SU693353A1 - Стабилизированный источник питани посто нного тока - Google Patents

Description

(54) СТАБИЛИЗИРОВАНШЛЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА нбсти и уменьшени  размеров и массы источника. . Это достигаетс  тем, что в стаби лизированный источник питани  пос .тоннного тока введены управл ющий транзистор, дополнительный резистор интегрирующий конденсатор, разв зывающий и разделительные диодй, ре .зистор и токоограничивающий резисто при: ем база управл ющего транзистор одна пластина интегрирующего конден сатора и один вывод дополнительно- то резистора через разв зывающий ДИОД подключенык эмиттеру регулирующего транзистора, коллектор управл ющего транзистора подключен к объединенным входам измерительных элементов, его эмиттер - к отрицательной шине вспомогательного выпр мител  и катоду одного разделительного диода, анод которого соедиьен q положительной шиной управл емого выпр мител  и катодом второго разделительного диода, анод которого через резистор соединен со второй пластиной интегрирующего конденсатора, вторым выводом дополнительного резистора и вторым выводом токоограничивающего резисто1ра, первый вывод которого подключен к коллектору регулирующего тр1анзистора . На чертеже приведена принципиаль на  электрическа  схема предлагаемого стабилизированного источника питани  посто нного тока. Источник питани  содержит силовой трансформатор 1,имеющий вспо- моГательную обмотку 2, основную обмотку 3 и управл емую обмотку 4, неуправл емый диод 5, тиристоры по числу отводов управл емой обмотки (насхеме показаны два из них 6, 7 вспомогательный выпр митель 8, основной вь1пр митель 9, источник 10 пороговых напр жений с делителем, к которому подключены измерительны элементы по числу тиристоров (на схеме показаны два из них 11, 12) входной резистор 13, раздё йтельны диоды 14, 15, регулирующий транзис тор 1б резистор 17, токоограничивающий резистор 18, разр дный диод 19, разв зывающий диод 20, управл  щий транзистор 21, интегрирующий к денсатор 22, дополнительный резистор 23, накопительный дроссель 24 блок 25 обратной св зи, вход котор го соединен с нагрузкой 26, а выхо со входом регулирующего транзистора 16, Стабй1У ййрдвЖнШ11сточнйк пйта ;ки  посто нного тока работает следующим образом. При подаче на; вход источника, т.е. на первичную обмотку силового трансформатора 1, питающего напр жени  номинальной величины, на вхо лючевого стабилизатора начинает оступать выпр мленное основным вып мителем 9 напр жение основной обмотки 3 силового трансформатора 1. правл емый выпр митель также начинает вырабатывать посто нное напр жение , которое, складыва сь; с выходным напр жением ключевого стабилизатора , поступает в нагрузку 26. Сумма этих напр жений поддерживаетс  посто нной за счет части напр жени , поступающей в нагрузку 26 со стабилизатора напр жени : если при изменении напр жени  питающей сети или тока нагрузки часть нащ) жени , поступающа  в нагрузку 2бот управл емого выпр мител , изменитс , то длительности открытого и закрытого состо ний регулирующего транзистора ключевого стабилизатора перераспредел етс  схемой о6ратной св зи так, что выходное напр жение стабилизатора изменитс  в соответствующую сторону дл  поддержани  суммарного напр жени  на нагрузке 26 неизменным. Однако ключевой стабилизатор напр жени  может поддерживать напр жение , поступающее в нагрузку 26, неизменным лишь в небольшом Диапазоне изменений напр жени , выдаваемого управл емым выпр мителем. При больших изменени х этого напр жени  в обычных источниках происходит следующее: если оно уменьшаетс , то регулирующий транзистор 16 выходит из режима переключений в область насыщени , что приводит к срыву стабилизации и недопустимому изменению напр жени  на нагрузке 26; если оно увеличиваетс , то к ре гулируюЩему транзистору 16 в режиме отсечки прикладываетс  все большее напр жение за счет необходимости уменьшени  выходной величины напр жени  при условии все большего возрастани  напр жени ,поступающего на вход стабилизатора с основного выпр мител  9 что может привести к выходу транзистора 16 из стро . В предлагаемом устройстве это исключено, благодар  наличию схемы, контролирующей амплитуду и длитель ,ность импульсов, образующихс  на коллекторно-эмиттерном переходе регулирующего транзистора 16 и способной изменить напр жение, поступающее с. управл емого выпр мител , за счет автоматического выбора опти лaльнoгp числа витков вторичной управл емой обмотки 4 силового трансформатора 1. Это происходит следующим образом. Импульсное напр жение, выдел ющеес  на регулирующем транзисторе 16,поступает на подключенный к нему делитель напр жени  из дополнитедьногсГ

