(54) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ Целью дополнительного изобретени вл етс ограничение амплитуды пульсаций выходного напр жени . Поставленна цель достигаетс ,тем, что импульсный стабилитрон напр жени по авт. св. № 506839 снабжен управл емым формирователем напр жени , пропорционального квадрату частоты, управл ющий вход которого подключен к выходу задающего магнито-транзисторного автогенератора, питающий вход - к выходным выводам, а выход к точке соединени транзистора второго плеча магнито-трапзисторного автогенератора и конденсатора релаксационного генератора. Принципиальна электрическа схема устройства изображена на чертеже. Здесь к источнику ограниченной мощ-. ности 1 через блок транзисторных ключей 2 и блок; диодов 3 подключен выходной фильтр, содержащий дроссель 4 и конденсатор 5, параллельно с кото13ЫМ соединен датчик напр жени , построенный , например , йа стабилитроне б и резисторе 7, подключенном к эмиттер-базовому переходу регулирующего транзистора 8. Транзистор 8 соединен noeJfeScsSa TenibWcr с гра нзист6р6м $ прлумостоврго задающего магнито-транзис торногр; автогенератора, содержащего, кроме транзистора 9, трансформатора 10,деЛИтелв напр жени на резисторах 11,12 и конденсаторах 13, 14 и транзистор 15, зашунтированнйй тиристором 16 релаксационного генера;тора, резистор 17. и конденсатор 18, соединенный последовательно и через регулирующий транзистор 8 подключенный к источнику питани ма нито-тракзисторного автогенератора . Управл ющий вход релаксационного генератора через разв зываю1цие диода 19, 20 подключен к выходу датчика мощности 21 нагрузки 22. Управл емый формирователь напр жени 2 пропорционального квадрату частоты, содержит два соединенных псэследова тёШ1Н15малШбщныхffin pa на транзисторах. 24, 25, обратных диодах 26, 27 и индуктивно-емкостных фильтрах 28, 29 и 30,31. Резистор 32 подключен параллельно к выходу фо мировател напр жени и вл етс дл него нагрузкой. Эмиттер-базовые пере ходы транзисторов 24-й 25, заШунтиро ранные туннельными диодами 33 и 3.4, разделительные диоды 35, 36 со динены параллельно и образуют цепь управлени , котора через врем задаю Щий .конденсатор 37 и параметрический стабилизатор аапр жени на резисторе 38 и стабилитроне 39 подключена к вы ходу магнйто-транзисторного автогене ратора. Цепи питани формировател 2 подключены к в.ыходным выводам. В качестве источника питани задающего |Магнито-транзисторного автогейератор использораны встречно-последовательно соединенные выходы импульсного стабилизатора напр же(ги и формировател 23 (конденсатор 31 и резистор 32). Стабилитрон 40, шунтирующий блок транзисторных ключей 2, и дроссель 4 фильтра обеспечивают первоначальный запуск схемы. При подключении источника 1 ко входу устройства стабилитрон --40 пробиваетс и к плечам магнито-транзисторного автогенератора прикладываетс напр жение , величина которого определ етс соотношением сопротивлений резисторов 11, 12, 32 и значением напр жени пробо стабилитрона 40. Под действием приложенного напр жени магнито-транзисторный автогенератор запускаетс и, коммутиру транзисторы блока 2, увеличивает напр жение на выходе устройства до значени напр жени стабилизации Пц на нагрузке. После этого .стабилитрон 40 закрываетс , так как приложенное к нему напр жение , равное разности напр жени источника и напр жени на нагрузке U становитс меньще напр жени его пробо . В становившемс режиме работы напр жение и питани магнито-транзисторНйго автогенератора согласно закону Кирхгофа определ етс разностью напр жений Цц на нагрузке и Пф на выходе формировател :. . (1) Так как напр жение питани формировател равно, напр жению на нагруз- ке, то его выходное напр жение можно определить по выражению , 2 (2) где t , Т, tf,2 Tg - COOT в ет ставен но длительность открытого состо ни и период коммутации транзисторов 24 и 25, В силу TorOf что управл ющие переходы транзисторов 24, 25 подключены параллельно к выходу задающего автогенератора через общий врем задающий конденсатор 37, справедливы соотношени где длительность открытого сос- то ни транзисторов 24, 25; Т - период изменени выходного сигнала задающего автогенератора. Длительность t посто нна на своем диапазоне изменени мощности нагрузки и определ етс только параметрами используемых туннельных диодов 33, 34, ста.