SU1767652A1 - Устройство дл стабилизации переменного тока - Google Patents

Abstract

Использование: изобретение относитс  к электротехнике, а именно - к стабилизаторам переменного тока источников питани  устройств радиотехники, автоматики и вычислительной техники. Сущность изобретени : предлагаемое устройство позвол ет упростить схему стабилизатора за счет исключени  гальванически разв занного источника управл ющего напр жени , модулируемого импульсами выпр мленного напр жени , при сохранении формы и высокой стабильности величины стабилизируемого переменного тока. Дл  решени  этой задачи в устройство, содержащее мостовой диодный выпр митель 6, соединенный последовательно с токовой нагрузкой и источником питани , а также регулирующий транзистор 16, усилительный транзистор 14 и резистор 13, введены полевой транзистор 10, резисторы 9, 12,15, диод 8, конденсатор 7 и стабилитрон 11. 3 ил.

Description

Фцг.1

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в устройствах автоматики и различной радоиоаппаратуре, например, в качестве источника эталонного переменного тока.

Известны устройства дл  стабилизации переменного тока, например - по авт.св. № 1312547, кл; G 05 F 1/12; авт.св. № 498611, кл. G 05 F 1/44; пат. США Ns 4359680, кл. G 05 F 1/56; Щербаков В.И., Грездов Г.И. Электронны схемы на операционных усилител х, Справочник, Киев, Техника, 1983, с.41 и др.

Однако указанные устройства весьма сложны, многие требуют использовани  синхронизирующего синусоидального напр жени , узлов вольтодобавки, трансформаторов , или искажают форму стабилизируемого тока (или могут стабилизировать только посто нный ток).

Наиболее близко к предлагаемому устройство по авт.св. № 498611, кл. G 05 F 1 /44, содержащее мостовой выпр митель, соединенный последовательно с токовой нагрузкой , к диагонали выпр мленного тока которого подключены эммиттер и коллектор регулирующего транзистора, и источник управл ющего напр жени , подключенный между базой регулирующего транзистора и эмиттером дополнительного транзистора, введенного с целью упрощени  схемы.

Однако такое устройство требует изолированного источника управл ющего напр жени , тем более, что управл ющее напр жение должно модулироватьс  импульсами выпр мленного напр жени , что затрудн ет реализацию данного устройства .

Цель изобретени  - упрощение устройства при сохранении формы и высокой стабильности величины стабилизируемого переменного тока. Предлагаемое устройство позвол ет стабилизировать выходной переменный ток, не требу  вспомогательного источникауправл ющего напр жени , гальванически не св занного с источником стабилизируемого тока, а также без введени  управл емых дросселей и прочих элементов , существенно усложн ющих реализацию стабилизатора тока.

С этой целью в устройство, содержащее соединенные последовательно и формирующие силовую замкнутую цепь выводы дл  подключени  источника питани , выводы дл  подключени  нагрузки и выводы переменного тока мостового диодного выпр мител , кроме того, регулирующий транзистор, силова  цепь которого включена параллельно выводам посто нного тока мостового диодного выпр мител , усилительный транзистор и резистор, соединенный с базой усилительного транзистора, дополнительно введены резистивный датчик тока, конденсатор, полевой транзистор, второй . третий и четвертый резисторы, диод, стабилитрон, регулируемый резистор. При этом коллектор регулирующего транзистора соединен с положительным выводом мостового диодного выпр мител , база регулиру0 ющего транзистора через второй резистор соединена с отрицательным выводом мостового диодного выпр мител , резистивный датчик тока включен последовательно в силовую замкнутую цепь. При этом один из его

5 выводов соединен с выводом диагонали переменного тока мостового диодного выпр мител , а другой через последовательно соединенные диод и зашунтированный конденсатором регулируемый резистор соеди0 нен с положительным выводом мостового диодного выпр мител . Регулировочный вывод регулируемого резистора соединен с затвором полевого транзистора, сток которого через третий резистор соединен с от5 рицательным выводом мостового диодного выпр мител , а его исток через четвертый резистор - с положительным выводом мостового диодного выпр мител , Свободный вывод первого резистора соединен со сто0 ком полевого транзистора, эмиттер усилительного транзистора - с истоком полевого транзистора и через переход анод-кг.тод стабилитрона - с отрицательным выводом мостового диодного выпр мител , коллек5 тор усилительного транзистора соединен с базой регулирующего транзистора.

По критерию существенные отличи  следует отметить, что технические решени , содержащие признаки, сходные с предлага0 емыми;не обнаружены.

На фиг.1 показана электрическа  схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - его эквивалентна  схема; на фиг.З - циклограмма работы устройства.

5 Устройство дл  стабилизации переменного тока содержит выводы 1, 2 дл  подключени  источника питани , выводы 2, 3 дл  подключени  нагрузки, выводы 3, 4 переменного тока мостового диодного выпр ми0 тел , резистивный датчик 5 тока, мостовой диодный выпр митель 6, конденсатор 7, диод 8, регулируемый резистор 9, полевой транзистор 10, стабилитрон 11, третий резистор 12, первый резистор 13, усилительный

5 транзистор 14, четвертый резистор 15, регулирующий транзистор 16, второй резистор 17.

Схема устройства на фиг.2.,эквивалент- на  схеме на фиг.1, содержит источник выпр мленного двухполупериодного

напр жени  (что фактически не вли ет на услови  работы элементов эквивалентной схемы), полезную токовую нагрузку RHI (включенную последовательно в силовую цепь), управл емый резистор R Ogc обратной св зи (включающий в ,себ  элементы 7-15 устройства на фиг.1), резистивный датчик 5 тока, включенный в силовую цепь последовательно с источником UBX, нагрузкой RHI и регулирующим транзистором 16, и резистор 17 в цепи базы регулирующего транзистора .

