе тока (фиг.1), содержащем схему 1.1, включающую в себя выпрямитель, входной конденсатор 1.2, транзистор 1.7, диод 1.6, дроссель 1.9, датчик тока 1.8 и выходной конденсатор 1.10, первый выход схемы 1.1, содержащей выпрямитель, подключен к положительному полюсу входного конденсатора 1.2, катоду диода 1.6 и через датчик тока 1.8, связанный со схемой формирования ШИМ сигнала 1.4, второй вход которой может быть соединен с отрицательным полюсом выходного конденсатора 1.10, третий вход может быть связан со схемой 1.5, содержащей приемную часть оптопары, а выход подключен к передающей части оптопары 1.3, к положительному полюсу выходного конденсатора 1.10 и нагрузке 1.11, а второй выход схемы 1.1, содержащей выпрямитель, связан с отрицательным полюсом входного конденсатора 1.2 и истоком транзистора 1.7, затвор которого соединен с выходом схемы 1.5, содержащей приемную часть оптопары, а сток подключен к аноду диода 1.6 и через дроссель 1.9 к отрицательному полюсу выходного конденсатора 1.10 и нагрузке 1.11.In the current stabilizer (figure 1), containing a circuit 1.1, including a rectifier, an input capacitor 1.2, a transistor 1.7, a diode 1.6, an inductor 1.9, a current sensor 1.8 and an output capacitor 1.10, the first output of the circuit 1.1 containing a rectifier is connected to the positive the pole of the input capacitor 1.2, the cathode of the diode 1.6 and through the current sensor 1.8, connected to the PWM signal generation circuit 1.4, the second input of which can be connected to the negative pole of the output capacitor 1.10, the third input can be connected to the circuit 1.5 containing the receiving part of the optocoupler, and you the path is connected to the transmitting part of the optocoupler 1.3, to the positive pole of the output capacitor 1.10 and to the load 1.11, and the second output of the circuit 1.1 containing the rectifier is connected to the negative pole of the input capacitor 1.2 and the source of the transistor 1.7, the gate of which is connected to the output of the circuit 1.5 containing the receiving part optocouplers, and the drain is connected to the anode of the diode 1.6 and through the inductor 1.9 to the negative pole of the output capacitor 1.10 and the load 1.11.

