SU798766A2 - Стабилизатор тока - Google Patents

Description

Изобретение относится к вторичным источникам электропитания и может быть использовано для стабилизации тока.

По основному авт. св. № 462173 , известен стабилизатор тока, содержащий регулируемый инвертор, подключенный к нагрузке через выходной трансформатор и выпрямитель, и датчик выходного тока, соединенный с управляющим входом инвертора через вспомо- ’ гательный выпрямитель, орган сравнения и цепь обратной связи, выходной трансформатор выполне_н в виде двух раздельных сердечников, охваченных вторичной обмоткой, на одном из ко- 1 торых размещена первичная обмотка, а на другом - обмотка, соединенная со входом вспомогательного выпрямителя Γι'].

Недостатком известного стабилиза- 2 тора тока является то, что в случае выхода из строя схемы управления скважностью импульсов инвертора и наличия короткого замыкания на выходе инвертора он может выйти из строя,по-2 скольку через инвертор начинают протекать недопустимо большие токи.Это происходит потому,что неуправляемый инвертор из источника тока превращается в источник напряжения,для кото- 3 рого режим короткого замыкания недопустим.

Кроме того, в тех случаях, когда сопротивление нагрузки изменяется в широких пределах в сочетании со значительными изменениями напряжения питающей сети, необходимо значительно изменять и скважность импульсов напряжения инвертора, что не всегда технически осуществимо.

Цель изобретения - повышение надежности стабилизатора и снижение требований к скважности генерируемых им импульсов.

Цель достигается тем, что в стабилизатор тока последовательно с первичной обмоткой выходного трансформатора инвертора включен конденсатор с величиной емкости, обеспечивающей резонанс напряжений в контуре, образованном этим конденсатором и первичной обмоткой выходного трансформатора.

На фиг. 1 показана принципиальная схема стабилизатора; на фиг. 2 - вариант выполнения стабилизатора тока.

Стабилизатор тока состоит из регулятора 1 напряжения,выходного трансформатора 2 инвертора,схемы 3 сравнения и обратной связи, выпрямителя 4 выходного напряжения инвертора, выпрямителя 5 напряжения обратной связи и конденсатора 6, включенного последовательно с выходным трансформатором инвертора. Кроме того, магнитопровода 7 и 8 выходного трансформатора 2 разделены на две магнитоиэолированные 5 части. На магнитопровод 7 намотана первичная обмотка 9, а на магнитопровод 8 - обмотка 10 датчика тока. Маг-, нитопроводы 7 и 8 совмещены и на них намотана вторичная обмотка 11, а обмотка 10 датчика тока нагружена на выпрямитель 5 напряжения обратной . связи. Схема 3 сравнения и обратной связи осуществляет сравнение напряжения обратной связи с каким-либо опорным напряжением и регулировку скважности импульсов инвертора.

Ток нагрузки 12 пропорционален току вторичной обмотки 11. Этот ток Згсоздает в магнитопроводе 8 20 магнитный поток Ф. Если магнитопроводы 7 и 8 работают на линейном участке кривой намагничивания, то поток Ф будет пропорционален току 3₂, а, следовательно, и ЭДС Е обмотки 25 10 будет пропорционален току Таким образом, постоянное напряжение пропорционально току нагрузки . Напряжение и через схему сравнения и схему 3 отрицательной обратной свя- эд зи регулирует скважность импульсов инвертора так, что ток в нагрузке 12 остается постоянньюя.

Кроме того, в данной схеме осуществляется еще и параметрическая стабилизация тока, что достигается введением конденсатора 6.

Рассмотрим эквивалентную схему трансформатора инвертора, (фиг. 2), на которой ^инвертор показан как источник напряжения прямоугольной формы с амплитудой Е, конденсатор 6 - как емкостное сопротивление Xq, первичная обмотка 9 трансформатора 2 - как индиктивное сопротивление Х^, а нагрузка 12 стабилизатора тока - как активное сопротивление R_H, приведенное к первичной обмотке трансформатора.

Из эквивалентной схемы видно, что конденсатор 6 и первичная обмотка 9 образуют последовательный колеба тельный контур, индуктивность кото рого зашунтирована приведенным сопротивлением нагрузки R^. Вследствие фильтрующего действия этого контура · имеет смысл рассмотреть свойства схемы по первой гармонике питающего.

трансформатора прямоугольного напряжения инвертора.

Входное сопротивление схемы т ⁴ (Ik- Xc)i

Ч - 14

Входной ток (по первой гармонике) ₃₈3ί-Λ.4Χ<_________ где U - амплитуда первой гармоники напряжения инвертора.

Напряжение на нагрузке r’_{h ц}‘ . V_____________

Ток в приведенной нагрузке = ^ц« - 'а '

Таким образом, из проведенного анализа следует, что при выполнении . условия Х_ь = Х_с, т.е. при резонансе, ток в нагрузке не зависит от ее сопротивления и равен

- и . U * 4’ .

Предлагаемое изобретение позволяет защитить от перегрузки инвертор в случае замыкания со стороны нагрузки стабилизатора и выхода из строя его схемы отрицательной обратной связи. Кроме того, оно позволяет уменьшить пределы изменения скважности импульсов выходного напряжения инвертора при одновременном изменении напряжения питающей сети и при сопротивлении нагрузки.

