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

Изобретение от 1осится к электротехнике и может быть использовано для электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - улучшение динамических характеристик стабилизатора при импульсном характере нагрузки. На фиг.1 представлена схема пред лагаемого стабилизатора постоянного напряжения} на фиг.2 - кривые переходного процесса на выходе стабилизатора. , Стабилизатор постоянного напряже ния - Сфиг . 1 ) содержит делитель 1 выходкого напряжения, вход которого подключен к выводу 2, а выход - к первому входу 3 усилителя 4 сигнала рассогласования, второй вход 5 усилителя 4 соединен с источником 6 опорного напряжения, а выход усили ля 4 соединен с управляющим входом 7 регулирующего элемента 8. Регулирующий элемент 8 состоит из выходного регулирующего транзистора 9, эмиттер которого соединен с входным вьюодом 10, а коллектор - с выводом 2, из согласующего транзистора II, коллектор которого подключен к базе транзистора 9, а база - к управляющему входу 7 регулирующего элемента 8, из диода 12, включенного между коллектором транзистора 9 и эмиттером транзистора 11, из источника 13 тока, один вывод которого соединен с эмиттером транзистора 11, а другой вывод - с общей шиной 14. База шунтирующего транзистора 15 подключена к источнику 13 тока, эмиттер к выходному выводу 2, а коллектор - к общей шине 14. Вместо одиночного транзистора 15 могут использоваться составные транзисторы одного или разного типа проводимости. В качестве источника 13 тока может применяться резистор или более сложная схема. Поскольку нагрузка стабилизатора носит емкостной характер, то она совместно с корректирующими цепями усилителя 4 сигнала рассогласования обеспечивает устойчивую работу стабилизатора постоянного на ряжения . Стабилизатор г остоянного напряж ния работает сле/тующим образом. Пусть тЖ нягрулки Тц скачкообразно м 11ясугся от максимального значения мипима,(1го 1ц.щдц, соответствующего холостому ходу на выходе стабилизатора и равного нулю. В начальный промежуток времени после скачкообразного снижения тока нагрузки коллекторный ток выходного регулирзтощего транзистора 9 не уменьшается и, следовательно,ток 1ьык. на выходе стабилизатора сохраняет свое максимальное значение, равное 1н.м( Это связано с инерционностью канала обратной связи (усилителя сигнала рассогласования), которая особенно сильно проявляется при наличии корректирующих конденсаторов. Ток 1$ьц, приводит к излишнему накоплению заряда на конденсаторе нагрузки CH и появлению выброса на начальном участке переходного процесса (фиг.2, кривая 1, участок 1). Далее должен происходить разряд конденсатора нагрузки. Транзистор 9 обеспечить этот процесс не может, так как позволяет реализовать л1-1шь одно направление выходного тока. Под воздействием сигнала обратной связи через.делитель 1 и усилитель 4 закрывается (переходит в режим отсечки) и транзистор 9. Конденсатор С(( начинает перезаряжаться по цепи делителя . Ток делителя 1д5ц, как правило на несколько порядков меньше тока 1ъш.1. Таким образом, в начальный промежуток времени конденсатор CH заряжается током 1бых.гЛйхс) после запирания транзистора 9 разряд происходит по сравнительно высокоомной цепи делителя 1 током 1двн. Поэтому в переходном процессе появляется спадающий участок относительно малой крутизны (фиг.2, кривая I, участок 2). При колебательном характере переходного процесса на выходе стабилизатора быстронарастающие (нечетные) участки переходного процесса, соответствуюпще активному режиму работы транзистора 9, чередуются со слабозатухающими (четными) участками, соответствующими переходу транзистора 9 в режим отсечки. Быстрый перезаряд конденсатора Cjj обеспечивается транзистором 15 с помощью источника 13 тока.,Пока транзистор 9 находится в активном режиме, ток источника 13 замыкается через согласующий транзистор 11 . В этом случае шунтирующий транзстор 15 закрыт, т.е. находится в режиме отсечки. Когда закрывается транзистор 9, то закрывается также и согласующий транзистор 11. При этом ток Ig источника 13 поступает в базу шунтирующего транзистора 15 и открывает его. В эмиттерной цепи транзистора 15 и выходной цепи стабилизатора появляется ток ,-J.g, где - коэффициент усиления тока базы транзистора 15. Этот ток форсирует перезаряд конденсатора Сн(фиг.2, кривая II).

При скачкообразном увеличении тока нагрузки переходный процесс на выходе стабилизатора протекает сравнительно быстро, так как в этом олучае выходной регулирующий транзистор 9 обеспечивает отработку все изменений выходного тока.Преимущества предлагаемого устройства связаны с тем, что в 1,52 раза улучшаются основные показатели переходного процесса на выходе стабилизатора при импульсной нагрузке. Это позволяет повысить надежность функционирования быстродействующей радиоэлектронной аппаратуры, у которой возможны сбои из-за длительных переходных процессов в цепях питания. Кроме того, улучшение динамических характеристик стабилизаторов постоянного напряжения

позволяет снизить требования к цепям развязки функциональных узлов по питанию при проектировании аппаратуры различного назначения.

Формула изобретения

Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий последовательный транзисторный регулирующий элемент, включенный между входным и выходным выводами, управляющим входом соединенный с выходом усилителя сигнала рассогласования, входы которого соединены с- делителем выходного напряжения и источником опорного напряжения, шунтирующий транзистор, подключенный эмиттером к выходному выводу, коллектором - к общей шине, а базой к цепи управления, отличающийся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик стабилизатора,в него введены диод 5 и источник тока, а последовательный транзисторный регулирующий элемент выполнен в виде составного транзис- , тора на выходном и согласующем транзисторах и подключен эмиттером к входному выводу, при этом коллекторно-эмиттерная цепь ,согласующего транзистора подключена к выходному выводу через диод, к общей шине - через источник тока, а к базе шунтирующего транзистора - непосредственно.

Изобретение позволяет улучпшть динамические характеристики стабилизатора постоянного нащзяжения,содержащего последовательный регулирующий элемент,управляющий вход которого сое-, динен с выходом усилителя рассогласования, входы которого подключены к ис точнику опорного напряжения и к делителю выходного, напряжения, шунтирующий транзистор, подключенный эмиттером к выходному выводу, а коллектором - к общей шине. Улучшение динамических характеристик достигается тем, что в устройство введены диод и источник тока, причем регулирующий элемент вьтолнен на состав, о ном транзисторе, коллёкторно-эмитТер ная цепь согласующего транзистора (Л которого подключена к выходному выводу через диод, к общей шине с через источник тока, а к базе шунтирующего транзистора - непосредственно. 2 ил.

Vtua нвн . / фиг, 2