Стабилизатор тока (фиг.2) содержит контакты 2.1 и 2.2, выпрямитель 2.3 входной конденсатор 2.5, контакты 2.4 и 2.6, транзистор 2.31, диод 2.25, дроссель 2.26, датчик тока 2.19 и выходной конденсатор 2.21, параллельно входному конденсатору 2.5, связанному с выходом выпрямителя 2.3, подключены последовательно соединенные первый стабилитрон 2.7, линейный стабилизатор тока 2.9 и второй стабилитрон 2.10, связанный с отрицательным полюсом входного конденсатора 2.5, параллельно первому стабилитрону 2.7 подключены контакты 2.12 и 2.13, первый компаратор 2.16 и делитель напряжения 2.17, а параллельно второму стабилитрону 2.10 подключены контакты 2.27 и 2.28, мостовая схема 2.29, включающая в себя транзистор оптотранзистора и три резистора, а также второй компаратор 2.30, входами связанный с диагональными точками мостовой схемы, а выходом с затвором транзистора 2.31, у которого исток подключен к отрицательному полюсу входного конденсатора 2.5, а сток к дросселю 2.26, соединенному с отрицательным полюсом выходного конденсатора 2.21, нагрузкой 2.23 и контактом 2.24, и диоду 2.25, связанному с положительным полюсом входного конденсатора 2.5, к которому также подключен датчик тока 2.19, соединенный с положительным полюсом выходного конденсатора 2.21, нагрузкой 2.23, контактом 2.22 и резистором цепи обратной связи 2.20, подключенного к корректирующему резистору 2.18, связанному с отрицательным полюсом входного конденсатора 2.5, и не инвертирующему входу первого компаратора 2.16, у которого инвертирующий вход подключен к делителю напряжения 2.17, а выход через резистор 2.15 к диоду оптотранзистора 2.14.The current stabilizer (figure 2) contains contacts 2.1 and 2.2, a rectifier 2.3 input capacitor 2.5, contacts 2.4 and 2.6, a transistor 2.31, a diode 2.25, an inductor 2.26, a current sensor 2.19 and an output capacitor 2.21, parallel to the input capacitor 2.5 connected to the output of the rectifier 2.3, the first zener diode 2.7, the linear current stabilizer 2.9 and the second zener diode 2.10 connected to the negative pole of the input capacitor 2.5 are connected in series, contacts 2.12 and 2.13, the first comparator 2.16 and the voltage divider 2.17 are connected in parallel and parallel to the second zener diode 2.10, contacts 2.27 and 2.28 are connected, a bridge circuit 2.29, which includes an optotransistor transistor and three resistors, as well as a second comparator 2.30, inputs connected to the diagonal points of the bridge circuit, and an output with a gate of transistor 2.31, whose source is connected to the negative pole of the input capacitor 2.5, and the drain to the inductor 2.26 connected to the negative pole of the output capacitor 2.21, the load 2.23 and terminal 2.24, and the diode 2.25 connected to the positive pole of the input capacitor 2.5, which I also connected a current sensor 2.19 connected to the positive pole of the output capacitor 2.21, load 2.23, terminal 2.22, and a feedback resistor 2.20, connected to a correction resistor 2.18 connected to the negative pole of the input capacitor 2.5, and not inverting the input of the first comparator 2.16, whose inverting input is connected to a voltage divider 2.17, and the output through a resistor 2.15 to the diode of the optotransistor 2.14.

В дополнительной схеме (Фиг.3) параллельно первому стабилитрону 2.7 подключены регулируемый делитель напряжения, включающий в себя резисторы 3.4 и 3.5, устройство 3.3, состоящее из последовательно включенных астатического и инвертирующего усилителей, один из входов устройства соединен с положительным полюсом выходного конденсатора 2.21, второй вход связан с регулируемым делителем напряжения, а выход, через последовательно включенные диод 3.2 и резистор 3.1, соединен с не инвертирующим входом первого компаратора 2.16.In an additional circuit (Fig. 3), an adjustable voltage divider is connected in parallel with the first zener diode 2.7, including resistors 3.4 and 3.5, a device 3.3 consisting of series-connected astatic and inverting amplifiers, one of the inputs of the device is connected to the positive pole of the output capacitor 2.21, the second the input is connected to an adjustable voltage divider, and the output, through the diode 3.2 and the resistor 3.1 connected in series, is connected to the non-inverting input of the first comparator 2.16.

На принципиальной схеме вспомогательного источника (Фиг.4) к первому входу выпрямителя 2.3 подключена первая цепочка, состоящая из последовательно включенных конденсатора 4.1 и резистора 4.2, связанная с анодом первого диода 4.3 и катодом второго диода 4.4, при этом катод первого диода 4.3 соединен с положительным полюсом первого конденсатора 4.5, катодом третьего стабилитрона 4.6 и положительным полюсом входного конденсатора 2.5, а анод второго диода 4.4 соединен с отрицательным полюсом первого конденсатора 4.5, анодом третьего стабилитрона 4.6 и первым резистором 4.7, связанным с анодом первого стабилитрона 2.7, ко второму входу выпрямителя 2.3 подключена вторая цепочка, состоящая из последовательно включенных конденсатора 4.8 и резистора 4.9, связанная с анодом третьего диода 4.10 и катодом четвертого диода 4.11, при этом анод четвертого диода 4.11 соединен с отрицательными полюсами входного 2.5 и второго 4.12 конденсаторов, а катод третьего диода 4.10 связан с положительным полюсом второго конденсатора 4.12 и катодом второго стабилитрона 2.10, кроме того стабилизатор тока 2.9 не используется.In the schematic diagram of the auxiliary source (Figure 4), the first circuit is connected to the first input of the rectifier 2.3, consisting of a capacitor 4.1 and a resistor 4.2 connected in series, connected to the anode of the first diode 4.3 and the cathode of the second diode 4.4, while the cathode of the first diode 4.3 is connected to the positive the pole of the first capacitor 4.5, the cathode of the third zener diode 4.6 and the positive pole of the input capacitor 2.5, and the anode of the second diode 4.4 is connected to the negative pole of the first capacitor 4.5, the anode of the third zener diode 4.6 and the first a resistor 4.7 connected to the anode of the first zener diode 2.7, a second circuit is connected to the second input of the rectifier 2.3, consisting of a capacitor 4.8 and a resistor 4.9 connected in series with the anode of the third diode 4.10 and the cathode of the fourth diode 4.11, while the anode of the fourth diode 4.11 is connected to negative the poles of the input 2.5 and second 4.12 capacitors, and the cathode of the third diode 4.10 is connected to the positive pole of the second capacitor 4.12 and the cathode of the second zener diode 2.10, in addition, the current stabilizer 2.9 is not used.

