Стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1987 года по МПК G05F1/56 

1

Изобретение относится к электротехнике и предназначено ;лля использования в источниках вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры .

Цель изобретения - повышение качества стабилизации.

На фиг. 1 изображена функциональная схема стабилизатора постоянного напряжения; на фиг. 2 - пример конструктивной реализации примененного блока сравнения.

Устройство содержит транзисторный регулирующий элемент 1 (фиг. О, блок 2 опорного напряжения, состоя-i щий из параметрического стабилизатора напряжения и включенного на его выходе делителя напряжения, узел обратной связи, выполненный в виде следящего компенсационного аналого -циф- рового преобразователя 3 последовательного счета с дифференциальным усилителем 4 сигнала рассогласования блоком 5 сравнения, источником 6 порогового напряжения,реверсивным счет .чиком 7 импульсов,, цифроаналоговым преобразователем 8 и генератором 9 импульсов. Позициями Ю, 11 и 12 на схеме обозначены соответственно первый, второй и третий выходы блока 5 сравнения, позициями 13 и 14 - соответственно входной и выходной потенциальные выводы устройства, позицией 15 - общий вывод (шина нулевого потенциала). Выводы 13 и 15 предназначены для подключения первичного источника питания, а выводы 14 и 15 - для подключения нагрузки, Регулирую- идай элемент 1 включен последователь- но в силовую шину, размещенную между выводами 13 и 14. Вход блока 2 опорного напряжения подключен к выводам 13 и 15, Первый, второй входы и выхо дна обратной связи, являющиеся соответственно сигнальным, эталонным входами и промежуточным балансным выходом аналого-цифрового преобразователя 3, соединены соответственно с выходом блока 2 опорного напряжения, выводами 14 и 15 и управляющим входо регулирующего элемента 1.

В следующем компенсационном аналого-цифровом преобразователе 3 один из входов и выходов усилителя 4 сигнала рассогласования являются соот- ветств енно сигнальным входом и промежуточным балансным выходом аналого цифрового преобразователя 3, входы

0

5

0

5

41

0

5

0

5

0

5

32 . 2

блока 5 управления сравнения соединены с выходами усилителя 4 сигнала рассогласования и источника 6 порогового напряжения Управляюшие входы прямого и обратного счета и вход останова реверсивного счетчика 7 импульсов подключены соответственно к первому 10, второму II и третьему 12 выходам блока 5 сравнения, а счетный вход - к выходу генератора 9 импульсов. Цифровые входы цифроаналогового преобразователя 8 соединены с выходами реверсивного счетчика 7 импульсов, эталонньш вход является эталонным входом аналого-цифрового преобразователя 3, а выход подключен к другому входу усилителя 4 сигнала рассогласования ,

Блок 5 сравнения включает в себя. компараторы 16 и элемент 18 И, Объ- , единенные противофазные входы компараторов 16 и 17 являются входами, а выходы - первым 10 и вторым 11 выходами блока 5 сравнения. Входы элемента 18 И соединены с выходами компараторов 16 и 17, а выход является третьим выходом 12 блока 5 сравнения.

Устройство работает следующим образом.

При подаче на выводы 13 и 15 нестабилизированного питающего напряжения блок 2 опорного напряжения вырабатывает опорное напряжение Uj, задающее необходимую величину выходного стабилизированного напряжения. Напряжение 1) является сигнальным для аналого-цифрового преобразователя 3 и поступает на один из входов усилителя 4 сигнала рассогласования, к другому входу которого подводится напряжение U с выхода цифроаналогового преобразователя 8, зависимое от эталонного напряжения с выводов 14 и 15 (выходного напряжения УЧШ стабилизатора) . Следящую систему в данном случае образуют цифроаналоговый преобразователь 8, реверсивный счетчик 7 импульсов и генератор 9 импульсов. Балансный (резонансный) сигнал с выхода усилителя 4 сигнала рассогласования управляет регулирующим элементом 1 и, кроме того, поступает на первый вход блока 5 управления, к второму входу которого подводится небольшое пороговое напряжение с выхода вспомогательного источника.

Если величина напряжения U на втором входе усилителя 4 больше

31

(меньше) величины напряжения U на его первом входе, блок 5 сравнения вырабатывает сигнал Больше (Меньше) , который управляет режимом ре- версивного счетчика 7 импульсов, т.е код реверсивного счетчика 7, воспринимающего импульсы от генератора 9, уменьшается (увеличивается), что, в свою очередь, приводит к уменьшению (увеличению) коэфАициента деления цифроаналогового преобразователя 8 до тех пор, пока напряжения, U и (ig на выходах усилителя 4 не сравняются. При этом

и, и. и

N

8ЫИ on

2 - 1

где п и N - число разрядов и код в реверсивном счетчике 7 импульсов.

