Стабилизатор двуполярного напряжения Советский патент 1989 года по МПК G05F1/569 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к стабилиэиро ным источникам электро.питания, и может найти применение в устройствах электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Преимущественно изобретение может быть использовано для питания радиоэлектронной аппаратуры с повышенной опасностью перегрузок и короткого замыкания. Кроме того, оно может найти применение при конструировании лабораторных источников двуполярного напряжения с защитой о перегрузок и короткого замыкания.

Целью изобретения является повышение точности регулировки тока батывания защиты путем исключения влияния тока нагрузки каждого из каналов на ток срабатывания защиты прот;увоположного канала.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого стабилизатора двуполярного напряжения с указанием узловых точек А, Б, G, D; на фиг.2 - эпюры напряжений в узловых точках А, В, С, D,

С абйлизатор двуполярного напряжения содержит последовательно соединённые первый регулирующий транзистор 1 и датчик 2 тока, последовательно соединенные второй регулирующий транзистор 3 и второй датчик . 4 тока, первый резистивный делитель 5, первый источник 6 опорного напряжения, первый усилитель 7, выход которого через первый стабилитрон 8 подключен к базе транзистора 1, второй усилитель 9, второй резистивный делитель 10, .включенный между разно- полярными выходными выводами, второй стабилитрон 11, транзистор 12, токо- стабилизированные двухполюсчики 13 и 14, третий и четвертый резистивные делители 15 и 16,, блок 17 сравнения, третий и четвертый усилители 18 и 19, диоды 20 и 2.

Стабилизатор работает следующим образом,

Неинвертирующие входы- усилителей 7 и 9 рассогласования подключены к общей шине, т.е. подаваемые на них опорные напряжения равны нулю. Между положительным выходом и источником 6 опорного напряжения включен ре- зист ивный делитель 5, напряжение со средней точки которого подается на инвертирующий вход усилителя 7 рассогласования по положительному

выходу. Между отрицательным и положительным выходными выходами включен резистивный делитель 10, напряжение со средней точки которого подается на инвертирующий вход усилителя 9 рассо.гласования по отрицательному выходу. Следовательно, в установившемся состоянии потенциалы

средних точек делителей должны быть равны нулю. Если этого нет, на выходах усилителей 7 и 9 появятся сигналы рассогласования, которые воздействуют на регулирующие элементы стабилизатора таким образом, чтобы выходные напряжения изменились в соответствующую сторону и напряжения на инвертирующих входах усилителей рассогласования прищли бы к

нулю. После этого напряжение на

отрицательном выходе будет равно по абсолютной величине напряжению на положительном выходе. При перегрузке или коротком замыкании одного или обо.их плеч стабилизатора в средних точках резистивных делителей 15 и-16 или одного .из них появится сигнал, отличный от нуля, который усилится соответствующим усилителем 18 и 19. С выхода усилителя, на котором iHa- пряжение больше чем на выходе второго усилителя, сигнал поступает через диод на вход, блока 17 сравнения и одновременно закрывает диод на..выходе другого усилителя. Сигнал, по- . ступивший на вход блока 17 сравнения, сравнивается с опорным напряжением и в случае превыщения опорного на- пряжения отключит напряжение на

обоих выходах стабилизатора.

Изменяя опорное напряжение можно оперативно изменять ток срабатывания завщты по плечам стабилизатора. Таким образом на вход блока 17 сравнения

поступает сигнал.о токе, имеющем больщую величину, при этом этот сигнал не зависит от того, есть ли

ток в противоположном канале стабилизатора. Так как плечи резистивных .делителей 15 и 16 равны между собой, напряжение в средних точках этих делителей не зависит от выходного напряжения стабилизатора, а зависит только от падения напряжения на датчиках тока, т.е. от тока нагрузки соответствующего канала. Таким образом, ток срабатывания защиты не зависит от выходного напряжения стабилизатора. Усилители постоянного

314

тока питаются от входных напряжений устройства и в качестве их могут использоваться как усилители, по-, строенные на дискретных элементах, так и интегральные операционные усилители.

Работа устройства поясняется эпюра ми. напряжений в узловых точках А, В, С, D (фиг.2). Кривые А и В соответствуют напряжениям в..средних точках делителей 15 и 16, а кривые С и D - напряжениям .на входе и выходе блока 17 сравнения соответственно Напряжение в точке В имеет отрицательный знак и увеличивается по модулю. До момента t напряжение в точке А по абсолютной величине больше на

няя точка среднего .резистивного делителя соединена с инвертирующим входом первого усилителя, вход которого через первый стабилитрон подключен к базе первого регулирующего транзистора, второй резистивный делитель, включенный меяэду разнополяр- ными выходными выводами, а средней точкой подключенный к инвертирую- 15 щему входу второго усилителя, выход которого через второй стабилитрон соединен с базой.второго регулирующего транзистора, причем неинвертирующие входы первого и второго усипряжения в точке В.и напряжения в

точке А и С идентичны. В момент вре-2о лителей подсоединены к общей не

мени t напряжение в точке С станс- а между входными выводами и базами

первогЬ и второго регулирующих транзисторов соответственно включены токостабилизированные двухполюсники, 25 при этом, к базе первого регулирующего транзистора подключен коллектор третьего транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной,.а база - с выходом блока сравнения, первый вход

вится больше по абсолютной величине напряжения в точке А и напряжение в точке С становится равным по величине и противоположным по знаку напряжению в точке В. Между моментами времени t и tj напряжение в точке С меньше опорного, поэтому пороговый элемент блока 17 сравнения выключен

--.--. .,.... 4-.Ж Ml. iLXtA V. ЬЛЛ ДА ПЛ КУЛ JIIC LJ djLrl ,

(кривая D). Эпюры соответствуют коаф- 30 которого подключен к второму источфициентам усиления усилителей 18 и 19, равным единице.

