же. Здесь к источнику ограниченной мощности I через блок транзисторных ключей 2 и блок диодов 3 подключен выходной фильтр, содержащий дроссель 4 и конденсатор 5, параллельно с .которым соединен датчик напр жени , построенный, например, на стабилитроне 6 и резисторе 7, подключенном -к эмиттер-базовому переходу регулирующего транзистора 8. Транзистор 8 соединен последовательно с транзистором 9 полумостового задающего магнитно-транзисторного автогенератора , содержащего, кроме транзистора 9, трансформатор 10, вторична обмотка которого соединена с управл ющей цепью блока транзисторных ключей, делитель напр жени на резисторах 11, 12 и конденсаторах 13, 14 и транзистор 15, зашунтированный тиристором 16, реализующим разр дный ключ релаксационного генератора. К источнику питани 17 задающего автогенератора через регулирующий транзистор 8 подключены последовательно соединенные резистор 18 и конденсатор 19 релаксационного генератора. Конденсатор 19 соединен параллельно с разр дным ключом через диод 20 и подключен к управл ющему входу разр дного ключа через диод 21 и выход датчика мощности 22 нагрузки 23. При подключении источников 1 и 17 ко всем плечам задающего автогенератора подводитс напр жение, так как регулирующий транзистор 8, закрытый в исходном состо нии , зашунтирован резистором 24, который обеспечивает запуск задающего автогенератора . На вторичной обмотке трансфор матора 10 будет наводитьс э.д. с., открывающа транзисторные ключи 2 на врем t при открытом транзисторе 9 и запирающа его на врем (Т-г,,) при открытом транзисторе 15 (Т - период изменени пол рности э.д. с. вторичной обмотки трансформатора 10). Если обозначить через ABi индукцию перемагничивани сердечника трансформатора 10 при открытом транзисторе 15, а через ASg - при открытом транзисторе 9, то можно записать В, (Г Q, VВУ где и - напр жение источника 17; /8, и а, Uiz - падение напр жени соответственно на эмиттер-коллекторном переходе регулирующего транзистора 8, сопротивлеПИЯХ резисторов 11 и 12; S, W - соответственно площадь поперечного сечени сердечника и число витков первичной обмотки трансформатора 10. Так как ASi AB2, f/i2 f/-f/u, .vU где t/H - напр жение на нагрузке 23, а Ки - коэффициент пропорциональности, то т f u 4Rii +Rit где - - коэффициент заполнени импульсов; и и Riz - соответственно сопротивлени резисторов 11 и 12. Значение частоты задающего автогенератора г J 11/24 т zf,, KuU„R, - Длительность импульса 1и сформирована релаксационным генератором путем обеспечени принудительного изменгни направлени перемагничивани сердечника трансформатора 10 при шунтировании закрытого транзистора 15 тиристором 16, на управл ющий электрод которого через диод 21 подведено напр жение, равное разности напр жени C/ig конденсатора 19 и выходного напр жени датчика мощности. При запирании транзистора 15 конденсатор 19 зар жаетс от источника 17 через регулирующий транзистор 8 и резистор 18. В момент превыщени напр жени конденсатора 19 выходного сигнала датчика мощности 22 открываетс тиристор 16. Сердечник трансформатора 10 перемагничиваетс , э.д. с. его вторичной обмотки измен ет пол рность и блок транзисторных ключей 2 запираетс . Разр д конденсатора 19 осуществл етс через диод 20 и транзистор 15, который открываетс и удерживаетс в открытом .состо нии за счет обмотки положительной обратной св зи трансформатора. Следовательно и,, (U- KaU,) U,, КР Я, где Ris - сопротивление резистора 18; - емкость конденсатора 19; РН - мощность нагрузки; Кр - коэффициент пропорциональности. С достаточной дл практики точностью можно прин ть, что C/i9 f/22. Поэтому, рещив это равенство относительно t получим 1„ 1 .(о) KaU, Подставив выражение (3) в (2), определим закон, по которому измен етс частота задающего автогенератора 1 : п. 1 + RIZ Из выражени (4) следует, что с увеличением мощности нагрузки РН частота f задащего автогенератора уменьщаетс , что приводит к снижению мощности потерь в импульсном стабилизаторе напр жени . Правомерность такого заключени можно оказать на основе анализа составл ющих поерь электроэнергии в стабилизаторе, величиа которых определ етс в основном потер и в блоке транзисторных ключей, дросселе и онденсаторе выходного фильтра. Мощность отерь в блоке транзисторных ключей пропорциональна частоте их переключени в силу увеличени времени нахождени транзисторов в активном режиме. Мощность потерь в фильтре, вызванна посто нной составл ющей тока, не зависит от частоты переключени , а определ етс только мощностью в нагрузке и омическим сопротивлением обмотки дроссел . Мощность потерь в фильтре от переменной составл ющей тока с увеличением частоты снижаетс из-за уменьшени времени между импульсами и уменьшени в €в зи с этим амплитуды этой составл ющей. График суммарных потерь дл фиксировани значений потребл емой нагрузкой мощности в функции от частоты представл ет собой вогнутую кривую, имеющую экстемум. При увеличении мощности нагрузки экстемум указанной функции сдвигаетс в область более низких частот переключени транзисторов.same Here, an output filter containing a choke 4 and a capacitor 5 is connected to a source of limited power I through a block of transistor switches 2 and a block of diodes 3, in parallel with a voltage sensor connected, for example, to zener diode 6 and a resistor 7 connected to the emitter -base transition regulating transistor 8. Transistor 8 is connected in series with the transistor 9 half-bridge master magnet-transistor oscillator, containing, in addition to transistor 9, a transformer 10, the secondary winding of which is connected and with a control circuit of the transistor switch unit, a voltage divider across