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

о to

CD

to Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования во вторичных резервированных источниках питания как с линейно, Так и с импульсно управляемыми регулирующими элементами. Известен стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирую щий элемент в виде двух последовательно включенных транзисторов разного типа проводимости, два делителя напряжения обратной связи, выход которых соединены с одними электродами регулирующих транзисторов, и общий блок опорного напряжения, выход которого подключён к другим электродам 1. В известном устройстве при закорачивании одного из регулирующих транзисторов другой обеспечивает поддержание заданного выходного напряжения..Однако имеющиеся в нормальных условиях постоянные потери одновременно на обоих транзисторах отрицательно сказываются на энергетических показателях стабилизатора. Наиболее близким к предлагаемому является стабилизатор постоянного напряжения, содержащий транзисторны регулирующий элемент, во входную цепь которого включена плавкая вста ка, блок управления с усилителем по тоянного тока, один из входов которого подключен к выходу делителя напряжения обратной связи, другой вход - выходу основного блока опорного напряжения, а выход - к цепи управления регулирующим элементом, блок формированного увеличения тока через плавкую вставку с шунтирующим элементом,включенным между выходными шинами стабилизатора и компаратором, один из входов которого подключен к вы ду вспомогательного блока опорного напряжения, другой вход - к выходу вспомогательного делителя выходного напряжения, а выход - к управляющем входу шунтирующего элемента t2. В указанном устройстве предполагается при возникновении перенапряжения на выходе стабилизатора выжи-. гать плавкую вставку в его входной цепи путем открытия шунтирующего элемента и формированного увеличения тока через плавкую вставку. При выполнении регулирующего элемента резервированным, т.е. в виде несколь ких параллельных ветвей с .индивидуал ными плавкими вставками, в случае закорачивания одного из транзисторов, вьикигается именно его плавкая вставка, после чего все остальные исправные транзисторы продолжают нормально функционировать. Однако существенный недостаток известного ус.тройства обусловлен наличием двух несвязанных друг с другом систем управления регулирующим и шунтирующим элементалш. Это как правило приводи.т к выбору неоправданно большого запаса по разграничению порога срабатывания блока форсированного увеличения тока через плавкую вставку от уровня, соответствующего нормальному выходному напряжению стабилизатора с учетом ухода уставок и других параметров систем управления. Попытки снижения данного запаса сопряжены .с увеличением вероятности перекрытия отмеченного порога с уровнем нормального управления регулирующим элементом И, как следствие - с излишним отключением устройства. Цель изобретения - повышение надежности работы стабилизатора, в частности при выполнении регулирующего элемента резервированным с индивидуальными для параллельных ветвей плавкими вставками. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе постоянного напряжения, содержащем транзисторный регулирующий элемент, во входную цепь которого включена плавкая встав-,, ка, блок управления с усилителем постоянного тока, один из входов которого подключен к выходу делителя напряжения обратной связи, другой вход - к выходу основного блока опорного напряжения, а выход - к це-; пи управления регулирующим элементом, блок форсированного увеличения тока через плавкую вставку с шунтирующим элементом, включенным между выходными шинами стабилизатора,и компаратором, один из входов которого подключен к выходу вспомогательного блока опорного напряжения, а выход к управляющему входу шунтирующего элемента, - другой вход упомянутого компаратора соединен с выходом усилителя постоянного тока. На-чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устрой-, ства. Стабилизатор содержит регулирующий элемент 1, выполненный в виде вух параллельно включенных силовых транзисторов 2 и 3 с индивидуальными лавкими вставками 4 и 5 и маломощного транзистора 6 включенного в епь -управления силовыми транзистоами 2 и 3. Сигналы на управляющий ход регулирующего элемента 1 постуают с выхода блока 7 управления, например импульсного, в состав котоого входят усилитель 8 постоянного ока и генератор 9 пилообразного напряжения, выхода которых соединены входами компаратора 10. Один из ходов усилителя 8 подключен к выоду делителя напряжения обратной вязи, выполненного на резисторах 1 и 12, другой вход к выходу ОСновного блока 13 опорного напряжения .На выходе стабилизатора включены сглаживающий фильтр 14 и блок 15 форсированного увеличения тока через плавкую вставку, шунтирующий элемент.которого выполнен в виде транзистора 16 с коллекторными резистором 17, а в цепь управления введен компаратор 18. Один из входов компаратора 18 подключен к выходу вспомогательного блока 19 опорного напряжения, а другой вход - к выходу усилителя 8 постоянного тока. Позицией 20 на схеме обозначена нагрузка стабилизатора.

