SU1347075A1 - Импульсный стабилизатор напр жени посто нного тока с плавным запуском - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к источникам вторичного электропитани  электро- радиоаппаратуры. Цель изобретени  - .уменьшение времени переходного процесса при запуске с сохранением ограничени  по перерегулированию. Силовой канал стабилизатора имеет трансформатор 1, регулирующий элемент в виде диодно-тиристорного СеС

Description

моста 2 и LC-фильтр 3. Канал управлени  состоит из резисторного делител  4 напр жени , блока 10 опорного напр жени , усилител  11 сигнала рассогласовани , генератора 6 пилообразного напр жени  и широтно-им- пульсного модул тора в вице, релейного органа 8. Плавный запуск осуществл етс  с помощью интегратора 14, Подключенного выходной цепью к тому же входу релейного органа 8,

1

Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  использовани  при реализации вторичного злектропитани  электрорадиоаппаратуры , в частности мощных элементов индикации .

Целью изобретени   вл етс  уменьшение времени переходного процесса при запуске с сохранением ограничени  по перерегулированию.

На фиг,1 представлена принципиальна  электрическа  схема импульсного стабилизатора напр жени  посто нного тока с плавным запуском; на фиг.2 - переходна  характеристики стабилизатора о

Стабилизатор напр жени  содержит силовой однофазный трансформатор 1, перва  вторична  обмотка которого подключена к регулирующему элементу- диодно-тиристорному мосту 2, соединенному с LC-фильтром 3, Резисторный делитель 4 напр жени  включен на выходе LC-фильтра 3 параллельно нагрузке 5, Вход генератора 6 ni-шообраз- ного напр жени  соединен с выходом мостового выпр мител  7, подключенного к второй вторичной обмотке силового однофазного трансформатора 1, а выход- к первому входу широтно- импульсного модул тора релейного элемента 8. Питание релейного элемента 8 осуществлено суммарным напр жением мостового выпр мител  9 (с фильтром ) , подключенного к третьей вторичной обмотке силового однофазного трансформатора 1, и диодно-тиристор-- ного моста 2. В состав устройства

что и усилитель 11. Генератор 14 выполнен управл емым. Управление производитс  выходным напр жением стабилизатора , воздействующим на полевой транзистор 18, вход щий в состав интегратора 14. Непосредственно после включени  стабилизатора посто нна  времени интегратора 14 оказываетс  малой, а затем благодар  закрытию полевого транзистора 18 увеличиваетс . 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

вход т также блок 10 опорного напр жени , усилитель 11 сигнала рассогласовани , инвертор 12, опорный элемент 13 и управл емый интегратор 14, Пос- (, ледний состоит из операционного усилител  15 с интегрирующим конденсатором 16 в цепи обратной св зи, зар дного резистора 17 и полевого транзистора 18. Канал сток-исток транзис- 0 тора 18 включен последовательно с зар дным резистором 17 в цепь св зи инвертирующего входа операционного усилител  15 с одним из выходов источника 19 двухпол рного посто нно5 го напр жени , а канал шток-затвор  вл етс  управл ющим входом интегратора , подключенным к выходу резисторного делител  4 напр жени . Неинвертирующий вход операционного уси0 лител  15 соединен с шиной 20 нулевого потенциала. Выходна  цепь Управл емого интегратора 14 (в частности, выход инвертора 12) и выход опорного элемента 13 подключены к второму

5 входу релейного элемента 8. Каждый из двух выходов релейного элемента 8 соединен с соответствующим управл ющим входом диодно-тиристорного моста 2. Источник 19 вырабатывает два

0 питающих напр жени  +Е и -Е, имеющих относительно шины 20 нулевого потенциала положительную и отрицательную пол рности . Источник 19 имеет выводы 21 и 22.

5 Стабилизатор работает следующим образом.

В номинальном режиме стабилизации в усилителе 11 происходит сравнение сигнала обратной св зи с выхода резисторного делител  4 и опорного напр жени  блока 10, а также усиление разностного сигнала. В релейном элементе 8 происходит сравнение пилообразного напр жени  генератора 6 и напр жени  на выходе усилител  11. На выходах релейного элемента 8 формируютс  импульсы, управл ющие тиристорами диодно-тиристор- ного моста 2.

Работа генератора 6 синхронизирована через мостовой выпр митель 7 частотой питающей сети. Поэтому угол открывани  тиристоров диодно-тирис- торного моста 2 и длительность импульсов завис т от-напр жени  на выходе усилител  11. Если величина напр жени  на выходе усилител  11 превышает величину пилообразного напр жени  генератора 6, импульсы на выходах релейного элемента 8 отсутствуют и тиристоры диодно-тирис- торного моста 2 закрыты. Если напр жение на выходе усилител  11 близкое к нулю, на выходах релейного элемента 8 присутствует посто нное напр жение и тиристоры диодно-тирис- торного моста 2 полностью открыты.

В номинальном режиме стабилизации напр жение на нагрузке 5 поддерживаетс  стабилизированным за счет отрицательной обратной св зи, осуществл емой через усилитель 11. Величина напр жени  на нагрузке 5 определ етс  регулировкой сопротивлени  резисторного делител  4 напр жени  (изменением сопротивлени  регулируемого резистора, либо подбором сопротивлений обоих резисторов и опорным напр жением блока 10).

