Стабилизатор постоянного напряжения или тока Советский патент 1978 года по МПК G05F1/56 

1

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к быстродействующим источникам калиброванных напряжений (токов), выполненным по схемам стабилизаторов напряжения (тока) и предназначенным для использования в качестве образцовых средств измерений.

Известен линейный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий элемент, усилитель постоянного тока и схему сравнения, включающую в себя источник опорного напряжения и делитель обратной связи, одно из плеч которого зашунтировано емкостью 1.

Наиболее близким к изобретению техническим рещением является стабилизатор постоянного напряжения или тока, содержащий регулирующий транзистор, включенный последовательно в выходную шину и по управляющему входу соединенный с выходом усилителя рассогласования, вход которого подключен к выходу сравнивающего блока, одно из плеч резистивного делителя которого, соединенного с выводами для подключения нагрузки, шунтировано конденсатором, который последовательно соединен с диодом, шунтирующим другое плечо резистивного делителя 2.

Недостатком известного стабилизатора является наличие зарядно-разрядной цепи, что способствует уменьшению времени установления напряжения на выходе при одновременном сохранении условий устойчивости. При уменьшении напряжения на выходе стабилизатора разряд происходит через диод и нагрузку или диод и сопротивление плеча делителя, шунтируемого конденсатором. При работе стабилизатора на высокоомную нагрузку (например, высокое входное сопротивление цифрового вольтметра в схеме поверки) и при

10 достаточно высокоомном плече делителя, шунтированном конденсатором (что, как правило, имеет место в широкодиапазонных и высоковольтных стабилизаторах), быстродействие такого стабилизатора остается невысо15 КИМ.

Целью изобретения является повышение быстродействия стабилизатора при сохрапении точности установки напряжений или токов, включая область токов, меньших начального тока регулирующего транзистора. Это достигается тем, что предлагаемый стабилизатор снабжен дополнительным транзистором, эмиттер которого соединен с эмиттером регулирующего транзистора, коллектор - с коллектором регулирующего транзистора через дополнительно введенный источник постоянного напряжения, а база подключена к выходу усилителя рассогласования, причем проводимость дополнительного транзистора противоположна проводимости регулирующего транзистора.

На чертеже дана схема описываемого стабилизатора.

Регулирующий транзистор 1 стабилизатора включен иоследовательно в выходную шину и по управляющему входу соединен с одним из выходных выводов усилителя 2 рассогласования, вход которого подключен к выходу сравнивающего блока 3. Одно из плеч резистивного делителя 4, 5 сравнивающего блока 3 шунтировано конденсатором 6, который последовательно соединен с диодом 7, шунтирующим другое плечо резистивного делителя.

Эмиттер дополнительного транзистора 8 соединен с эмиттером регулирующего транзистора 1, а коллектор - с коллектором регулирующего транзистора через дополнительно введенный источник 9 постоянного напряжения. Кроме того, стабилизатор содержит источник 10 опорного напряжения и диод 11, соединенный с диодом 7.

Стабилизатор работает следующим образом.

В исходном состоянии напряжение на выходе поддерживается постоянным с погрешностью, определяемой возможностью системы авторегулирования. При небольших токах нагрузки, включая токи через резисторы 4 и 5, начальные токи транзисторов 1 и 8 замыкаются друг на друга через источник 9, требуемый коэффипиент усиления транзисторов 1 и 8 реализуется выбором соответствующей величины тока их коллекторов, распределяемого между ними и нагрузкой; последний может быть близким или даже равным нулю.

При регулировании напряжения на выходе конденсатор 6 заряжается через диод 7, источник 10, транзистор 1 и источник входного напряжения. В момент заряда транзистор 1 открыт, транзистор 8 закрыт.

При уменьшении напряжения на выходе разряд происходит через источник входного напряжения, источник 9 постоянного напряжения, транзистор 8 и диод 11, причем в этом случае транзистор 1 закрыт сигналом усилителя 2 рассогласования. В обоих случаях время установления напряжения существенно уменьшено за счет исключения из цепи заряда (разряда) резисторов 4 и 5. При этом постоянная времени определяется величиной OER, где R - суммарное сопротивление смещенных в прямом направлении р-«-переходов диодов 7 и 11 и выходных сопротивлений

источников.

В качестве транзисторов 1 и 8 могут быть использованы транзисторы противоположной проводимости, при этом полярности подключения источника входного напряжения, источника 9 постоянного напряжения и диодов 7 и 11 должны быть обратными.

В случае использования данного стабилизатора в качестве стабилизатора тока резистор 5 является его нагрузкой, а резистор 4

выполняет функции образцового резистора.

Формула изобретения

Стабилизатор постоянного напряжения

или тока, содержащий регулирующий транзистор, включенный последовательно в выходную шину и по управляющему входу соединенный с выходом усилителя рассогласования, вход которого подключен к выходу сравнивающего блока, одно из плеч резистивного делителя которого, соединенного с выводами для подключения нагрузки, шунтировано конденсатором, который последовательно соединен с диодом, шунтирующим другое плечо указанного резистивного делителя, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия при сохранении точности установки напряжений или токов, включая область токов меньших начального тока регулирующего

транзистора, стабилизатор снабжен дополнительным транзистором, эмиттер которого соединен с эмиттером регулирующего транзистора, коллектор - с коллектором регулирующего транзистора через дополпительно введенный источник постоянного напряжения, а база подключена к выходу усилителя рассогласования, причем проводимость дополнительного транзистора противоположна проводимости регулирующего транзистора.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Белопольский И. И. и др. Проектирование источников электропитания. «Энергия, 1967, с. 140.

2. Авторское свидетельство СССР №216059, кл. G 05 F 1/56, 1967.