резистора 23 и токоограничивающего резистора 18. Дополнительный резистор 23 одновременно включен и в цепь эмиттер-база управл ющего транзистора 21, поэтому определенна  часть импульсного напр жени , снимаемого делителем с регулиругацего транзистора 16, проинтегрированна  интегрирующим конденсатором 22, устанавливает рабочую точку управл ющего транзистора 21 в определенном месте его характеристики. Уровень напр жени  на интегрирующем конденсаторе 22, а, следовательно, и местонахождение рабочей точки управл ющего транзистора 21 на кривой характеристики зависит от ширина К амплитуды импульсов. При номиналь-; ных значени х напр жени  питающей сети и тока нагрузки величина напрл женин на интегрирующем конденсаторе 22 устанавливаетс  такой, что управл ющий транзистор 21 находитс  в приоткрытом состо нии, и через входной резистор 13 протекает коллекторный ток, обеспечивающий определенно падение напр жени  на этом резисторе , благодар  которому некотора  часть измерительных элементов 11, 12 открыта и вырабатывает управл ющий сигнал дл  соответствующей части тиристоров б, 7. Несмотр  на то, что отпирающий сигнал может поступать одновременно на несколько тиристоров , откры± будет только тот, к которому приложено пр мое напр жение в течение одного полупериода. Таким тиристором в данном случае  вл етс  тот, который подключен к максимальному числу витков управл емой обмотки 4, потому что к остальным тиристорам в провод щий.полупериод, приложено напр жение, равное раэности напр жений на аноде последнего из получивших управл ющий сигнгш тиристора и на катодах предьщущих ему тиристоров, подключенных к меньшему числу витков управл емой обмотки 4 силового трансформатора 1. Следовательно , эти тиристоры, равно как и неуправл емый диод 5, закрыты, также как закрыты следующие после открытого тиристоры из-за отсутстви  управл ющего сигнала.

Величины резисторов делител  источника пороговых напр жений подобраны так, что при максимальном входном напр жении и минимально-дотгус ТИМОМ токе, нагрузки все измерительные элементы откттачены и все тиристоры закрыты. Выпр мление переменно .го напр жени  осуществл етс  неуправл емым диодом 5, причем это напр жение снимаетс  с наименьшего числа витков управл емой обмотки 4. Если входное напр жение, поступающее от сети, уменьшаетс  или возрастает ток нагрузки, амплитуда и длитель-::.

ность импульсов напр жени  на регулирующем транзисторе 16 не остаютс  посто нными .В первом случае уменьшаетс  амплитуда, а во втором - длительность . Это приводит к уменылению значени  интеграла напр жени , вызывающего смацение рабочей точки управл ющего транзистора 21 в сторону его большего закрыти , коллекторный ток уменьшаетс , а так как входной резистор 13 установлен в

10 цепи коллектора управл ющего транзистора 21, то падение напр жени  на нем также уменьшаетс , что вызывает открытие измерительного элемента 11, коллектор (он же выход) ко15 торого соединен с управл ющим электродом тиристора 6. Последний открываетс , подключает секцию витков управл емой обмотки 4, таким образом повышаетс  напр жение, посту0 пающее от этойобмотки в нагрузку 26. Дополнительна  стабилизированна  часть напр жени , поступающа  в нагрузку со стабилизатора и складыв.ающа с  с напр жением, поступающим от

5 управл емого .выпр мител , становит; с  меньшй и длительность импульсов напр жени  на регулирующем транзисторе 16 увеличиваетс , что устран ет веро тность срыва режима стаби0 . пизации. Аналогично при дальнейшем снижении входного напр жени  или увеличении тока нагрузки управл ющий транзистор 21 открываетс  все больше, падение напр жени  на входном резисторе 13 возрастает и поочередно от5 крывающиес  измерительные элементы 11, 12 открывают .следующие тиристоры, . подключа  дополнительные секции витков управл емой обмотки 4 трансформатора 1.

0

Наконец, при достижении входным напр жением минимально-допустимой величины или током нагрузкимаксимально-допусти мой величины срабатывает последний измери5 тельный элемент 12, открыва  тиристор 7 и подключа  управл емую обмотку 4 полностью. Полное число витков управл емой обмотки 4 таково, что при этих услови х ка

0 регулирующем транзисторе 16 имеетс  некоторое импульсное напр жение, достаточное дл  осуществлени  процесса стабилизации. Очевидно, что при изменени х тока нагрузки и вход

5 ного напр жени  в противоположном направлении измерительные элементы отключаютс  в обратном пор дке, отключа  лишние витки управл ем эй обмотки 4 и снима  избыточное

0 напр жение с регулирующего транзистора 16.

Благодар  этому, в предлагаемом устройстве устран етс  возможность , выхода стабилизатора из стро  с од .ной стороны и срыва процесса стаби