Использование предлагаемого изобретения в сравнении с известными

нику опорного напряжения третий резистивный делитель, включенный между эмиттером первого регулирукще- го транзистора и минусовым выходным

устройствами обеспечивает стабилиза- 35 выводом, четвертый резистивный децию величины тока срабатывания запщты по каждому каналу, причем ток срабатывания защиты не зависит от выходного напряжения стабилизатора. Стабили- 1 зация тока срабатывания защиты позволила использовать предлагаемой стабилизатор в качестве унифицированного блока питания, кроме того, пред- лагае гй стабилизатор может быть использован в качестве лабораторного блока питания, для которого возможность изменения и фиксирования тока срабатывания защиты является обязательным условием.

Формула изобретения

Стабилизатор двуполярного напряжения, содержащий включенные в ..плюсовую щину последовательно соединенные первый регулирующий транзистор и первый датчик тока, а в минусовую щину - второй регулируняций транзистор и второй датчик тока, последователь-

литель, включенный между эмиттером второго регулирующего транзистора и плюсовым выходным выводом, третий усилитель, к неинвертирующему входу

40 которого подключена средняя точка

третьего резистивного делителя, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности регулировки тока срабатывания защиты путем исклю45 чения влияния тока нагрузки каждого из каналов на ток срабатывания 5&а- щиты противрположного канала, в него введены четвертый усилитель и два диода, причем инвертирующий вход

50 четвертого усилителя подключен к средней точке четвертого резистивного делителя, инвертирующий вход третьего усилителя и неинвертирующий вход четвертого усилителя подключены

55 к общей щине, а их выходы через диоды, включенные в проводящей полярности, соединены с вторым входом блока сравнения.

но соединенные первый резистивный делитель и первый источник опорного напряжения включены между плюсовым g выходным выводом и общей шиной, сред0

няя точка среднего .резистивного делителя соединена с инвертирующим входом первого усилителя, вход которого через первый стабилитрон подключен к базе первого регулирующего транзистора, второй резистивный делитель, включенный меяэду разнополяр- ными выходными выводами, а средней точкой подключенный к инвертирую- 5 щему входу второго усилителя, выход которого через второй стабилитрон соединен с базой.второго регулирующего транзистора, причем неинвертирующие входы первого и второго усио лителей подсоединены к общей не

нику опорного напряжения третий резистивный делитель, включенный между эмиттером первого регулирукще- го транзистора и минусовым выходным

выводом, четвертый резистивный делитель, включенный между эмиттером второго регулирующего транзистора и плюсовым выходным выводом, третий усилитель, к неинвертирующему входу

которого подключена средняя точка

третьего резистивного делителя, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности регулировки тока срабатывания защиты путем исключения влияния тока нагрузки каждого из каналов на ток срабатывания 5&а- щиты противрположного канала, в него введены четвертый усилитель и два диода, причем инвертирующий вход

четвертого усилителя подключен к средней точке четвертого резистивного делителя, инвертирующий вход третьего усилителя и неинвертирующий вход четвертого усилителя подключены

к общей щине, а их выходы через диоы, включенные в проводящей полярноти, соединены с вторым входом блока равнения.

Фаг. 2

Изобретение относится к электротехнике, а именно к стабилизированным источникам электропитания, и может найти применение в устройствах электропи.тания радиоэлектронной ап- паратуры. Цель изобретения .- повышение точности регулировки тока срабатывания защиты путем исключения влияния тока нагрузки каждого из каналов на ток срабатывания защиты противоположного канала. При перегруз ке или коротком замыкании одного или / обоих плеч стабилизатора в средних точках резистивных делителей 15 и 16 или одного из них появляется сигнал, отличный от нуля. С выхода усилителя 18 И.ПИ. 19, на котором напряжение больше, чем на выходе другого усилителя, сигнал поступает через диод 20 или 21 на вход блока 17 сравнения, в котором он сравнивается с рпорным напряжением, и в случае превьшения опорного напряжения отключает напряжение на обоих выходах стабилизатора. Таким образом на вход блока 17 сравнения поступает сигнал о токе, имеющем большую величину, при этом этот сигнал не зависит от того, есть ли ток в противоположном ка- :нале стабилизатора. Напряжение в средних точках делителей 15 и 16 не зависит от выходного напряжения стабилизатора, а зависит только от падения напряжения на датчиках 2, 4 тока. 2 ил. S (Л сд 00 00 о (pU8.1