На принципиальной схеме вспомогательного источника (Фиг.5) к первому входу выпрямителя подключена первая цепочка, состоящая из последовательно включенных конденсатора 5.7 и резистора 5.8, связанная с анодом первого диода 5.13 и катодом второго диода 5.11, при этом катоды первого 5.13 и четвертого 5.14 диодов соединены с положительным полюсом сглаживающего конденсатора 5.15 и катодом второго стабилитрона 2.10, а аноды второго 5.11 и третьего 5.12 диодов соединены с отрицательным полюсом сглаживающего конденсатора 5.15 и анодом второго стабилитрона 2.10, ко второму входу выпрямителя подключена вторая цепочка, состоящая из последовательно включенных конденсатора 5.9 и резистора 5.10, связанная с анодом четвертого диода 5.14 и катодом третьего диода 5.12.In the schematic diagram of the auxiliary source (Figure 5), the first circuit is connected to the first input of the rectifier, consisting of a capacitor 5.7 and a resistor 5.8 connected in series, connected to the anode of the first diode 5.13 and the cathode of the second diode 5.11, while the cathodes of the first 5.13 and fourth 5.14 diodes are connected with the positive pole of the smoothing capacitor 5.15 and the cathode of the second zener diode 2.10, and the anodes of the second 5.11 and third 5.12 diodes are connected to the negative pole of the smoothing capacitor 5.15 and the anode of the second zener diode 2.10, to the second input of the rectifier is connected, consisting of a capacitor 5.9 and a resistor 5.10 connected in series, connected to the anode of the fourth diode 5.14 and the cathode of the third diode 5.12.

На принципиальной схеме (Фиг.6) первый выход схемы, содержащей выпрямитель, 6.1 подключен к положительным полюсам первой группы входных конденсаторов 6.2, состоящей из одного или нескольких, конденсаторов, и через первичную обмотку трансформатора 6.3 соединен с положительными полюсами второй группы входных конденсаторов 6.4, состоящей из одного или нескольких конденсаторов, и катодом диода 1.6, а второй выход схемы, содержащей выпрямитель, 6.1 подключен к отрицательным полюсам первой группы входных конденсаторов 6.2 и через вторичную обмотку трансформатора 6.3 соединен с отрицательными полюсами второй группы входных конденсаторов 6.4 и истоком транзистора 1.7, при этом в состав первой и второй групп входных конденсаторов могут входить как полярные так и не полярные конденсаторы.In the circuit diagram (Fig.6), the first output of the circuit containing the rectifier, 6.1 is connected to the positive poles of the first group of input capacitors 6.2, consisting of one or more capacitors, and through the primary winding of the transformer 6.3 is connected to the positive poles of the second group of input capacitors 6.4, consisting of one or more capacitors, and the cathode of the diode 1.6, and the second output of the circuit containing the rectifier, 6.1 is connected to the negative poles of the first group of input capacitors 6.2 and through the secondary winding of the trans 6.3 shaper is connected to the negative pole of the second group of input capacitors and the source of transistor 6.4 1.7, while in the first and second groups of input capacitors may contain both polar and not polar capacitors.

