Стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1984 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах вторичных источников питания. Известен стабилизатор постоянного напряжения последовательного типа, содержащий регулирующий элемент компаратор широтно-импульсного моду лятора, генератор пилообразного напряжения, дифференциальный усилител ошибки, источник опорного напряжени выходной LCD-фильтр, делитель выход ного напряжения yi устройство подавл ния провалов Си Недостатком этого стабипизатора является наличие сравнительно большой динамической нестабильности, обусловленной ненулевым напряжением отпирания транзисторов устройства подавления провалов. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является ста билизатор постоянного напряжения, содержащий импульсный стабилизатор, блок управления которого включает в себя схему сравнения, усилитель постоянного тока и импульсный модулятор, и непрерьшный стабилизатор, силовыми вьюодами подключенный параллельно аналогичным выводам импульсного стабилизатора, а входом управления подсоединенный к выходу усилителя постоянного тока блока управления импульсного стабилизатора C2L Однако известный стабилизатор им ет сравнительно невысокое качество стабилизации в динамическом режиме, обусловленное тем, что на интервале работы непрерывного стабилизатора выходное напряжение устройства поддерживается на уровне, меньшем уров ня стабилизации импульсного стабилизатора. Цель изобретения - повышение ста бильности выходного напряжения в динамическом режиме. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор постоянного напряжения, содержащий последовател но включенные между входной и вькод ной клеммами импульсный регулирующи элемент и ДЬС-фильтр, делитель выхо ного напряжения, подключенный крайн ми выводами между выходной клеммой и общей шиной, а выходным выводом соединенный с. первым входом первого усилителя постоянного тока, второй ВХОД которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход подключен к входу импульсного модулятора, имеющего компаратор, выход импульсного модулятора соединен с входом управления импульсного регулирунлцего элемента, непрерывный регулирующий элемент, включенный медцу входной и выходной клеммами и входом управления подсоединенный к выходу второго усилителя постоянного тока, введен гистерезисный компаратор, а второй усилитель постоянного тока и компаратор импульсного модулятора снабжены входами стробирования, причем входы гистерезисного компаратора и входы второго усилителя постоянного тока подключены соответственно к выходному выводу делителя выходного напряжения и выходу источника опорного напряжения, а выход гисиерезисного компаратора соединен с входами стробирования компаратора импульсного модулятора и второго усилителя постоянного тока. На фиг. -1 показана схема стабилизатора пост,оянного напряже1шя; на фиг. 2 -, временные диаграммы, поясняющие ее рабюту. Стабилизатор постоянного напряже-. ния содержит импульсный стабилизатор 1 напряжения, включающий в себя импульсный регулирующий элемент 2, стробируемый компаратор импульсного модулятора 3, генератор 4 пилообразного напряжения,- первый дифференциальный усилитель 5 ошибки, источник 6 опорного напряжения, ЦСД-фильтр 7, состоящий из дросселя 8, конденсатора 9 и диода 10, делитель 11 выходного напряжения, гистерезисный компаратор 12, непрерывный стабилизатор 13 напряжения, содержащий непрерывный регулирующий элемент 14 и второй стробируемый дифференциальный усилитель 15 ошибки. Вход импульсного стабилизатора 1 напряжения соединен с входом непрерывного стабилизатора 13 напряжения, первьй вход гистерезисного компаратора 12 подключен к объединенным инвертирующим входам первого дифференциального усилителя 5 ошибки и второго дифференциального усилителя 15 ошибки с входом стробирования, а также к выходу делителя 11 выходного напряжения, вход которого связан с объединенными выходами импульсного 1 и непрерьюного 13 стабилизаторов напряжения. Второй вход гистерезисного коьшаратора 12 соединен с объединенными неинвертирующими входами первого дифференциального усили теля 5 ошибки и второго дифференциального усилителя 15 олдабки с входом стробирования, а также с выходом источника опорного напряжения. Выход гистерезисного компаратора 12 под- ключен к объединенным входам стробирования компаратора импульсного моду лятора 3 и второго дифференциального усилителя 15 ошибки. Стабилшзатор постоянного напряжения работает следующим образом. Стабилизация выходного напряжения в установившемся режиме работы, осуществляется за счет действия основного контура обратной связи: делитель 11 выходного напряжения, первый дифференциальный усилитель 5 опшбки, стробируемый компаратор импульсного модулятора 3, импульсный регулирующий элемент 2. В динамическом режиме работы при скачкообраз ном уменьшении сопротивления нагрузки выходное напряжение уменьшается, и равенство напряжений на входах гистерезисного компаратора 12 нарушается. Компаратор срабатывает, что приводит к появлению на входе стробирования компаратора импульсного модулятора 3 сигнала отключения, а на входе стробирования второго дифференциального усилителя 15 ошибки напряжения включения. В результате на выходе компаратора импульсного модулятора 3 устанавливается напряжение, необходимое для насьш ения импульсного регулирующего элемента 2, а номинальное вькодное напряжение стабилизатора поддерживается непрерывным стабилизатором 13 постоянного нащ)яжения.,.3а счет действия вспомогательной цепи отрицательной обратной связи: выход делителя 11 выходного напряжения, стробируемый второй дифференциальный усилитель 15 ошибки, непрерывный регулирующий элемент 14. Непрерывный стабилизатор 13 напряжения находится в рабочем режиме до тех пор, пока ток в дросселе 8 не возрастет до величины, необходимой для поддержания номинального выходного напряжения. Дальнейшее увеличение тока приводит к повьш1ению выходного напряжения и нарушает ра:BeHCTBQ напряжений на входах гистерезисного компаратора 12. Последний срабатывает, изменяет свое состояние на выходе, включает компаратор импульсного модулятора 3 и отключает второй дифференциальиый усилитель 15 ошибки. Переходной процесс заканчивается, и стабилизатор возвращается в установившийся режим работы. Временные диаграммы выходного на пряжения непрерьгоного стабилизатора (пунктир) и предлагаемого (сплошная линия) представлены На фиг. 2. Таким образом, в предлагаемом стабилизаторе за счет введения гистерезисного компаратора 12 и новых связей удается повысить качество переходного процесса при ступенчатом уменьшении сопротивления нагрузки, так как в переходном режиме выходное напряжение поддерживается на заданном уровне. Применение предпагаемого стабипизатора в источниках питания электронной аппаратуры позволяет улучшить точные характеристики этих устройств.

СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий последовательно включенные между входной и выход,нЬй клемма импульсньй регулирующий элемент и DLC-фильтр, делитель выходного напряжения, подключенный крайними выводами между выходной клеммой и общей шиной, а выходньм вьшодом соединенный с первым входом первого усилителя постоянного тока, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход подключен к входу импульсного модулятора, имеющего компаратор, выход импульсного модулятора соединен с входом управления импульсного регулирзтощего элемента, непрерывный регулирукиций элемент, включенный мещду входной и выходной клеммами и входом управления подсоединенный к выходу второго усилителя постоянного тока, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности выходного напряжения в динамическом режиме, в него введен гистерезисный компаратор, а второй усилитель постоянного тока и кс шаратор импульсного модулятора снабжены входами стробирования, причем входы, гистерезисного компаратора и входы второго усилителя постоянного тока подключены соответственно к выхс Дному выводу делителя выходного напряжения и выходу источника опорного напряжения, а выход гистерезисного компаратора соединен с входами стробирования компаратора импульсного ю модулятора и второго усилителя посX тоянного тока. ISD jS N9