билитрона 39.и величиной емкости врем залающего конденсатора 37, Подбором параметров указанных элементов tri0 можно измен ть в достаточно широких пределах. Слеловательно значе ио выходного напр жени Лормироватол 23 определ етс выражением u.--u.,t:,.f-, -ф- н МФ1 (3) Н Мф где f - - частота выходного сигнала задающего магнито-траизисторного автогенератора (частота коммутации тра зисторных ключей блока 2). Подставив выражение (3) в выражение (1) получим закон, по которому в предложенном устройстве измен етс напр жение питани задающего автогенератора и-и,-и,.. Известно, что амплитуда пульсаций ли напр жени на нагрузке определ е с величиной индуктивности L дроссел 4, емкости С конденсатора 5, частотой f коммутации транзисторных клю чей блока 2 и временем t их открыто го состо ни согласно выражению О, Как в устройстве по авт. св. № 506839, так и в предлох енном устройстве отношение - определ етс выражением . .R,- где Ку - коэффициент пропорционально ти , И Г значение сопротивлений рези торов 11, 12, . и - напр жение питани задающего автогенератора. Подставив выражение (6) в выражение (5) и провед несложные преобразовани , получим закон, по которому необходимо изменить напр жение пита-ни задающего автогенератора, чтобы амплитуда пульсаций напр жени на на грузке оставалась равной на всем диа пазоне изменени частоты. Uu- в1.Сй.и .
Сопоставл требуемый с точки зрени обеспечени заданной амплитуды пульсаций напр жени на нагрузке (выражение 7) и реализованный в предложенном устройстве (выражение 4) законы изменени напр жени питани задающего автогенератора, нетрудно видеть , что,, если подбором параметров туннельных ДИ9ДОВ 33, 34, стабилитрона 39 и конденсатора 37 .обеспечить справедливость равенства
иц1 ф--еисли, (g
то в предложенном устройстве амплитуда пульсаций напр жени на нагрузке не превырит допустимой величины ди на всем диапазон.е изменени частоты переключени транзисторов блока 2,
Как следует из выражени (11) частота коммутации транзисторных ключей блока 2 с увеличением мощности нагрузки уменьшаетс , вызыва , как и в устройстве по авт. св. № 506839, снижение мощности потерь на силовых элементах схемы. Но при этом амплитуда пульсаций напр жени на нагрузке сохран етс на уровне допустимых значений независимо от величины потребл емой от источника мощности. Физически это объ сн етс тем, что при увеличёНИИ мощности нагрузки коммутации транзисторных ключей амплитуда с одной стороны уменьшаетс релаксационным генератором по сигналам с датчика мощности . Потребл емой нагрузкой, а с
другой стороны увеличиваетс за сче определ емой уровнем потребл емой нагрузкой мощности.. При этом длителг,ность открытого состо ни транзисторов 24, 25 должна удовлетвор ть равенству I euci -. -В устройстве по авт. св. № 506839 частота коммутации транзисторов блока 2 в зависимости от мощности нагрузки измен етс в соответствии с выражением , f.. 1. 11 12 P 17 18 H где Кр- коэффициент пропорциональнос5J . Cjg- соответственно сопротивление резистора 17 и емкость конденсатора 18; РН- мощность нагрузки. ; в нем напр жение питани U задающего магнито-транзисторного автогенератора посто нно, В результате частота его выходного сигнала оказываетс обратно пропорциональной мощности нагрузки . В предложенном устройстве напр жение питани задающего магнито-тран- . зисторного автогенератора не остаетс посто нной, а измен етс в соответствии с выражением (4), Поэтому, .подставив выражение (4) в выражение (10), после элементарных алгебраических преобразований получим закон изменени частоты выходного сигнала задающего магнито-транзисторного автогенератора (частота коммутации транзисторов блока 2) в функции мощности нагрузки , при котором а1 гплитуда тльсаций выходного напр жени стабилитрона сохран етс неизменной на уровне допустимого значени lVRn i8ibi b2 16лСлиК., ,-VR.,P 6 дс дич.