На схеме (Фиг.7) первичная обмотка трансформатора 7.1 подключена к схеме формирования ШИМ сигнала 1.4 и входу схемы формирования управляющего сигнала 7.3, выход которой связан со схемой формирования ШИМ сигнала 1.4, а вторичная обмотка трансформатора соединена с управляющим элементом 7.1.In the circuit (Fig. 7), the primary winding of the transformer 7.1 is connected to the PWM signal generating circuit 1.4 and to the input of the control signal generating circuit 7.3, the output of which is connected to the PWM signal generating circuit 1.4, and the secondary winding of the transformer is connected to the control element 7.1.

Работает стабилизатор тока (фиг.1) следующим образом.The current stabilizer (figure 1) as follows.

При подаче напряжения сети на вход схемы, содержащей выпрямитель, 1.1 входной конденсатор 1.2 заряжается, и появляются необходимые для работы формирователя ШИМ сигнала 1.4 и схемы, содержащей приемную часть оптопары, 1.5 вспомогательные напряжения. Формирователь ШИМ сигнала сравнивает напряжение на датчике тока с опорным и вырабатывает ШИМ сигнал, который поступает на передающую часть оптопары 1.3. Импульсы напряжения с выхода схемы, содержащей приемную часть оптопары, 1.5 подаются на затвор транзистора 1.7. При включенном состоянии транзистора 1.7 ток дросселя 1.9 увеличивается и протекает от положительного полюса входного конденсатора 1.2 через датчик тока 1.8, параллельно включенные выходной конденсатор 1.10 и нагрузку 1.11, дроссель 1.9 и транзистор 1.7 к отрицательному полюсу входного конденсатора 1.2. При выключенном состоянии транзистора 1.9 ток дросселя уменьшается и протекает через диод 1.6, датчик тока 1.8 и параллельно включенные выходной конденсатор 1.10 и нагрузку 1.11. Если не требуется уменьшать относительную величину пульсации тока нагрузки, выходной конденсатор 1.10 может не устанавливаться или использоваться не полярный конденсатор. Если требуется обеспечить автоматический переход из режима стабилизации тока в режим стабилизации выходного напряжения и наоборот, используется второй вход схемы формирования ШИМ сигнала 1.4, связанный с отрицательным полюсом выходного конденсатора 1.10. Если существует зависимость величины выходного тока от напряжения на входном конденсаторе, для уменьшения последней может использоваться третий вход схемы формирования ШИМ сигнала.When the mains voltage is applied to the input of the circuit containing the rectifier, 1.1 the input capacitor 1.2 is charged, and the auxiliary voltage necessary for the PWM driver 1.4 and the circuit containing the receiving part of the optocouple appear, 1.5. The PWM signal generator compares the voltage at the current sensor with the reference one and generates a PWM signal, which is transmitted to the transmitting part of the optocouple 1.3. The voltage pulses from the output of the circuit containing the receiving part of the optocoupler, 1.5 are fed to the gate of the transistor 1.7. When the state of transistor 1.7 is turned on, the current of inductor 1.9 increases and flows from the positive pole of the input capacitor 1.2 through the current sensor 1.8, parallel connected output capacitor 1.10 and load 1.11, inductor 1.9 and transistor 1.7 to the negative pole of the input capacitor 1.2. When the transistor 1.9 is turned off, the inductor current decreases and flows through the diode 1.6, the current sensor 1.8, and the output capacitor 1.10 and the load 1.11 connected in parallel. If it is not necessary to reduce the relative magnitude of the ripple of the load current, the output capacitor 1.10 may not be installed or a non-polar capacitor may be used. If it is required to ensure an automatic transition from the current stabilization mode to the output voltage stabilization mode and vice versa, the second input of the PWM signal generating circuit 1.4 is used, which is associated with the negative pole of the output capacitor 1.10. If there is a dependence of the magnitude of the output current on the voltage at the input capacitor, to reduce the latter, the third input of the PWM signal generation circuit can be used.