Устройство работает следующим образом.

Выходное напряжение стабилизатора поступает на делитель 11 и 12 напряжения обратной связи, с помощью которого (путем подстройки резистора 11) осуществляется задание необходимой уставки основного контура регулирования. Напряжение с выхода делителя 11-12 и выходное напряжение блока 13 опорного напряжения подаются на входы усилителя 8 постоянного тока.Последний выделяет и усиливает сигнал рассогласования, подводится, в свою очередь, к одному из входов коютаратора 10. На другой вход компаратора 10 поступает пилообразное напряжение с выхода генератора 9. В результате имеет место широтно-импульсная модуляция сигналов управления, обеспечивающая работу регулирующего элемента I в ключевом режиме и требуемую стабилизацию выходного напряжения устройства. При этом фильтром 14 производится сглаживание пульсаций.

Если напряжение на выходе усилителя 8 располагается в диапазоне изменения амплитуды пилообразного напряжения с выхода генератора 9, т.е. в зоне осуществления широтноимпульсной модуляции сигналов управления, то регулирующие транзистоЕ л 2 и 3 коммутируются с заданной скважностью, а шунтирующий транзистор 16 находится в закрытом состоянии. В

случае закорачивания одного из регулирующих транзисторов, например 2, будет наблюдаться чрезмерное повы1йение выходного напряжения стабилизатора. В связи с этим уровень напряжения на выходе усилителя 8 снизится и выйдет из зоны широтно- импульсной модуляции, исправный регулирующий транзистор 3 полностью закроется. При достижении выходным напряжением усилителя 8 уровня опорного напряжения блока 19 произойдет срабатывание Koi iapaTopa 18, шунтирующий транзистор 16 откроется и к выходу стабилизатора подключится дополни тельный нагру3очный резистор.17. Снижение общего нагрузочного сопротивления стабилизатора вызовет выжигание предохранителя 4 в цепи отказывающего транзистора

2. ,., - .,..;..

Предлагаемая конструкция стабилизатора постоянного напряжения позволяет производить весьма простую перестройку его уставки, а также обеспечивает возможность использования устройства в качестве регулятора напряжения. Это обусловлено тем, что порог срабатывания блока 15 форсированного увеличения тока через . плавкую вставку фиксируется подстройкой того же резистора 11, что и основная уставка стабилизатора. При изменении величины уставки, ее уходах и дрейфе усилителя 8 практически исключается перекрытие порога срабатывания 15 с уровнем нормального управления регулир т)щим элементом 1. Между названными напряжениями поддерживается постоянное соотношение, определяемое величинами опорных напряжений блоков 13 и 19. В Связи с этим напряжение срабатывания блока 15 форсированного увеличения тока через плавкую вставку может быть максимально приближено к нормальному выходн(«у напряжению стабилизатора, что также положительно сказывается на -эксплуатационной надежности yctройства.

СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий транзисторный регулируншщй элемент, во входную цепь которого включена плавкая вставка, блок управления с усилителем постоянного тока, один из входов которого подключен к выходу делителя Напряжения обратной связи, другой вход - к выходу основного блока опорного иапряж.ения, а выход - к цепи управления регулирующим элементом, блок форсированного увеличения тока через плавкую вставку с шунтирующим элементом, вктвоченным между выходными шинами стабилизатора, и. компаратором, один из входов которого подключен к выходу вспомогательного блока опорного напряжения, а выход к упра яквцему входу шунтирующего элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, в частности при выполнении регулирующего элемента резервированным с индивидуальными дяя параллельных ветвей плавкими вставками, в нем другой вход упомянутого л компаратора соединен с выходом усилителя постоянного тока.