resistors 11, 12, and capacitors 13, 14, and a transistor 15, shunted by a thyristor 16, implementing a discharge key of a relaxation generator. A resistor 18 and a relaxation generator capacitor 19 are connected in series to the power source 17 of the master oscillator via the control transistor 8. The capacitor 19 is connected in parallel with the bit switch via diode 20 and connected to the control input of the bit switch via diode 21 and the output of power sensor 22 of load 23. When sources 1 and 17 are connected, all the arms of the master oscillator are energized, as the control transistor 8, closed in its initial state, is shunted by a resistor 24, which ensures the start of the master oscillator. The secondary winding of the transformer 10 will be induced by the ed. c., which opens the transistor switches 2 for the time t with the open transistor 9 and locking it for the time (Tg ,,) with the open transistor 15 (T is the polarity change period of the electrolytic secondary of the secondary winding of the transformer 10). If we denote by ABi the induction of magnetization reversal of the core of the transformer 10 with the open transistor 15, and through ASg with the open transistor 9, then we can write B, (G Q, VVU where and is the source voltage 17; / 8, and a, Uiz - drop voltage, respectively, at the emitter-collector junction of the regulating transistor 8, the resistance of the resistors of the resistors 11 and 12; S, W are respectively the cross-sectional area of the core and the number of turns of the transformer primary winding 10. Since ASi AB2, f / i2 f / -f / u, .vU where t / H is the voltage across the load 23, and Ki is the ratio proportional to then t fu 4Rii + Rit where - is the pulse filling factor; and and Riz are the resistances of resistors 11 and 12, respectively. Frequency of the master oscillator g J 11/24 t zf ,, KuU "R, - Pulse duration 1 and formed by a relaxation generator by providing a forced change in the direction of magnetization reversal of the core of the transformer 10 when the closed transistor 15 is bridged by the thyristor 16, the control electrode of which through the diode 21 is supplied with a voltage equal to the difference of the voltage C / ig of the capacitor 19 and the output voltage Power sensor. When the transistor 15 is locked, the capacitor 19 is charged from the source 17 through the regulating transistor 8 and the resistor 18. At the time when the output signal of the power sensor 22 is exceeded by the capacitor 19, the thyristor 16 opens. The core of the transformer 10 alternates magnetically, ed. with. its secondary winding changes polarity and the transistor switch 2 is locked. The capacitor 19 is discharged through the diode 20 and the transistor 15, which is opened and held in the open state by winding the positive feedback of the transformer. Consequently, and, (U-KaU,) U ,, CR I, where Ris is the resistance of resistor 18; - capacitor capacitance 19; PH - power load; Kp - coefficient of proportionality. With sufficient accuracy for practice, it can be assumed that C / i9 f / 22. Therefore, having solved this equality with respect to t, we get 1 11. (O) KaU, Substituting expression (3) into (2), we determine the law according to which the frequency of the master oscillator 1 changes: Section 1 + RIZ From expression (4) it follows , that with an increase in the power of the load, the PH frequency f of the master oscillator decreases, which leads to a decrease in the power loss in the pulsed voltage regulator. The validity of such a conclusion can be provided on the basis of the analysis of the components of the power generator in the stabilizer, the magnitude of which is determined mainly by the loss and in the transistor switch unit, choke and capacitor of the output filter. The power in the transistor switch block is proportional to the frequency of their switching due to an increase in the time that the transistors are in active mode. The power of losses in the filter, caused by the constant component of the current, does not depend on the switching frequency, but is determined only by the power in the load and the ohmic resistance of the winding of the throttle. The power loss in the filter from the variable component of the current decreases with increasing frequency due to a decrease in the time between pulses and a decrease in € in this way of the amplitude of this component. The graph of total losses for fixing the values of power consumed by the load as a function of frequency is a concave curve having an extremum. With an increase in the load power, the extremum of the indicated function shifts to the region of lower switching frequencies of the transistors.
Поэтому реализованное в предложенном устройстве снижение частоты задающего магнитно-транзисторного автогенератора по мере увеличени мощности нагрузки способствует посто нному достижению экстремального (минимально возможного) значени потерь электроэнергии в процессе регулировани напр жени , и следовательно, снижению веса автономной системы электроснабжени ограниченной мощности, особенно системы с запасом химической энергии.Therefore, the reduction in the frequency of the master magneto-transistor oscillator implemented in the proposed device as the load power increases contributes to the constant achievement of the extreme (minimum possible) value of the electric power losses during the voltage regulation process and, consequently, to reduce the weight of the autonomous power supply system of limited power, especially the system with a margin chemical energy.