Стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1985 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к электрорадиотехнике и предназначено для использования в качестве высокостабильного источника питания для импульсных и высокочастотных устройств Известен стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирукщий транзистор, включенньш в одну из силовых шин, цепь обратной связи, состоящую из источника опорного напряжения на стабилитроне и резисторе, резисторного делителя напряжения подключенных параллельно выходным выводам стабилизатора, и схему сравнения на операционном усилителе, вхо дами подключенную к выходам источник опорного напряжения и резисторного делителя напряжения, а выходом - к базе регулирующего транзистора, которая соединена .с входом стабилизато ра через резистор lj . Недостатком данного стабилизатора является низкая эффективность фильтрации высокочастотных и импульсных помех, воздействующих на вход и выход стабилизатора, что приводит к сбоям работы быстродействующей радио электронной аппаратуры. Это объясняется тем, что при увеличении коэффициента усиления операционного усилителя увеличивается коэффициент стабилизации, но уменьшается полоса про пускания и быстродействие стабилизатора. Техническое противоречие между увеличением коэффициента стабилизаци и уменьшением быстродействия стабили затора не позволяет использовать данное устройство для питания прецизионной высокочастотной аппаратуры. Наиболее близким к изобретению яв ляется стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, включенньй между входным и выходным выводами, блок управления состоящий из источника опорного напрялсения на резисторе и стабилитроне, резисторного делителя напряжения подключенных параллельно выходным выводам стабилизатора, усилительного блока, которьй состоит из высокочастотного усилителя и усилителя постоянного тока, выход усилительного бло ка подключен к базе регулирующего транзистора, которая подключена к входу стабилизатора через резистор, а входная цепь усилительного блока подключена к выходам источника опорного напряжения и резис1-орного делителя напряжения {Yj. Известный стабилизатор обладает более высоким быстродействием за счет применения дополнительного усилителя высокой частоты в цепи обратной связи, но при режиме работы стабилизатора с малыми токами нагрузки быстродействие регулирующего транзистора снижается, происходит снижение и при максимальных токах нагрузки, когда он работает в режиме насыщения. Кроме того, для обеспечения быстродействия требуется дорогостоящий высокочастотный регулирующий транзистор, использование которого усложняет обеспечение устойчивой работы стабилизатора при большом коэффициенте обратной связи и, следовательно, снижается фильтрация высокочастотных и импульсных помех стабилизатора. Указанньй недостаток снижает эффективнос/ь фильтрации высокочастотных и импульс ных помех особенно малой длительности, что ограничивает его применение для питания высокочувствительных усилительных блоков в системах регистрации слабых сигналов. Цель изобретения - улучшение выходных параметров путем улучшения фильтрации высокочастотных и импульс ных помех, воздействующих на вход и выход стабилизатора. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, включенньй между входным и выходным выводами, блок управления, состоящий из источника опорного напряжения на резисторе и стабилитроне, резисторного делителянапряжения подключенных параллельно выходным вьшодам стабилизатора, усилительного блока, которьй состоит из высокочастотного усилителя и усилителя постоянного тока, выход усилительного блока подключен к базе регулиру сщего транзистора, которая подключена к входу стабилизатора через резистор, а входная цепь усилительного блока подключена к выходам источника опорного напряжения и резисторного делителя напряжения, введены два транзистора, два конденсатора и четыре резистора, причем выход высокочастотного усилителя через конденсаторы подключен к базам транзисторов, один из которых подключен параллельно регулирукщему транзистору и его база соединена с входом стабилизатора через первый резистор, а другой подключен параллельно выходным выводам стабилизатора, причем его коллектор подключен к общей шине, эмиттер через второй резистор к выходу стабилизатора, а база через третий резистор - к выходу стабилиза тора и через четвертый резистор - к общей шине. На чертеже представлена принципиальная схема стабилизатора постоянного напряжения. Стабилизатор содержит регулирующи транзистор 1, включенный между входным и выходным выводами, блок управления 2, состоящий из источника опор ного напряжения на резисторе 3 и стабилитроне 4, резисторного делителя напряжения на резисторах 5 и 6, подключенных параллельно выходным выводам стабилизатора, усилительного блока, который состоит из высокочастотного усилителя 7 и усилителя 8 постоянного тока, входы которых подключены к выходам источника опорного напряжения 3 и 4 и резисторного делителя напряжения 5 и 6. Выход усилителя постоянного тока 8 подключен к базе регулирующего транзистора 1, которая подключена к входу ста билизатора через резистор 9, а выход высокочастотного усилителя 7 через конденсаторы 10 и 11 подключен к базам транзисторов 12 и 13 соответ ственно. Транзистор 12 подключен параллельно регулирующему транзистору 1 , а его база - к входу стабилиза тора через.резистор 14. Транзистор 1 подключен параллельно выходным выводам .стабилизатора, его база, коллектор, эмиттер подключены к выходным выводам, причем база - через резисто ры 15 и 16, эмиттер - через резистор 17. Стабилизатор постоянного напряжен работает следующим образом. На входы усилителей 7 и 8 подается часть выходного напряжения с резистор-ного делителя напряжения 5 и 6 и опорное напряжение с выхода источника опорного напряжения 3 и 4. Усилитель 8 сравнивает напряжения поступающие на его входы, их разность з