Дл  обеспечени  эффективной работы схемы коэффициент усилени  по току h2i3 транзистора 16(особенно притоках I пор дка нескольких ампер) должен быть достаточно велик 01213 пор дка 10 и более, дл  чего обычно необходим составной транзистор, например - интегральный 2Т827). Если гп1Э(1б)- входное сопротивление транзистора 16, ток I выражаетс  через величину вход- ного напр жени  UBX устройства и параметры элементов схемы фиг.2 (сопротивлением токовой нагрузки RHI или пренебрегаем , или объедин ем его с R5 следующим образом; R5 R5 + RHI):

I UBX/ (R5 +

R1 -п||Э(1б) VP+ R1 + Низ (16) П21Э

Отсюда видно, что нестабильность тока I, например, за счет нестабильности величины UBX, можно компенсировать соответствующим изменением величины ROOC.

Устройство на фиг.1 (эквивалентна  схема - фиг.2) работает следующим образом .

Конденсатор 7 зар жаетс  через диод 8 до амплитудного значени  полусинусоиды фиг.3,а, получаемой в результате выпр млени  входного напр жени  UBX (фиг.3,а) диодным мостом 6 (напр жение Uc на конденсаторе 7 показано на графике фиг.3,в) и снимаемой с резистивного датчика 5 тока. При этом напр жение Uc подаетс  на затвор полевого транзистора 10, работающего в режиме малых напр жений сток-исток Уси не свыше входного напр жени  эмиттер-база Us6 транзистора 14 и  вл ющегос  дл  базы регулирующего транзистора 16 источником тока (сопротивление первого резистора 13 весьма мало, так как определ етс  только границами технологического разброса сопротивлени  эмиттер-база транзистора 16). Поскольку напр жение Ucn U36 0,7 В, полевой транзистор 10 работает как управл емый

резистор (см. книгу Щербакова В.И. и Грез- доза Г.И. Электронные схемы с операционными усилител ми, с.41), сопротивление которого зависит от напр жени  на затворе

изи. Исходное значение напр жени  затвор-исток Узи полевого транзистора 10 устанавливаетс  при нормальных значени х напр жени  UBX источника и нагрузки RHI движком резистора 9.

Увеличение (или уменьшение) тока I, например , вследствие изменени  величины UBX (фиг.З.а), приводит к некоторому увеличению (уменьшению) тока (фиг.3,6) в силовой цепи: резистивный датчик 5 тока - мост

6 - нагрузка RHI, что вызывает повышение (понижение) выпр мленного диодом 8 напр жени  Uc на конденсаторе 7 пропорци- онально среднему значению тока I, Увеличение (уменьшение) напр жени  UC7

вызывает сдвиг рабочей точки на характеристике 1С (и3и) (где 1С - ток стока транзистора 10) в сторону уменьшени  (увеличени ) lc, a так как транзистор 10 работает в режиме управл емого сопротивлени , то напр жение на его выходе уменьшаетс  (увеличиваетс ), Поскольку напр жение сток-исток иси(ю) почти равно входному напр жению иэб транзистора 14, уменьшаетс  (увеличиваетс ) ток базы транзистора 16. Следовательно , увеличение (уменьшение) тока через резистивный датчик 5 тока вызывает уменьшение (увеличение) коллекторного тока через регулирующий транзистор 16, в результате чего ток I возвращаетс  к исходной

величине. Назначение стабилитрона 11 - фиксаци  исходного напр жени  смещени  транзисторов 10 и 14.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  стабилизации переменного тока, содержащее соединенные после- довательно и формирующие силовую замкнутую цепь выводы дл  подключени  источника питани , выводы дл  подключени  нагрузки и выводы переменного тока мостового диодного выпр мител , кроме того , регулирующий транзистор, силова  цепь которого включена параллельно выводам посто нного тока мостового диодного выпр мител , усилительный транзистор и первый резистор, соединенный с базой усилительного транзистора, отличающеес  тем, что, с целью упрощени , в него введены резистивный датчик тока, конденсатор , полевой транзистор, второй, третий и четвертый резисторы, диод, стабилитрон и регулируемый резистор, при этом коллектор регулирующего транзистора соединен с положительным выводом мостового диодного выпр мител , база регулирующего транзистора через второй резистор соединена с отрицатепьным выводом мостового диодного выпр мител , резистивный датчик тока включен последовательно в силовую замкнутую цепь, при этом один из его выводов соединен о выводом диагонали переменного тока мостового диодного выпр мител , а другой его вывод через последовательно соединенные диод и заактированный конденсатором регулируемый резистор соединен с положительным выводом мостового диодного выпр мител , регулировочный ,вывод регулируемого резистора соединен с затвором полевого транзистора,

   $ Ч

   t

   -J&Y у

   г

   J

   сток которого через третий резистор соединен с отрицательным выводом мостового диодного выпр мител , а его исток через четвертый резистор соединен с положительным выводом мостового диодного выпр мител , свободный вывод первого резистора соединен со стоком полевого транзистора, эмиттер усилительного транзистора соединен с истоком полевого транзистора и через переход анод - катод стабилитрона соединен с отрицательным выводом мостового диодного выпр мител , коллектор усилительного транзистора соединен с базой регулирующего транзистора.

   Mrа

   5

   7

   /VVVVVVVVVVV

   J3XXЈЈЈ№

   8

   Фиг. 2

   .

   /

   Фи&З