Через мостовой выпр митель 9 питаетс  цепь управлени  тиристорами диодно-тиристорного моста 2. Мостовой выпр митель 9, диодно-тиристор- ный мост 2 и мостовой выпр митель

7питаютс  от вторичных обмоток силового однофазного трансформатора 1

Источник 19 двухпол рного напр жени  питает генератор 6, релейный элемент 8, усилитель 11, блок 10, инвертор 12, опорный элемент 13 и интегратор 14.

При включении стабилизатора напр жение на выходе интегратора 14 близко-к нулевому потенциалу шины 20

8инверторе 12 происходит алгебраическое суммирование сигналов с выходов интегратора 14 и опорного элемента 13, а также усиление разностного сигнала. Поэтому в момент вклю

чени  на выходе инвертора 12 устанавливаетс  положительное напр жение, близкое по величине к напр жению +Е на соответствующем выходе источника 19 двухпол рного напр жени . Это

напр жение по величине превышает амплитуду пилообразного напр жени  генер атора 6. Поэтому импульсы на выходах релейного элемента 8 отсутствуют и тиристоры диодно-тиристорного моста 2 закрыты. По мере зар да конденсатора. 16 напр жение на выходе интегратора 14 увеличиваетс , что вызывает уменьшение положительного напр жени  на выходе инвертора 12 и

по вление импульсов на выходах релейного элемента 8. По мере зар да конденсатора 16 происходит уменьшение угла зажигани  тиристоров диодно- тиристорного моста 2 и увеличение

напр жени  на нагрузке 5.

Скорость нарастани  напр жени  на нагрузке 5 зависит, таким образом, от посто нной времени зар да tfg, интегрирующего конденсатора 16

,в (R,g+ R,T)-C,, ,

где R

18

5

R16

-сопротивление канала сток-исток полевого транзистора 18;

-сопротивление зар дного резистора 17;

-емкость конденсатора 16. Так как LC-фильтр 3 представл ет

0 собой интегрирующее звено, сигнал отрицательной обратной св зи поступает на усилитель 11 с задержкой, что предопредел ет колебательный характер переходного процесса стаби45

лизатора.

В известных устройствах величина перерегулировани  достигает 20-30% от номинального стабилизированного напр жени .

Дл  уменьшени  величины перерегулировани  в допустимых пределах необходимо уменьшить скорость нарастани  напр жени  на нагрузке 5, что достигаетс  за счет увеличени  посто нной времени зар да конденсатора 16. Наиболее простой способ уменьшени  величины перерегулировани  заключаетс  в увеличении сопротивлени  зар дного резистора 17,

Однако при. этом увеличиваетс  врем  переходного процесса tngp . При запуске стабилизатора необходимо снижать величину перерегулировани  до допустимых пределов и максимально уменьшать врем  переходного процесса

С этой целью интегратор 14 выполнен управл емым, например,, с использованием полевого транзистора 18„ В начальный момент после включени  ста билизатора напр жение между истоком и затвором полевого транзистора 18 равно нулю и сопротивление R д канала сток-исток полевого транзистора 18 минимальное. Скорость нарастани  напр жени  на нагрузке 5 при этом максимальна .

Потенциал инвертирующего входа операционного усилител  15 близок к нелевому потенциалу шины 20, поэтому при увеличении напр жени  на нагрузке 5 затвор полевого транзистора 18 становитс  положительнее его истока и сопротивление R,g увеличиваетс , Следовательно, посто нна  времени зар да koндeнcaтopa 16 возрастает и скорость нарастани  напр жени  на нагрузке 5 уменьшаетс ,

Подбира  сопротивление R,, зар дного резистора 17, можно получить переходную характеристику (t) практически без перерегулировани  (фиг.2), одновременно уменьшив врем  переходного процесса (по сравнению с переходной характеристикой, подучаемой при подборе сопротивлени  резистора интегрирующей цепи в схеме интегратора известных устройств).

Claims (2)

1.Импульсньй стабилизатор напр жени  посто нного тока с плавным

запуском, содержащий регулирующий элемент, входна  цепь которого соединена с выводами дл  подключени  первичной питающей сети, а выход

через LC-фипьтр - с выводами дл  подключени  нагрузки и входом делител  напр жени , усилитель сигнала рассогласовани , входы которого подключены к выходам делител  напр жени  и блока опорного напр жени  широтно-импульсньш модул тор, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно генератора пилообразного напр жени  и усилител  сигнала рассогласовани , а выход- с управл ющим входом регулирующего элемента, интегратор, выходна  цепь которого подключена к второму входу широтно-импульсного модул тора, о тличающийс  тем, что, с целью уменьшени  времени переходного процесса при запуске с сохранением ограничени  по перерегулированию интегратор выполнен управл емым, причем его управл югдий вход соединен с выходом делител  напр жени ,

2. Стабилизатор по п.

отличающийс  тем, что управл емый инте1: ратор включает в себ  операционный усилитель5 неинвертирующий

вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, интегрируюшт й конденсатор , включенный между выходом и инвертирующим входом операционного

усилител , полевой транзистор, канал сток-исток которого включен последо-- вательно с зар дным резистором в цепь св зи инвертирующего входа операционного усилител  с выходом источника

посто нного напр жени , а канал исток-затвор  вл етс  управл юЕцим входом интегратора.

Фиг. г

Редактор О,Головач

Составитель Л.Морозов

Техред И.Попович Корректор Л.Пилипенко

Заказ 5119/46Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва Ж-35, Раушска  наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4