На фиг.2 приведена принципиальная схема одного из вариантов построения стабилизатора тока по схеме, показанной на фиг.1. Функции схемы формирования ШИМ сигнала выполняет компаратор 2.16. В качестве передающей и приемной частей оптопары используется оптотранзистор. Ошибка статической системы автоматического регулирования, работающей в релейном режиме, эффективно уменьшается подбором корректирующего резистора 2.18. На практике точность стабилизации тока нагрузки без особых усилий обеспечивается в пределах 1-2% при изменении действующего значения переменного напряжения сети от 150 до 270 вольт, выходном постоянном напряжении 150 вольт и токе нагрузки 300 миллиампер. Зона гистерезиса релейной системы и частота определяются инерционными свойствами оптотранзистора. В случае применения быстродействующих оптопар компаратор 2.16 должен быть охвачен положительной обратной связью для обеспечения оптимальной частоты работы стабилизатора.Figure 2 shows a schematic diagram of one of the options for constructing a current stabilizer according to the circuit shown in figure 1. The functions of the PWM signal generation circuit are performed by comparator 2.16. An optical transistor is used as the transmitting and receiving parts of the optocoupler. The error of the static automatic control system operating in the relay mode is effectively reduced by the selection of a correction resistor 2.18. In practice, the accuracy of stabilization of the load current without special efforts is provided within 1-2% when changing the effective value of the alternating voltage of the network from 150 to 270 volts, the output constant voltage of 150 volts and the load current of 300 milliamps. The hysteresis zone of the relay system and the frequency are determined by the inertial properties of the optotransistor. In the case of the use of high-speed optocouplers, the comparator 2.16 should be covered by positive feedback to ensure the optimal frequency of operation of the stabilizer.

На фиг.3 показана принципиальная схема, повышающая точность стабилизации выходного тока и улучшающая регулировочную характеристику стабилизатора тока, приведенного на фиг.2.Figure 3 shows a circuit diagram that improves the accuracy of stabilization of the output current and improves the regulatory characteristic of the current stabilizer shown in figure 2.

Использование в качестве вспомогательного источника питания схемы, показанной на фиг.4, позволяет не устанавливать линейный стабилизатор тока 2.9, а также увеличить токи потребления схемы формирования ШИМ сигнала и схемы, содержащей приемную часть оптопары. В результате этого повышается КПД, особенно при не большой мощности в нагрузке. Кроме того, появляется возможность увеличить рабочие токи как передающей, так и приемной части оптопары с целью уменьшения задержки при передаче ШИМ сигнала, а также использовать транзисторы с большими значениями емкости между затвором и истоком.The use of the circuit shown in Fig. 4 as an auxiliary power supply allows not to install a linear current stabilizer 2.9, as well as to increase the consumption currents of the PWM signal generation circuit and the circuit containing the receiving part of the optocoupler. As a result of this, the efficiency increases, especially with a small power in the load. In addition, it becomes possible to increase the operating currents of both the transmitting and receiving parts of the optocoupler in order to reduce the delay in transmitting the PWM signal, and also to use transistors with large capacitances between the gate and the source.

На фиг.5 приведена схема вспомогательного источника питания, позволяющая обеспечить достаточным количеством электрической энергии не только схему, включающую в себя приемную часть оптопары, но и дополнительные устройства, такие как корректор коэффициента мощности, устройства защиты и т.д. При этом обычно используется или линейный стабилизатор тока или схема, включающая в себя элементы, начиная с 4.1 по 4.7.Figure 5 shows a diagram of an auxiliary power source, which allows providing a sufficient amount of electric energy not only to the circuit including the receiving part of the optocoupler, but also to additional devices, such as a power factor corrector, protection devices, etc. In this case, either a linear current stabilizer or a circuit including elements starting from 4.1 to 4.7 is usually used.