усиленная с заданным коэффициентом, воздействует на базу регулирующего транзистора 1 таким образом, чтобы 11

го на дополнительные регулирующие транзисторы 13 и 12, работающие асинхронно. 1. 4 часть выходного напряжения стабилизатора равнялась опорному с точностью,I определяемой коэффициентом стабилизации. Во время работы стабилизатора основная часть напряжения тока проходит через регулирующий транзистор 1. Резистор 9 устанавливает рабочую точку транзистора 1. Для увеличения коэффициента полезного действия стабилизатора рабочая точка транзистора 1 выбирается в области, близкой к насыщению, что снижает быстродействие регулирующего транзистора. Для получения высокого коэффициента стабилизации задаем большой коэффициент усиления усилителю 8, но для сохранения устойчивости ограничиваем полосу пропускания контура регулирования - усилитель 8, транзистор 1, следовательно, данный контур регулирования имеет высокой коэффициент стабилизации, но обладает низким быс1родействием. Импульсные и высокочастотные помехи с резисторного делителя напряжения 5 и 6 поступают на вход высокочастотного усилителя 7, которые сравниваются с опорным напряжением истрчника 3 и 4. Разность напряжений, усиленная усилителем 7, через разделительные конденсаторы 10 и 11 воздействует на базы транзисторов 13 и 12. Величины сопротивлений резисторов 14, 15, 16 и 17 выбраны такими, чтобы рабочие точки транзисторов 12 и 13 обеспечивали компенсацию разнополярных импульсных помех, т.е. при воздействии помехи положительной полярности транзистор 12 открывался, а транзистор 13 закрывался, при воздействии помехи отрицательной полярности транзистор 12 закрывался, а транзис- тор 13 открывался. I Таким образом, первьй контур регулирования (1, 8) осуществляет стабилизацию выходного напряжения с большим коэффициентом стабилизации за счет большого коэффициента усиления усилителя 8, а второй контур (7, 13 и 12) осуществляет компенсацию переменной составляющей (импульсные и высокочастотные помехи) за счет применения быстро действующего и высокочастотного усилителя 7, нагруженнотаким образом, предлагаемый етаби лизатор позволяет повысить стабилиза цию выксздного напряжения, быстродействие стабилизатора, т.е. фильтрацию импульсных и высокочастотных помех.

и:, следовательно, позволяет использовать стабилизатор напряжения в качестве высокостабильного источника питания для прецизионной быстродейстчукщей аппаратуры.

СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержапщй регулиругадий транзистор, включенньй между входным и выходным выводами, блок управления состоящий из источника опорного напряжения на резисторе и стабилитроне, резисторного делителя напряжения, подключенных параллельно выходным выводам стабилизатора, усилительного блока, который состоит из высокочастотного усилителя и усилителя постоянного тока, выход усилительного блока подключен к базе регулиру оцёго транзистора, которая подключена к входу стабилизатора через резистор, а входная цепь усилительного блока- подключена к выходам источника опорного напряжения и резисторного делителя напряжения, отличающийс я тем, что, с целью улучшения выходных параметров путем улучшения фильтрации импульсных и высокочастотных помех, воздействующих на вход и выход стабилизатора, в него введены два транзистора, два конденсатора и четыре резистора, причем выход высокочастотного усилителя через конденсаторы подключен к базам транзисторов, один из которых подключен парал(Л лельно регулирующему транзистору и с: его база соединена с входом стабилизатора через первый резистор, а другой подключен параллельно выходным выводам стабилизатора, причем его .ч коллектор подключен к общей шине, . эмиттер через второй резистор - к ел выходу стабилизатора, а база через а третий резистор - к вьЬсоду стабилио со затора и через четвертьй резистор к общей шине.