ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ Советский патент 1973 года по МПК G05F1/56 

1

Предлагаемое устройство относштся к промышленной радиоэлектронике и может применяться в устройстваХ электропитания узлов автоматики, вычислительной техники и средств свяэи.

Известны импульсные стабилизаторы постоянного напряжения, содержащие ключевой элемент, задающий генератор, LCфильтр, разрядный диод, усилитель обратной связи, регенеративный узел сравнения, ко входам которого подключены времязадающая RC-цепочка и узел опорного на пряжения, н;аПример полупроводниковый стабили трон.

Однако известные импульсные стабилизаторы обладают пониженной устойчивостью системы и низким коэффициеитом стабилизации.

Цель изобретения - повысить устойчивость стабилизатора и его коэффициент стабилизации.

Эта цель достигается тем, что в импульсном стабилизаторе постоянного напряжения времязадатощая RC-цепочка подключена к выходу ключевого элемента, а полупроводниковый стабилитрон .подключен ко входу импульсного стабилизатора, причем его анод соединен с общей щнной через переменный резистор, а через усилитель обратной связи со второй выходной ши«ой стабилизатора.

На чертеже приведена функциональная блок-схема предлагаемого импульсного стабилизатора постоянного Напряжения. Устройство работает следующим образом.

До момента включения ключевого элемента /, определяемого задающим генератором 2. ток нагрузки 3 протекает через LC-фильтр 4 и шунтирующий диод 5. Цри этом наП ряжение на входе узла сравнения 6, подключенном к общей точке соединения резистора 7, конденсатора 8 и анода диода 9, фиксируется цепью, состояи;ей из диода 9 и резистора небольшого номинала 10, на уровне близком к отрицательной шине питания. Резистор

W необходим для ограничения тока, протекающего через фи,ксирующую цепь. В момент включения ключевого элемента / положительная шина нестабилизированного входного напряжения подключается к общей то.чке

соединения фильтра 4, резисторов 7, 10 и катода разрядного диода 5. Диоды 9 5 закрываются, а напряжение на конденсаторе 8 начинает возрастать по экспоненциальному закону. Когда вапряжение на конденсаторе

8 станет равно напря.жению на ВХоде узла сравнения 6, подключенном к общей точке соединения резистора // и катода стабилитрона 12, узел сравнения вырабатывает сигнал на выключение ключевого элемента

При иЗменении величины нестабилизирован3

ного входного напряжения изменяется скоро,сть заряда конденсатора 8, а именоо: с увеличением напряжения скорость заряда возрастает, с уменьшением - п.адает, так что в;эльтсекундная площадь, поступающая Hia вход филътра, а, следовательно, и выходное напряженне, остаются постоянными. Если нагрузка стабишнзатора не изменяется, то проиав. выходного напряжени1Я по входному имеет следующий вид:

ПдЛ оп

т П I

дЕ

L Ч - и on/

Е

дЕ

и,,

где г - постоянная времени цепи заряда конденсатора 8,

Т - период следования импульсов задающего генератора,

Е - величина входного нестабиливированного напряжения,

UOTI - опорное напряжение на входе узла сравнени1я 6, подключенном к общей точке соединения рези;стора 7 и катода полупроводникового стабилитрона 12,

- выходное напряжение импульсного стабилизатора.

Если напряжение f/on не зависит от входdUon пди

чого, т. е. - 0, то

;0, поскольку

дЕдЕ

первый член выражения в квадратных скобках зависит от Е слабее, чем второй. Для получения высокого коэффициента стабилизации, необходимо изменять Uon так, чтобы

- 0. С этой целью последовательно со стабилитроном 12 включают переменный

оп

резистор 13. При этом

0 и изменедБ

ния выходного напряже.ния могут быть скомпенсированы в щироком ди1апазоне изменеВИЙ, входного напряжедия.

Увеличение коэффициента ста-билизации при изменении тока нагрузки, т. е. уменьщение выходного сопротивления. стабили13атора,

достигается введением на резистор 13 обратной связи с выхода стабилизатора через усилитель 14. Она действует таким образом, что с уменьщением выходного напряжения при постоянном входном напряжение на резисторе 13 возрастает. Следовательно возрастает и опорное напряжение на входе узла сравнения 6. Это вызывает увеличение длительности- включенного состояния ключа, а, следовательно, и рост выходного напряже ния.

Предмет изобретения

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий ключевой элемент, задающий генератор, LC-фильтр, разрядный диод, усилитель обратной связи, регенеративный узел сравненИЯ, ко входам которого

подключены времязадающая RC-цепочка и узел опорного напряжения, например полупроводниковый стабилитрон, отличающийся тем, что, с целъю повыщения устойчивости стабилизатора и его коэффициента стабилизации, времязадающаЯ RC-цепочка подключена к выходу ключевого элемента, а полупроводниковый стабилитрон подключен ко входу импульсного- стабишизатора, причем его анод соединен с общей щиной через переменный резистор, а через усилитель обратной связи- со второй выходной щиной стабилизатора.