На фиг.6 показана схема, эффективно снижающая уровень вносимых в сеть высокочастотных пульсаций. Это объясняется тем, что величина емкости электролитического конденсатора в десятки раз превышает емкость конденсатора, который может быть связан непосредственно с сетью. Кроме того, при одинаковой суммарной емкости входного конденсатора, уменьшается высота платы стабилизатора тока.Figure 6 shows a circuit that effectively reduces the level of high-frequency ripple introduced into the network. This is because the capacitance of the electrolytic capacitor is tens of times greater than the capacitance of the capacitor, which can be directly connected to the network. In addition, with the same total capacitance of the input capacitor, the height of the current stabilizer board decreases.

На фиг.7 приведена схема, позволяющая повысить удобство эксплуатации, заключающееся в том, что элемент управления стабилизатором тока гальванически не связан с сетью. Работает схема следующим образом. На первичную обмотку трансформатора со схемы формирования ШИМ сигнала приходят двыхполярные дифференцированные импульсы. Действующее значение напряжения импульсов положительной полярности, также как и отрицательной полярности зависит от величины сопротивления управляющего элемента, подключенного к вторичной обмотке трансформатора. Из величины действующего значения напряжения схемой формирования управляющего сигнала вырабатывается напряжение, которое поступает на схему формирования ШИМ сигнала. В качестве управляющего элемента используются выключатели, кнопки и т.д., а для плавной регулировки выходного тока стабилизатора применяются переменные резисторы.Figure 7 shows a diagram that allows to increase the convenience of operation, namely, that the control element of the current stabilizer is not galvanically connected to the network. The scheme works as follows. Bipolar differentiated pulses arrive at the transformer primary winding from the PWM signal generation circuit. The effective voltage value of pulses of positive polarity, as well as negative polarity, depends on the resistance value of the control element connected to the secondary winding of the transformer. From the magnitude of the effective voltage value, a voltage generating circuit generates a voltage that is supplied to the PWM signal generating circuit. As a control element, switches, buttons, etc. are used, and variable resistors are used to smoothly adjust the output current of the stabilizer.

Таким образом, предлагаемый стабилизатор тока превосходит аналоги по точности (даже без применения схемы, приведенной на фиг.3), по диапазону ШИМ регулирования, по КПД, даже без применения вспомогательных источников питания (фиг.4, фиг.5) за счет того, что при одинаковой выходной мощности в предлагаемом стабилизаторе ток через транзистор будет меньше и соответственно будут меньше динамические потери, по стоимости и простоте, так как значительно проще в отечественных условиях изготовить микросхему или микросборку, включающую в себя два компаратора, оптопару и несколько резисторов, чем делать аналоги.Thus, the proposed current stabilizer surpasses analogues in accuracy (even without applying the circuit shown in figure 3), in the range of PWM regulation, in efficiency, even without the use of auxiliary power sources (figure 4, figure 5) due to that with the same output power in the proposed stabilizer, the current through the transistor will be less and, accordingly, there will be less dynamic losses, in cost and simplicity, since it is much easier in domestic conditions to make a microcircuit or microassembly that includes two computers Rathore, optocoupler and a few resistors, you do analogues.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизеSources of information taken into account during the examination

1. Data Sheet. HV99101. Data Sheet. Hv9910

2. Data Sheet. HV99612. Data Sheet. Hv9961

Claims

1. A current stabilizer comprising a circuit including a rectifier, an input capacitor, a transistor, a diode, a choke, a current sensor and an output capacitor, characterized in that the first output of the circuit containing the rectifier is connected to the positive pole of the input capacitor, the cathode of the diode, and through a current sensor connected to a PWM signal generating circuit, the second input of which can be connected to the negative pole of the output capacitor, the third input can be connected to the circuit containing the receiving part of the optocoupler, and the output is connected to the transmitting part of the optocoupler, to the positive pole of the output capacitor and the load, and the second output of the circuit containing the rectifier is connected to the negative pole of the input capacitor and the source of the transistor, the gate of which is connected to the output of the circuit containing the receiving part of the optocoupler, and the drain is connected to the anode of the diode and through throttle to the negative pole of the output capacitor and the load.