Таким образом, для выходного напряжения Ugbix стабилизатора справед- ливо соотношение

и... и.

2 - 1

N

После того, как напряжения Uj и U на входах усилителя 4 сравняются, блок 5 сравнения вырабатывает на своем третьем выходе 12 сигнал Равно, что вызывает останов реверсивного счетчика 7 импульсов и фиксацию коэффициента деления цифроаналогового преобразователя на неизменном уровне.

Повьшгенная стабильность выходного напряжения в предлагаемом стаби- лизаторе предопределяется тем, что в данном случае отработка отклонений Ug(,| производится фактически одновременно по двум цепям, а именно по сигналам обратной связи, снимаемым с вы- ходов усилителя 4 сигнала рассогласования и собственно стабилизатора. ЦиФроаналоговый преобразователь 8 используется как умножающий, т.е. на процесс стабилизации оказывают алия- кие как код N реверсивного счетчика

7импульсов, так и эталонное напряжение цифроаналогового преобразователя

8(напряжение вык )

Ф,о рмула изобретения

1. Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий эле

0 5

0

5

0

5

о 5 Q

5

32

мент, включенный последовательно г. одну из силовых шин, размещенных между входными и выходными выводами устройства, предназначенным для подключения соответственно первичного источника питания и нагрузки, блок опорного напряжения, вход которого подключен к входным ВЫВОДИМ устройства, узел обратной связи, первый вход которого соединен с выходом блока опорного напряжения, второй вход - с выходными выводами устройства, а выход - с управляюш,им входом регулирующего элемента, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения качества стабилизации, узел обратной связи выполнен в виде следящего компенсационного аналого-цифрового преобразователя последовательного счета, сигнальный и эталонный входы которого являются соответственно первым и вторым входами узла обратной связи, а промежуточный балансный выход - выходом последнего.

2. Стабилизатор по п. 1, о т л и- ч ающий с я тем, что следящий компенсационный аналого-цифровой преобразователь последовательного счета включает в себя усилитель сигнала рассогласования, один из входов и выходов которого является соответственно сигнальным входом и промежуточным балансным выходом аналого-цифрового преобразователя, блок сравнения, входы которого соединены с выходами усилителя сигнала рассогласования и источника порогового напряжения, реверсивный счетчик импульсов, управляющие входы прямого и обратного счета и вход останова которого подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам блока сравнения, а счетный вход - к выходу генератора импульсов, ЦиФроаналоговый преобразователь, цифровые входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика импульсов, эталонный вход является эталонным входом аналого-цифрового преобразователя, а выход подключен к другому входу усилителя сигнала рассогласования.

3. Стабилизатор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что блок сравнения аналого-цифрового преобразователя включает в себя два компаратора, объединенные противофазные

133А132о

входы.которых являются входами, а вы- рого соединены с выходаьш компарато- ход - первым и вторым выходами блока ров, а выход является третьим выходом сравнения, и элемент И, входы кото- блока сравнения.

От ОтВ

фи9.2

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - повышение качества стабилизации. В предложенном компенсационном стабилизаторе напряжения с. регулирующим элементом 1 последовательного типа узел обратной связи выполнен в виде следящего компенсационного аналого13 f цифрового преобразователя 3 последо-, вательного счета. Следующую систему в данном случае образуют цифроана- логовый преобразователь 8, реверсивный счетчик 7 импульсов и генератор 9 импульсов. Балансный (разностный) сигнал с выхода усилителя 4 сигнала рассогласования управляет регулирующим элементом 1 и, кроме того, воздействует на блок 5 сравнения, который воспринимает также пороговое напряжение с выхода вспомогательного источника 6-. Блок 5 сравнения формирует-управляющие сигналы для реверсивного счетчика 7 импульсовi Отработка отклонений выходного напряжения стабилизатора производится одновременно по двум цепям, а именно по сигналам обратной связи, снимаемым с выходов усилителя 4 и собственно стабилизатора..Цифроаналоговый преобразователь 8 используется как умножающий . 2 3 . п. ф-лы, 2 ил; сл и 4г со со со 1C 15