Стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1983 года по МПК G05F1/56 

(54) СТАВИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника питания электрорадиоаппаратуры стабилизированным напряжением постоянного тока.

Известен стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий элемент, включенный между входной и выходной клеммами, управляющим ю входом подсоединенный к выходу управляющего органа, входы которого подключены соответственно к выходам измерительных органов, связанных с входной и выходной клеммами 1 , 15

Недостатком стабилизатора является плохой КПД при широком диапазоне изменения напряжения питания.

Наиболее близким к предлагаемому 20 по технической сущности является стабилизатор постоянного напряжения, содержащий первый регулирующий орган, один силовой вывод которого соединен с входной клеммой, а управляющий вход подключен к выходу управляющего органа и два измерительных органа, причем вход первого из них подсоединен между выходным выводом и общей шиной, а его выход через первый усилитель обратной связи подключен к входу управлякхцего органа.

Недостатком известного устройства являются большие потери мощности на регулируюи1ем органе при изменениях напряжения источника питания в широких пределах, например от Е до ЗЕ .

Цель изобретения - повышение КПД.

Поставленная цель достигается тем что в стабилизаторе постоянного напряжения введены второй регулирующий орган и второй усилитель обрат- ной связи, входом соединенный с выходом второго измерительного органа, а выходом подключенного к управляю- щему входу второго регулирующего органа, первый силовой вывод которого

J1 О

соединен с другим ,. выводом ne iвого регулирующего органа : o. входом второго измерительного органа, второй силовой зывор второго регулирующего органа подключен к выходкой клемм ; д третий - к общей шине, другой еход второго измер1-1т&ль:-(ого oprai-13 подсоединен к .льному выхо/ду L Toporo регулмруюи его органа , причем -зторой регулирующий орган выполнен в зидедаух последователы-ю соединенных -koHAeHcaropHO-диодных цепочек подсое: -s;-ie i- b x между его первь;ми третьим c--iny3bif-v; вызодами, средн е зыводы конденсэ;ормо-диодных цепочек через соотиетствующие разрядные диоды подключены к вто|эом.у силовому выводу второго регулиру 01цего органа, средняя точКа первой KOi-денсаторно-диодной цепочки к roiij/ же соединена с сигналь-ным и через последовательно Г:зключен1-;ые развязывающий диод и оегу-П1|ру ощий транзистор гюдключена к третье;.у с ;;;овому выводу второго регу,П1-;руЮ1даго оргама. который через соОгзет гру1о-ц и- клячи подключен к первому „иг.. вы;зоду и точке соединенная кондег;сатор;1О-диодных цепочек второго peryj:.-ipytO i vro органа, упрэ:у|1ЯЮ11 ий пе™ уеход оегул ч УЮ11 его транзис орз подключе:-: упр впян;|цену входу второго регуг;; р;,1У;:у;го органа.

На чертеже поивсдена примципиальная схема предлагаемого стрбилизатора

постояг(ного ;-1а оя;«ения „

Стабилизатор постоякного напряжения содержит перпий регулирующий орган 1 { транзистор); одним силовым

зыБOдo l соединенный с отпицательным полюсом источника 2 питания; а дру

гим - с 1е.овым входом второго регулирующего органг; 3. Второй регулирующий орган 3 состоит из двух последовательио соед-женных ко - де1- сзторнодиодных цепочек }, 5 и б, 7 парзллелъ но соединенных с магрузкой 8 соответственно --(ерез разрядные диоды 9, 10 и 11 ч 12, 3 тэюие ре1 улиру;)Щ8ГО траНЗ; старе И, Одич { оллектор) траняистора 13 под;-спаче1- . о6щей точке соединек я поло/ ительио о полюса источника 2 , нагрузки 8. К полс ительнону полюсу источника 2 подключс- анод диода 7 второй конденсаторно диодной цепо1П и и разрядные и 12. Другой вывод (эмиттер) транзистор 13 черей развязыйэюшиГ диод 1 i подключен- к положитель

niib4

ному выводу конденсатора k первый конденсаторно-диодной цепочки. Второй измерительный орган, образованный резисторами 15 и 16, подключен паралельно конденсатору первой конденсаторно-диодной цепочки, а гго вы ход подключен к входу второго усилителя 17 обратной связи. Выход второго усилителя ty обратной связи подключен к управляющему входу регулиру ющего транзистора 13. Первый измерительный орган 18 входом подключен параллельно выводам нагрузки 8, а выходом к входу первого усилителя 19 обратной связи. Выход первого усилителя 19 обратной связи подключен к входу управляющего органа 20, выходо соединенного с управляющим входом регулирующего транзистора 1.

Стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом.

Транзистор первого регулирующего органа 1 открывается положительным потенциалом, поступающим от источни КЗ 2 питания на его базу через первый усилитель 19 обратной связи и замкнутый ключ управляющего органа -2 так как транзистор первого усилителя обратной связи открывается отрицательным потенциалом источника ,2 питания, поступающим на его базу от стабилитрона второго измерительного органа 18,

При напряжении источника 2 питания равном 2Е, и открытом транзисторе 1 первого регулирующего органа происходит заряд конденсаторов i| и 6 до напряжения Е по цепи:-диод 7 - конденсатор 6 - диод 5 конденсатор k и регулирующий орган 1.

После чего ключ управляющего органа 20 размыкается, первый регулирующий орган 1 закрывается, при этом замыкаются ключи 11 и 12. Конденсаторы k и 6 через соответствующие диоды 9 и 10 разряжаются на нагрузку 8, капряжение на нагрузке 8 равно Е.

По мере увеличения напряжения источника 2 питания от величины 2Е до величины ЗЕ на выходе первого измерительного органа 18 с нагрузки 8 появляется сигнал рассогласования, Сигнал рассогласования подзакрывает транзистор первого усилителя 15 обратной связи. Во время замкнутого состояния упрааляющего органа транзистор 1 первого регулирующего органа подзакрыгзается, обеспечивая заряд 51 конденсаторов 4 и 6, до величины необходимой для поддерживания на Hai- рузке 8 напряжения Е. По мере уменьшения напряжения источника 2 от 2Е до Е, напряжение на конденсаторе при его заряде становится меньше „необходимого для обеспе чения выходного напряжения Е. Напряжение на втором измерительном органе {резистор 16) пропорционально величине напряжения на конденсаторе k, Уменьшение напряжения на резистор 16 приводит к открыванию транзистора второго усилителя 17 обратной связи, который в свою очередь воздействует на управляющий вход транзистора 13 в второго регулирующего органа 3. При этом открывается транзистор 13, заряд конденсатора первой конденсато но-диодной цепочки происходит через транзистор 13 помимо цепи заряда через диод 7, аторой конденсаторно-дио ной цепочки iС ,7 ). При открытом первом регулирующем органе 1 заряд конденсатора осуществляется до напряжения Е по цепи: транзистор 13 - дио k - конденсатор 4 и первый регулирующий орган 1. Следовательно, при закрытом транзисторе регулирующего органа 1 и замк нутом ключе 11 происходит разряд конденсатора k через диод 9 на нагрузку 8. Напряжение на нагрузке обеспечивается равным Е. Таким образом, при изменении напря жения источника питания от Е до ЗЕ максимальная рассеиваемая мощность на первом регулирующем элементе меньше чем в прототипе, что позволяет повысить его КПД и улучшить удельные массообъемные характеристики. Формула изобретения Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий первый регулирующий орган, один силовой вывод которого гсединен с входной клеммой, а управляющий вход подключен к выходу увравляюещго органа, и два измерительных органа, причем вход первого 4б« из них подсоединен между выходным выводом и общей шиной, а его выход через первый усилитель обратной связи подключен к входу управляющего органа, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, в него введены второй регулирующий орган и второй усилитель обратной связи, входом соединенный с выходом второго измерительного органа, а выходом подключенного к управляющему входу второго регулирующего органа, первый силовой вывод которого соединен с другим силовым выводом первого регулирующего органа и одним входом второго измерительного органа, второй силовой вывод второго регулирующего органа подключен к выходной клемме, а третий - к общей шине, другой вход второго измерительного органа подсоединен к сигнальному выходу второго регулирую1него органа, причем второй регулирующий орган выполнен в виде двух последовтельно соединенных конденсаторно-диодных цепочек, подсоединенных между его первым и третьим силовыми выводами, средн11е выводы конденсаторно-диодных цепочек через соответствующие разрядные диоды подключены к второму силовому выводу второго регулирую1чего органа, средняя точка первой конденсаторно-диодной цепочки к тому же соединена с сигнальным выводом и через последовательно включенные развязывающий диод и регулируюи,ий транзистор подключена к третьему силовому выводу второго регулирую1дего органа, который через соответствующие ключи подключен к первому силовому выводу и точке соединения конден саторно-диодных цепочек второго регулирукхцего органа, управляющий переход регулирующего транзистора подключен к управляющему входу второго регулирующего органа. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Франции № , кл. G 05 F 1/56, 1978. 2.Авторское свидетельство СССР № 571301, кл.С 05 F 1/56, 1977.