2. The current stabilizer according to claim 1, characterized in that in parallel with the input capacitor associated with the outputs of the rectifier, a first zener diode, a linear current stabilizer and a second zener diode connected to the negative pole of the input capacitor are connected in series, the first comparator and divider are connected in parallel to the first zener diode voltage, and in parallel with the second zener diode, a bridge circuit is connected, which includes an optotransistor transistor and three resistors, as well as a second comparator, the inputs are connected with the diagonal points of the bridge circuit, and the output with the gate of the transistor, in which the source is connected to the negative pole of the input capacitor, and the drain to the inductor connected to the negative pole of the output capacitor and the load, and the diode connected to the positive pole of the input capacitor, to which also connected to a current sensor connected to the positive pole of the output capacitor, the load and the resistor of the feedback circuit connected to a correction resistor connected to the negative pole of the input capacitor and the inverting input of the first comparator, whose inverting input is connected to the voltage divider and the output through a resistor to the diode photon-coupled transistor.

3. The current stabilizer according to claim 2, characterized in that an adjustable voltage divider and a device consisting of series-connected astatic and inverting amplifiers are connected in parallel with the first zener diode, one of the device inputs is connected to the positive pole of the output capacitor, the second input is connected to an adjustable voltage divider and the output through a series-connected diode and resistor is connected to a non-inverting input of the first comparator.

4. The current stabilizer according to claim 2, characterized in that the first circuit is connected to the first input of the rectifier, consisting of a series-connected capacitor and a resistor connected to the anode of the first diode and the cathode of the second diode, while the cathode of the first diode is connected to the positive pole of the first capacitor , the cathode of the third zener diode and the positive pole of the input capacitor, and the anode of the second diode is connected to the negative pole of the first capacitor, the anode of the third zener diode and the first resistor connected to the anode of the first zener diode, a second circuit is connected to the second input of the rectifier, consisting of a series-connected capacitor and a resistor connected to the anode of the third diode and the cathode of the fourth diode, the anode of the fourth diode is connected to the negative poles of the input and second capacitors, and the cathode of the third diode is connected to the positive pole of the second capacitor and cathode of the second Zener diode, while a linear current stabilizer is not used.

5. The current stabilizer according to claim 2, characterized in that the first circuit is connected to the first input of the rectifier, consisting of a series capacitor and a resistor connected to the anode of the first diode and the cathode of the second diode, while the cathodes of the first and fourth diodes are connected to the positive pole the smoothing capacitor and the cathode of the second zener diode, and the anodes of the second and third diodes are connected to the negative pole of the smoothing capacitor and the anode of the second zener diode, the second input of the rectifier is connected epochka consisting of series-connected capacitor and resistor connected to the fourth diode anode and the cathode of the third diode.

6. The current stabilizer according to claim 1, characterized in that the first output of the circuit containing the rectifier is connected to the positive poles of the first group of input capacitors, consisting of one or more capacitors, and through the primary winding of the transformer is connected to the positive poles of the second group of input capacitors, consisting of one or more capacitors, and the cathode of the diode, and the second output of the circuit containing the rectifier is connected to the negative poles of the first group of input capacitors and through the secondary winding The transformer is connected to the negative poles of the second group of input capacitors and the source of the transistor, while the first and second groups of input capacitors can include both polar and non-polar capacitors.

7. The current stabilizer according to claim 1, characterized in that the primary winding of the transformer is connected to a PWM signal generating circuit and an input of a control signal generating circuit, the output of which is connected to a PWM signal generating circuit, and the secondary winding of the transformer is connected to a control element.