SU1339515A1 - Стабилизатор переменного напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области регулировани  электрических величин, а именно к стабилизаторам действующего значени  переменного напр жени . Цель изобретени - упрощение при стабилизации действующего значени  переменного напр жени . Цель достигаетс  введением ключевого транзистора 6, накопительного конденсатора 4, зар дного резистора 5. В начале каждого такта работы задающего генератора 2 зар жаетс  конденсатор 12, и открываетс  один из транзисторов инвертора 1. Напр лсение на конденсаторе 12 уменьщаетс  по экспоненте и сравниваетс  усилителем 15 с входным напр жением инвертора, снимаемым с делител  18. В момент сравнени  выходное напр жение усилител  15 закрывает транзистор 24, и открытый транзистор инвертора закрываетс , 1 з.п. ф-лы, 1 ил. S (Л со со со ел ел

Description

Изобретение относитс  к электротехнике, в частности к стабилизаторам действующего значени  переменного напр жени  пр моугольной формы, предназначенным дл  питани  нагрузок, требующих стабилизации действующего значени  переменного напр жени  (лампы накаливани , нагреватели , электромагнитные механизмы, электродвигатели и т.п.).

Цель изобретени  - упрощение стабилизатора действующего значени  переменного напр жени  пр моугольной формы.

На чертеже представлена принципиальна  схема предлагаемого стабилизатора.

Стабилизатор содержит транзисторный инвертор 1 с трансформаторным выходом, задающий генератор 2, источник 3 опорного напр жени , накопительный конденсатор 4, зар дный резистор 5, ключевой транзистор 6, управл ющий вход которого образован резисторами 7 и 8, выпр митель 9, дифференцирующую цепочку 10 и 11, ко.нденсатор 12 и первый 13 и второй 14 резисторы, операционный усилитель 15, входные выводы 16 и 17, делитель 18 обратной св зи, третий резистор 19 и распределитель 20 импульсов . Вход последнего подключен к выходу операционного усилител  через стабилитрон 21 и ограничивающий резистор 22. Распределитель содержит щунтирующий резистор 23, транзистор 24, диоды 25 и 26, резистор 27, второй 28 и третий 29 выходы задающего генератора.

Стабилизатор работает следующим образом .

При изменении амплитуды входного напр жени  длительность импульсов переменного напр жени  должна измен тьс  обратно пропорционально квадрату ее амплитуды при стабилизации действующего значени  переменного напр жени .

Сформировать обратную квадратичную зависимость длительности и амплитуды простыми аппаратурными средствами не представл етс  возможным ввиду сложности и низкой точности преобразовател .

В определенном конечном диапазоне изменени  входного напр жени  квадратичную гиперболу можно аппроксимировать отрезком экспоненты.

Из услови  совпадени  двух точек кри- и максимального приближени  по длительности в диапазоне входного напр жени  26-32, В погрешность аппроксимации не превышает 1%. При расширении диапазона входного напр жени  до 23-34 В погрешность аппроксимации не превышает 2% от действующего значени  переменного выходного напр жени .

Стабилизацию действующего значени  переменного напр жени  осуществл ют по следующему принципу.

В начале включают силовой ключ обеспечива  начало импульса выходного переменного напр жени , затем формируют напр жение , измен ющеес  во времени по закону , близкому к квадратичной гиперболе, разр жа  конденсатор на резистор, далее сравнивают текущее значение амплитуды

входного напр жени  с измен ющимс  напр жением на конденсаторе, и, наконец, отключают силовой ключ при совпадении сравниваемых напр жений.

Формирование длительности импуль ,, сов переменного напр жени  производ т каждый полупериод, исключа  тем самым по вление посто нной составл ющей напр жени  преобразовател .

Формирование аппроксимирующей квадратичной гиперболы экспоненты произво5 дитс  при разр де конденсатора 12 на резистор 13 и последующим зар дом его путем кратковременного подключени  к выходу источника 3 опорного напр жени , за- шунтированного накопительнь м конденсатором 4, емкость которого на пор док больше

0 емкости конденсатора 12.

Врем  включени  транзистора 6 составл ет 1/250-1/500 времени полупериода и определ етс  дифференцирующей цепочкой 10 и 11.

5 После выключени  ключевого транзистора 6 от источника 3 конденсатор 12 разр жаетс  через разр дный резистор 13 и резистор 14. При этом операционный усилитель 15 производит сравнение напр жений на конденсаторе 12 и входном делителе 18.

0 Если напр жение конденсатора 12 превосходит напр жение входного делител  18, операционный усилитель 15 выдает сигнал, при котором транзистор 24 открыт, следовательно , открыт и один из транзисторов инвертора 1.

5 Когда входное напр жение имеет минимально допустимое значение, длительность открытого состо ни  транзистора преобразовател  равна длительности управл ю- ц;его импульса задающего генератора.

Если .амплитуда входного напр жени  увеличиваетс , напр жение управл ющего конденсатора 12, измн ющеес  по экспоненциальному закону, равно амплитуде на делителе входного напр жени  раньше окон5 чани  полупериода управл ющего напр жени  задающего генератора. Параметры экспоненты , начальна  амплитуда напр жени  и посто нна  разр да подобраны так, что в рабочем диапазоне входного напр жени  они аппроксимируют квадратичную гипер0 болу, обеспечива  тем самым стабилизацию действующего значени  выходного переменного напр жени  преобразовател  1. Стабилитрон 21 необходим дл  того, чтобы исключить включение транзистора 24 при высоком «нулевом уровне выход5 ного напр жени  операционного усилител  15.

Дл  повышени  КПД двухтактный транзисторный преобразователь выполнен с форсирующими конденсаторами, которые обеспечивают снижение длительности фронтов переключени  и установлены параллельно базовым резисторам.

Claims (2)

1. Стабилизатор переменного напр же ни , содержащий транзисторный инвертор, с трансформаторным выходом, управл ющие входы инвертора подключены к выходам распределител  импульсов, вход которого подключен к выходу операционного усилител  через последовательно соединенные стабилитрон и ограничивающий резистор , источник опорного напр жени , делитель обратной св зи, резисторы, выпр митель , задающий генератор, дифференцирующую цепочку и конденсатор, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  при стабилизации действующего значени  переменного напр жени  пр моугольной формы, в него ввод тс  ключевой транзистор, накопительный конденсатор, зар дный резистор, причем вход дифференцирующей цепочки подключен к первому выходу задающего генератора , а ее выход - к входу выпр мител , выход которого подключен к управ0

л ющему входу ключевого транзистора, выход источника опорного напр жени  за- щунтирован накопительным конденсатором через зар дный резистор, силовые выводы ключевого транзистора и параллельно соединенные конденсатор и первый резистор подключены к одному входному выводу, обща  точка соединени  конденсатора н первого резистора через второй резистор соединена с первым входом операционного усилител , второй вход которого через третий резистор соединен с выходом делител  обратной св зи, вход которого подключен к входным выводам, входам источника опорного напр жени  и инвертора.

2.- Стабилизатор по п. 1, отличающийс  тем, что распределитель импульсов включает последовательно соединенные резистор и транзистор, к выходному выводу которого подключены одноименными выводами два диода, другие выводы которых через 0 противофазные второй и третий выходы задающего генератора подключены к выходам распределител , управл ющий вывод транзистора соединен с входом распределител , а параллельно управл ющим выводам транзистора включен щунтирующий резистор.

5

5