Стабилизатор переменного напряжения (его варианты) Советский патент 1985 года по МПК G05F1/44 

полевого транзистора, резне горного делителя напряжения, шестого резистора и оптронны;-; пар, светодиоды и фотодиоды которых соединены последовательно между собой, при этом входные шины резисторного делителя напряжения подсоединены соответственно к стоку и истоку второго полевого транзистора, а его выход через шестой резистор

по.у,соединен к затвору указанного транзистора, крайние выводы фотодиодов подсоединены соответственно к затвору второго полевого транзистора и к выходу делителя напряжения, а крайние выводы светодиодов подсоединены к выходу усилителя напряжения рассогласования и к обшей шине соответственио.

1. Стабилизатор переменного напряжения, содержащий операционный усилитель, неинвертирующий вход которого подсоединен к входной щине, инвертирующий вход подключен к выходной щине через первый резистор и к первому выводу второго резистора непосредственно, преобразователь переменного напряжения в постоянное, входом соединенный с выходной щиной, а выходом через сглаживающий фильтр подключенный к входу усилителя напряжения рассогласования, куда также подсоединен источник опорного напряжения, выход усилителя напряжения рассогласования через третий резистор подсоединен к затвору полевого транзистора и к первому выводу четвертого резистора, исток полевого транзистора подключен к общей щине, отличающийся тем, что, с целью увеличения диапазона стабилизации входного напряжения и уменьщения нелинейных искажений, в него введен дополнительный операционный усилитель напряжения, пятый резистор и делитель напряжения, входные щины которого подсоеди; нены к выходу дополнительного операционного усилителя напряжения и к общей ц)ине, выход делителя напряжения подключён к инвертирующему входу дополнительного операционного усилителя напряжения, при этом второй вывод второго резистора подсоединен к выходу дополнительного операционно го усилителя напряжения, второй вывод четвертого резистора подсоединен к выходу дополнительного операционного усилителя напряжения, в свою очередь его неиквертирующий вход подсоединен к стоку полевого транзистора, причем сток через пятый резистор подключен к выходной щине. 2.Стабилизатор переменного напряжения, содержащий операционный усилитель, неинвертирующий вход которого подсоединен к входной щине, инвертирующий вход подключен к выходной щине через первый реkn зистор и к первому выводу второго резистора непосредственно, преобразователь переменного напряжения в постоянное, входом соединенный с выходной щиной, а выходом через сглаживающий фильтр подключенный к входу усилителя напряжения рассогласования, куда также подсоединен источник опорного напряжения, выход усилителя напряжения рассогласования через третий реСО зистор подсоединен к затвору полевого трано со зистора и к первому выводу четвертого резистора, исток полевого транзистора подключен к общей щине, отличающийся тем, что, с целью увеличения диапазона стабилизации со входного напряжения и уменьщения нелинейных искажений, в него введен элемент с электрически управляемым сопротивлением управляющий вход которого подсоединен к выходу усилителя напряжения рассогласования, при этом первый вывод указанного элемента подсоединен к второму выводу четвертого резистора и к стоку полевого транзистора, второй вывод - к второму выводу второго резистора. 3.Стабилизатор по п. 2, отличающийся тем, что элемент с электрически управляемым сопротивлением выполнен на базе второго

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено, в частности, в автоматизированных измерительных комплексах переменного тока.

Цель изобретения --- увеличение диапа зона стабилизации входного нагфяжения и уменьшение нелинейных искажений.

На фиг. 1 представлена функциональная схема стабилизатора переменного напряжения, первый вариант; на фиг. 2 - то же, второй вариант.

По первому варианту стабилизатор содержит входную шину 1, которая подсоеди нена к неинвертируюш,ему входу операционного усилителя 2, а его еыход - к выходной шине 3, пятому резистору 4, пер.8ому резистору 5 и входу преобразователя 6 переменного напряжения в постоянное. Выход последнего подключе к сглаживающему фильтру 7. Источник 8 опорного напряжения подсоединен к входу усилителя 9 напряжения рассогласования. К, входу последнего подсоединен также выход сглаживаюш,его фильт ра 7. В свою очередь выход усилителя напряжения рассогласования через третий рг зистор 10 подсоединен к затвору полевого транзистора 11 и четвертому резистору 12, сток полевого транзистора 11 - к резистору 4 и неинвертируюш,ему входу дополнительного операционного усилителя 13, а его выход через второй резистор 14 подключен к инвертируюшему входу операционного усилителя 2 и, резистору 5. Выход дополнительного one-, рационного усилителя 13 подсоединен к резистору 12 и через резисторы 15 и 16 делителя напряжения подключен к обшей шине устройства, а его инвертируюш,ий вход подсоединен к обшей точке соединения резисторов 1 5 и 16.