Claims (1)

1. Изобретение относитс  к вторичным источникам электропитани  и может бы использовано дл  стабилизации тока. По основному авт. св. W 462173 известен стабилизатор тока, содержа щий регулируемый инвертор, подключен ный к нагрузке через выходной трансформатор и выпр митель, и датчик выходного тока, соединенный с управл ю щим входом инвертора через вспомогательный выпр митель, орган сравнени  и цепь обратной св зи, выходной трансформатор выполне н в виде двух раздельных сердечников, охваченных вторичной обмоткой, на одном из которых размещена первична  обмотка, а на другом - обмотка, соединенна  со входом вспомогательного выпр мите л  Dl. Недостатком известного стабилизатора тока  вл етс  то, что в случае выхода из стро  схемы управлени  ск важностью импульсов инвертора и на короткого замыкани  на выходе инвертора он может выйти из стро ,по скольку через инвертор начинают протекать недопустимо большие токи.Это происходит потому,что неуправл емый инвертор из источника тока превращаетс  в источник напр жени ,дл  которого режим короткого замыкани  н едопустим . Кроме того, в тех случа х, когда сопротивление нагрузки измен етс  в широких пределах в сочетании со значительными изменени ми напр жени  питающей сети, необходимо значительно измен ть и скважность импульсов напр жени  инвертора, что не всегда технически осуществимо. Цель изобретени  - повышение надежности стабилизатора и снижение требований к скважности генерируемых им импульсов. Цель достигаетс  тем, что в стабилизатор тока последовательно с первичной обмоткой выходного трансформатора инвертора включен конденсатор с величиной емкости, обеспечивающей резонанс :апр жений в контуре, образованном этим конденсатором и первичной обмоткой выходного трансформатора . На фиг. 1 показана принципиальна  схема стабилизатора; на фиг. 2 - вариант выполнени  стабилизатора тока. Стабилизатор тока состоит из регул тора 1 напр жени ,выходного трансформаторд 2 инвертора,схемы 3 сравнени  и обратной св зи, выпр мител  4 выходного напр жени  инвертора, выпр мител  5 напр жени  обратной св зи и конденсатора 6, включенного последовательно с выходным трансформаторо инвертора. Кроме того, магнитопровод 7 и 8 выходного трансформатора 2 раз делены на две магнитоиэолированные части. На магнитопровод 7 намотана Первична  обмотка 9, а на магнитопро вод 8 - обмотка 10 датчика тока. Маг нитопроводы 7 и 8 совмещены и на них намотана вторична  обмотка 11, а обмотка 10 датчика тока нагружена на выпр митель 5 напр жени  обратной св зи . Схема 3 сравнени  и обратной св зи осуществл ет сравнение напр жени  обратной св зи с каким-либо опорным напр жением и регулировку скважности импульсов инвертора. Ток нагрузки 12 пропорционален току i-i вторичной обмотки 11. Этот ток Засоздает в магнитопроводе 8 магнитный поток Ф. Если магнитопроводы 7 и 8 работают на линейном участке кривой намагничивани , то по ток Ф будет пропорционален току а, следовательно, и ЭДС Е обмотки 10 будет пропорционален току 3j, Таким образом, посто нное напр жение пропорционально току нагрузки Зц . Напр жение U через схему сравнени  и схему 3 отрицательной обратной св  зи регулирует скважность импульсов инвертора так, что ток в нагрузке 12 остаетс  посто ннью. Кроме того, в данной схеме осуще вл етс  еще и параметрическа  стабилизаци  тока, что достигаетс  вве дением конденсатора 6. Рассмотрим эквивалентную схему трансформатора инвертора (фиг. 2), на которойЧ1нвертор показан как источник напр жени  пр моугольной формы с амплитудой Е, конденсатор 6 - как емкостное сопротивление первична  обмотка 9 трансформатора 2 - как индиктивное сопротивление X, , а нагрузка 12 стаб.члизатора тока - как активное сопротивление R, приведенное к первичной обмотке трансформатора. Из эквивалентной схемы видно, чт конденсатор 6 и первична  обмотка 9 образуют последовательный колебательный контур, индуктивность которого зашунтирована приведенным сопротивлением нагрузки Кц. Вследстви фильтрующего действи  этого контура имеет смысл рассмотреть свойства схемы по первой гармонике питающего рансформатора пр моугольного нар жени  инвертора. Входное сопротивление схемы 2 rXbyc- dT uliu-X i м- CJ4 Входной ток (по первой гармонике) ,.. I (VU где и - амплитуда первой гармоники напр жени  инвертора. Напр жение на нагрузке R , , .1гн и « (-) Ток в приведенной нагрузке Таким образом, из проведенного анализа следует, что при выполнении услови  X Xj., т.е. при резонансе, ток в нагрузке не зависит от ее сопротивлени  и равен редлагаемое изобретение позвол ет защитить от перегрузки инвертор в слуае замыкани  со стороны нагрузки стабилизатора и выхода из стро  его схв мы отрицательной обратной св зи. Кроме того, оно позвол ет уменьшить пределы изменени  скважности импульсов выходного напр жени  инвертора при одновременном изменении напр жени  питающей сети и при сопротивлении нагрузки. Формула изобретени  Стабилизатор тока по основному авт. св. I 462173, о тл и ч аю щ и и с   тем, что, с целью повышени  его надежности и снижени  требовани  к скважности генерируемых импульйов, последовательно с первичной обмоткой трансформатора введен конденсатор. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе. 1. Авторское свидетельство СССР 462173, кл. G 05 F 1/56, 1974.

   Хс