Источник стабилизированного напряжения постоянного тока Советский патент 1975 года по МПК H02M3/14 G05F1/56 

1

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве источника питания радиоэлектронных устройств, в частности устройств, работающих на импульсную нагрузку.

Известны источники стабилизированного напряжения постоянного тока, содержащие импульсный стабилизатор тока с регулирующим транзистором, база которого подключена к выходу модулятора длительности импульсов, и подключенный параллельно стабилизатору тока компенсационный стабилизатор напряжения с непрерывным регулированием, построенный на основе операционного усилителя.

Недостатком известного устройства является то, что при отключении нагрузки появляется значительная величина перерегулирования выходного напряжения, обусловленная инерционностью дросселя, следовательно, указанный источник при импульсном характере нагрузки обладает больщой динамической нестабильностью.

Для уменьщения выбросов выходного напряжения при работе источника на импульсную нагрузку в предлагаемом устройстве общая входная клемма питания операционного усилителя подключена к точке соединения силового зажима регулирующего транзистора стабилизатора тока с одной из выходных клемм и со входом модулятора длительности

импульсов, а выход операционного усилителя соединен с другой выходной клеммой.

Функциональная схема описываемого источника стабилизированного напряжения постоянного тока представлена на чертеже.

Источник состоит из стабилизатора 1 непрерывного действия и подключенного параллельно ему импульсного стабилизатора тока 2. Импульсный стабилизатор тока содержит

транзистор 3, управляемый модулятором длительности 4. На выходе импульсного стабилизатора включен диод 5 и фильтр, состоящий из дросселя 6 и конденсатора 7. Стабилизатор непрерывного действия состоит из операционного усилителя 8, к неинвертирующему входу которого подключен источник опорного напряжения, а к инвертирующему входу - делитель напряжения на резисторах 9 и 10, между общим приводом источНИКОВ питания операционного усилителя и одним из выводов нагрузки включен резистор 11 - датчик тока, связанный со входом модулятора 4.

Схема работает следующим образом.

При отсутствии или малом значении тока нагрузки выходное напряжение определяется соотношением сопротивлений резисторов 9 и 10 и делителя в цепи обратной связи операционного усилителя 8 и величиной опорного

напряжения. При этом ток нагрузки и делителя является вытекающим выходным током операционного усилителя. Так как в таком режиме падение напряжения на сопротивлении датчика тока недостаточно для управления модулятором длительности 4, ключевой транзистор 3 закрыт. При подключении к выходу стабилизатора нагрузки, потребляющей ток номинальной для данного стабилизатора величины, на входе модулятора появляется сигнал ощибки, пропорциональный уменьщению выходного напряжения стабилизатора..

В первый момент после подключения нагрузки ток нагрузки обеспечивается импульсом вытекающего тока операционного усилителя. Изменение напряжения на выходе источника определяется параметрами усилителя 8. Увеличение выходного тока модулятора вызывает увеличение падения напряжения на сопротивлении датчика тока, срабатывает пороговое устройство модулятора длительности и транзистор 3 открывается, пропуская ток в нагрузку. Далее ток, протекающий в нагрузку с выхода усилителя 8, уменьщается, величина напряжения на датчике тока становится меньще порогового значения, и модулятор длительности запирает ключ. Дальнейшее протекание тока в нагрузку обеспечивают дроссель 6 и диод 5. При уменьщении тока, текущего в нагрузку из цепи ключевого регулятора, ток усилителя снова увеличивается, происходит срабатывание модулятора и ключ открывается. Далее процесс повторяется.

Если в любой момент времени произойдет отключение нагрузки, т. е. скачкообразные уменьшения тока от номинального до нуля, цепь тока ключевого регулятора будет разорвана. Ток усилителя уменьшается, и ключ запирается. Так как благодаря энергии, накопленной в дросселе 6, ток ключевого регулятора не может скачком измениться до нуля, происходит увеличение напряжения на выходе источника, возникает сигнал ошибки на входе усилителя, пропорциональный увеличению

выходного напряжения. При этом усилитель 8 открывается для пропускания импульса тока ключевого регулятора и поддерживает изменение выходного напряжения в пределах, обусловленных параметрами усилителя. ТаКИМ образом, благодаря тому, что операционный усилитель работает как в режиме отдачи, так и в режиме потребления тока, исключаются выбросы напряжения на выходе источника напряжения при отключении нагрузки,

т. е. источник позволяет работать на импульсную нагрузку при изменении тока от номинального до нуля с большой крутизной.

Предмет изобретения

Источник стабилизированного напряжения постоянного тока, содержащий импульсный стабилизатор тока с регулирующим транзистором, база которого подключена к выходу

модулятора длительности импульсов, и подключенный параллельно стабилизатору тока компенсационный стабилизатор напряжения с непрерывным регулированием, построенный на основе операционного усилителя, отличающийся тем, что, с целью уменьшения выбросов выходного напряжения при работе источника на импульсную нагрузку, общая входная клемма питания операционного усилителя подключена к точке соединения силового зажима регулирующего транзистора стабилизатора тока с одной из выходных клемм и со входом модулятора длительности импульсов, а выход операционного усилителя соединен с другой выходной клеммой. I