Регульований стабілізатор струму

Реферат: UA 74817 U UA 74817 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до електротехніки і належить до джерел живлення, що забезпечують встановлення незмінного значення струму в послідовному ланцюзі навантаження з можливістю його плавного регулювання. Відомий стабілізатор струму [1], що живиться від керованого джерела напруги та має вхідний дросель, конденсатор та навантаження, які зібрані у Г-подібну схему електромагнітного стабілізатора струму, вхідний підсумувальний пристрій, інтегрувальну ланку та датчик струму навантаження. Недоліком такого стабілізатора струму є використання керованого джерела напруги, що ускладнює реалізацію схеми стабілізатора та призводить до збільшення геометричних розмірів конструкції. В основу корисної моделі поставлена задача використовувати індуктивно-ємнісну схему перетворювача з уведенням датчика струму, а новим є те, що джерелом живлення є джерело незмінної напруги, як датчик струму використовується блок шунта, що складається з набору резисторів відомого опору та керованих перемикачів, який послідовно введений в ланцюг навантаження, а схема керування складається з компаратора, джерела опорної напруги, блока керування вихідним ключем та широтно-імпульсного модулятора. Поставлена задача вирішується тим, що регулювання струму в навантаженні здійснюється за допомогою зміни значення вихідного опору блока шунта та зміни скважності імпульсів широтно-імпульсного модулятора при незмінному значенні напруги живлення. Суть корисної моделі пояснюють креслення. На фіг. 1. Зображені приведені часові діаграми напруги U та струму І в навантаженні. На (Фіг. 2).Позитивний контакт джерела живлення (2) під'єднаний до першого контакту ключа (3). Керуючий вихід блока керування ключем (5) під'єднаний до керуючого входу ключа (3). До входу блока керування ключем (5) під'єднані виходи широтно-імпульсного модулятора (1), компаратора (4) та генератора (7). На вхід компаратора (4) подається сигнал від джерела опорної напруги (6) та першого контакту блока шунта (14), другий контакт якого заземлений. Блок шунта (14) складається з резисторів відомого опору (12), що мають один спільний контакт, який є першим контактом блока шунта (14), через керовані ключі (13) резистори під'єднуються до другого контакту блока шунта (14). Керовані ключі (13) під'єднані до керуючих виходів блока встановлення струму (15). Другий контакт ключа (3) під'єднаний до першого контакту дроселя (9), другий контакт якого під'єднаний до першого контакту навантаження (11), другий контакт якого під'єднаний до першого контакту блока шунта (14). Катод напівпровідникового діоду (8) під'єднаний до першого контакту дроселя (9), анод діоду (8) заземлений. Перший контакт конденсатора (10) під'єднаний до другого контакту дроселя (9), другий контакт конденсатора (10) заземлений. Регульований стабілізатор струму працює таким чином. Встановлення сталого струму засноване на принципі понижуючого перетворювача [2], складовими елементами якого є вихідний ключ (3), стан якого визначається блоком керування (5), дросель (9), що накопичує енергію та розряджається в ланцюг навантаження (11), напівпровідникового діоду (8), що забезпечує протікання струму в одному напрямі, та конденсатора (10), що згладжує можливі викиди енергії дроселя (9). В якості ключа (3) може використовуватись польовий або біполярний транзистор та їх комбінації в залежності від вхідних та вихідних параметрів системи. В ланцюг навантаження (11) послідовно вводиться блок шунта (14), що складається з резисторів відомого опору (12), які під'єднуються до ланцюга за допомогою керованих ключів (13). Генератор тактових імпульсів (7) із заданою частотою подає сигнал на блок керування вихідним ключем (5). Система має джерело опорної напруги (6), що встановлює еталонне значення напруги на блоці шунта (14), та компаратор (4). В момент запуску падіння напруги на блоці шунта (14) нижче за еталонне значення джерела (6), тому компаратор (4) подає сигнал на вхід блока керування вихідним ключем (5), який в свою чергу подає сигнал на відкривання ключа (3). Як тільки падіння напруги на блоці шунта (14) перевищить еталонне значення, компаратор (4) подає сигнал на вхід блока керування вихідним ключем (5), який в свою чергу закриває ключ (3). Таким чином компаратор (4) відповідає за підтримання еталонного значення напруги на блоці шунта (14) і тим самим незмінного значення струму в навантаженні (11). Блок встановлення струму (15) подає сигнали на відкриття та закриття ключів (13), тим самим змінюючи результуючий опір блока шунта (14). Плавне регулювання струму в навантаженні (11) на кожному встановленому блоком (15) діапазоні виконується за допомогою широтно-імпульсного модулятора (1), вихід якого під'єднується до блока керування вихідним ключем (5). За допомогою зміни скважності вихідних імпульсів (1) забезпечується плавна зміна струму, що проходить у навантаженні (11). Таким чином блок 1 UA 74817 U 5 10 15 керування вихідним ключем (5) відкриває ключ (3) тільки у випадку коли всі три елементи (1), (4) та (7) подають сигнал на його відкривання. Джерела інформації:: 1. Деклараційний патент України на корисну модель № 29834, Н02М 7/42. 2. Donald Schelle, Jorge Castorena. "Buck-Converter Design Demystified". Technical Staff, Maxim Integrated Products, Sunnyvale, Calif. June, 2006. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Регульований стабілізатор струму, що містить індуктивно-ємнісний перетворювач, датчик струму та схему керування, який відрізняється тим, що як джерело живлення використане джерело незмінної напруги, як датчик струму використаний блок шунта, що містить набір резисторів заданого опору та керованих перемикачів, послідовно введений в ланцюг навантаження, а схема керування містить компаратор, джерело опорної напруги, блок керування вихідним ключем та широтно-імпульсний модулятор. 2 UA 74817 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3