По второму варианту (фиг. 2) в стабилизатор переменного напряжения введен элемент 17 с электрически управляемым сопротивлением, управляюш.ий вход которого подсоединен к выходу усилителя 9 напряжения рассогласования, при этом первый вывоа элемента 7 подсоединен к второму выводу четвертого резистора 12 и стоку полевого транзистора 11, а второй вывод - к второму

выводу второго резистора 14. Элемент 17 может быть вьтолнен на оптроне 18, резисторных делителях )й и 20. ujecTOM резисторе 21 и втором полевом транзисторе 22.

Стабилизатор по первому варианту (фйг. i) работает следующим образом.

При подаче переменного напряжения на входную тину 1 сигнал усиливается в требуемое число раз и поступает на выходную шину 3. Выходное переменнее напряжение стабилизатора преобразуется в постоянное преобразователем 6, затем фильтруется сглажйваюпдимся фи.гьтром 7, сравнивается с постоянным напряжением опорного источника 8. Разностное значение выходных напря,)-кений блоков 7 и 8 усиливается усилителем напряжения рассогласования и поступает на затвор, полевого транзистора 11 для управления сопротивлением его канала. Падение напряжения на электродах сток-исток полевого транзистора 11 усиливается операционным усилителе;,; 13 в требуемое число раз и суммируется с напряжением делителя напряжеН1.я ка резисторах 5 и 14. Уровень-лапряжеН ;я ка инвертирующем зходе операционного усилителя 2 при постоянных величинах сопротивлений резисторов 4. 5 и 14 можно варьировать коэффициентом усилителя напряжения операционного усилителя 2 и сопротивлением канала полевого транзистора 11.

Благодаря тому, что падение напряжения ка канале полевого транзистора 11 усиливается в коэффициент усиления раз операционного усилителя 13, увеличивается диапазон измерения выходного напряжения усилителя 2, а следовательно,,увеличивается диапазон стабилизации входного напряжения стабилизатора.

Уменьшение нелинейных искажений стабилизатора переменного напряжения достигнуто за Счет исключения протекания управляющего напрях ения затвора через электроды сток-исток полевого транзистора П.

Е качестве операционного усилителя 13 следует использовать микросхемы операционных усилителей с бчольшим коэффициентом усиления и малым уровнем ггелииейных некажений, например 544УД2, у которой при коэффициенте усиления, равном трем, и выходном напряжении 2 В уровень нелинейных искажений меньше 0,002%.

Стабилизатор по второму варианту (фиг. 2) работает аналогично. Под действием выходного напряжения усилителя 9 изменяется как сопротивление канала полевого транзистора 11, так и сопротивление канала полевого транзистора 22. Последний управляется напряжением фото-ЭДС фотодиодов оптрона 18 под действием света его светодиодов. Вариации сопротивлений каналов полевых транзисторов 11 и 22 пропорциональны величине управляющего сигнала с выхода усилителя 9 напряжения рассогласования.

В устройстве (фиг. 2) под действием управляющего напряжения, поданного на затворы, достигается изменение сопротивлений двух каналов полевых транзисторов, а следовательно, и увеличение диапазона стабилизации -входного напряжения.

Благодаря тому, что на затвор полевого транзистора 22 подано управляющее напряжение с фотодиодов оптронных пар 18, исключено протекание тока управляющего сигнала через его канал, а значит исключена асимметрия проводимости канала и, следовательно, уменьщен уровень нелинейных искажений стабилизатора переменного напряжения.

Стабилизатор переменного напряжения по второму варианту для своей реализации не требует дополнительного операционного усилителя напряжения.