Стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1986 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - .улучшение динамических характеристик стабилизатора при импульсном характере нагрузки. На фиг. I представлена схема стабилизатора постоянного напряжения; на фиг.2 - кривые переходного процесса на выходе стабилизатора. Стабилизатор постоянного напряжения (фиг.) содержит делитель I выходного, напряжения, вход которого подключен к выходному выводу 2, а выход - к первому входу 3 усилителя 4 сигнала рассогласования, второй вход 5 которого соединен с выходом источника 6 опорного напряжения, а выход усилителя 4 подключен к управляющему входу 7 последовательного регулирующего элемента 8. Последний содержит выходной транзистор 9, эмиттер которого подключен к выводу 2, а коллектор - к входному выводу 10, согласующий транзистор II, эмиттер которого соединен с базой транзистора 9, а база - с управ-ляющим входом 7 регулирующего элемента 8, диод 12, включенный между выводом 10 и коллектором транзистора 11, управляющий транзистор 13, эмиттер которого через согласующий резистор 14 соединен с выводом 10, а база подключена к коллектору транзистора И. Шунтирующий транзистор 15 эмиттером подключен к выводу 2, а коллекторы - к общей щике 16. Источник 17 тока одним выводом соединен с коллектором транзистора 13 и с базой транзистора 15, а другим - выводом - с общей шиной 16. Вместо одиночного транзистора 15 могут использоваться составные транзисторы одного или разного типа проводимости. В качестве источника 17 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 напряжения. Стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом. Пусть ток нагрузки Ь скачкообразно изменяется от своего максимального значения Ь.макс. до минимального Ь.мин., соответствующего холостому ходу на выходе стабилизатора и равного нуля. В начальный промежуток времени после скачкообразного снижения тока нагрузки коллек.торный ток транзистора 9 ие уменьщается и, следовательно, ток на выходе стабилизатора (Ьых) имеет максимальное значение, равное Ь.мак.. Это связано с инерционностью канала обратной связи (усилителя сигнала рассогласования), которая особенно сильно проявляется при наличии корректирующих конденсаторов. Ток Iвых. приводит i излишнему накоплению заряда на конденсаторе нагрузки Сн и появлению выброса на начальном участке переходного процесса (фиг.2, кривая А, участок а). Далее должен происходит разряд конденсатора Сн. Транзистор 9 обеспечить этот процесс не может, так как позволяет реализовать лишь одно направление выходного тока. Под воздействием сигнала обратной связи через делитель I и усилитель 4 .закрывается (переходит в режим отсечки) транзистор 9. Конденсатор Сн начинает перезаряжаться по цепи делителя I. Ток делителя Ьвн, как правило, на несколько порядков ниже максимального значения тока 1вых.макс.. Таким образом, в начальный промежуток времени конденсатор Ск заряжается током I пых.макс., а 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 А, участок б). При колебательном характере переходного процесса на выходе стабилизатора быстронарастающие участки переходного процесса, соответствующие активному режиму работы транзистора 9, чередуются со слабозатухающими участками, соответствующими переходу транзистора 9 в режим отсечки. Быстрый перезаряд конденсатора Сн обеспечивается транзистором 15 с помощью источника 17 тока. По регулирующий транзистор 9 находится в активном режиме, ток источника 17 замыкается через управляющий транзистор 13. В этом случае шунтирующий транзистор 15 закрыт, т. е. находится в режиме отсечки. Когда закрывается транзистор 9, то закрываются и транзисторы 11 и 13. При этом ток U источника 17 поступает в базу щунтирующего транзистора 15 и открывает его. В эмиттерной цепи транзистора 15 и в выходной цепи стабилизатора появляется ток доп « р. Ь, где р коэффициент усиления тока базы транзистора 15. Этот ток форсирует перезаряд кондеисатора Сн (фиг.2, кривая В). При скачкообразном увеличении тока нагрузки переходный процесс на выходе стабилизатора протекает сравнительно быстро, так как в этом случае регулирующий транзистор 9 обеспечивает отработку всех изменений выходного тока. Преимущества предлагаемого устройства связаны с тем, что в 1,5-2 раза улучшаются основные показатели переходного процесса на выходе стабилизатора при импульсной нагрузке. Это позволяет повыснть надежность функцнонирования быстродействующей радиоэлектронной аппаратуры, у котррой возможны сбои из-за длительных перечодных процессов в цепях питания. Кроме того, улучшение динамических характеристик стабилизаторов постоянного напряжения

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

. Формула изобретения

Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий транзисторный регулирующий элемент, включенный между входным и вы ходным выводами, управляющим входом соединенный с выходом усилителя сигнала рассогласования, входы которого соединены с делителем выходного напряжения и источником опорного напряжения, щунтнрующий транзистор, подключенный эмиттером к выходному выводу, коллектором - к общей

шине, а базой - к цепи управления, отличающийся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик стабилизатора при импульсном характере нагрузки, в него введены управляющий транзистор, диод, резистор и источник тока, а регулирующий элемент выполнен составным на выходном и согласующем транзисторах одного типа проводимости и подключен эмиттером к выходному выводу, при этом параллельно соединенные диод и базаэмиттерная цепь управляющего транзистора с резистором в цепи его эмиттера включена в цепь коллекора согласующего транзистора, коллектор управляющего транзистора соединен с базой щунтирующего транзистора и через источник тока - с общей щиной.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания. Цель изобретения - улучшение динамических характеристик стабилизатора при импульсном характере нагрузки. Быстрый перезаряд конденсатора выходного фильтра обеспечивается шунтируюшим транзистором 15 с помощью источника 17 тока. Пока выходной транзистор 9 регулирующего элемента 8 находится в активном режиме, транзистор 15 закрыт. При закрытом транзисторе 9 и соответственно заскрытых согласующем и управляющем транзисторах 11 и 13 с помощью источника 17 открывается транзистор 15. В выходной цепи стабилизаS тора появляется ток Ьоп SK р- U, где Р - коэф. усиления базы транзистора 15. сл Этстг ток форсирует перезаряд конденсатора выходного фильтра. 2 ил. .Г

и вых. ном. иг.2