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

(54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ для выделения на нем разности между входным нестабилнзированным напряжением, подводимым к выводам 2, 4 и выходным стабилизированным напряжением, снимаемым с выводов 3, 5. Между выводами 3, 5 включены также измерительный элемент 6, служащий для выявления отклонения выходного напряжения от заданного значения, н последовательная цепочка из регулирующего элемента 7. и токового датчика 8, предназначенная для выделения снгнала управления дискретно-регулируемым резистором I и поддержання постоянным напряжения на выходе стабилизг|0ра. Первый орган управления 9 дискретно-регулируемым сопротивлением 1 состоит из переключающего элемента 10 н соединенного с ним порогового элемента II, вход которого соединен с токовым датчиком 8 и дискретно-регулируемым источником напряжения 12. Второй орган управления 13 состоит из переключающего элемента 14 и порогового элемента 15, вход которого соединен с датчиком 8 н днскретно-регулируемым источником напряжения 16. Третий орган управлення 17 днскретно-регулнруемым сопротивлением состоит из переключающего элемента 18 н порогового элемента 19, вход которого соединен с датчиком 8 и дискретно-регулируемым источником напряжения 20. Переключающие элементы 10,14, 18 выходами соединены с сопротивлением 1 н источниками напряжения 12, 16, 20 соответственно и служат для днскретного нзменёння значений сопротивления 1 н напряжений этих источников. Стабилизатор работает следующим образом. Входное напряжение, подводимое к выводам 2, 4, распределяется между дискретно-регулируемым резистором и выходом стабилизатора так, что при изменениях входного напряжения и выходного тока напряжение на выходе всегда будет постоянно за счет изменения тока регулирующего элемента и связанного с этим соответствующего изменения падения напряжения на дискретно-регулируемом резисторе. Регулирование значения сопротивления этого резистора при постоянном значении выходного тока и изменении входного напряжения происходит следующим образом. При минимальном входном напряжении ток через регулирующий элемент 7 н падение напряжения на токовом датчике 8 недостаточны для срабатывания пороговых элементов П, 15, 19. Переключающие элементы 10, 14, 18 при этом устанавливают минимальное значение сопротивления дискретно-регулируемого резистора I и максимальное значение напряжения источника 12 - Ui, источника 16 - Ui и источника 20 - UsПредположим, что УЗ V2 Ul. (1) При увеличении входного напряжения увеличнваются падение напряжения на резисторе 1, ток через регулирующий элемент и токовый датчик, а падение напряжения на нем Urn.. Когда значение станет равным значению Ui, срабатывают пороговый и переключающий элементы канала управления. При этом переключающий элемент 10 дискретно увеичивает значе1 ие сопротивления резистора J, одн(ж стороны, и уменьшает напряжение исочника 12 до значения Uln, с другой, так, что меньшивщееся Кз-за увеличения сопротивлеие, резистора 1 значение будет больше начения UIR. Это обеспечит после коммутаии включенное состояние порогового элемена II и переключающего элемента 10. При дальейшем увеличении входного напряжения, кога значение Llmj станет равным значению Uj,ключаются пороговый и переключающий элеенты органа управления 13, увеличивается начение сопротивлення резистора 1 и уменьща тся напряженке источника 16 до значения Um. При включении органа управления 13 должны установнться зиачення напряжений, соответствующие неравенству и Uzn U,n. (2) При дальнейшем увелнченин входного напряжения, когда значение Uwy, станет равным значению Ua, включаются пороговый и переключающий элементы органа управлеиия 17, значение сопротивления резистора 1 лостигает максимальной величины, значение напряжения источника 20 уменьшается до значения UseПри этом при включении органа управления 17 должны установиться значения напряжений, соответствующие неравенству LU, УЗП Uzn. (3) Из (2, 3) следует, что Uan и,а Um. (4) Выполнение неравенств (1,4) обеспечивает обратную последовательность выключення пороговых и переключающих элементов каналов управления дискретно-регулируемым сопротивлением при уменьшении входного напряжения. При этом орган 17 выключается при умёиьшении напряжения Um до значения УЗ,..орган 13 - U2n, орган 9 - и in, а напряжения Источннков 20, 16, 12 при выключении соответствующих органов управления приобретают значения Us, Ог, Ui соответственно. Изменение сопротивления дискретно-регулируемого резисУора при постоянном входном напряжении н изменении выходного тока стабилизатора происходит аналогично, при этом максимальном/ значению выходного тока соответствует минимальное значение сопротивления дискретно-регулируемого резистора 1, а минимальному значению тока - максимальное значение сопротивлеиия. Следовательно, источник обеспечивает увеличение значения сопротивления днскретно-регулируемого резистора как при увеличении входного напряжеиия, так и при уменьшении выходного тока. Введение в источник дополнительных органов управления дискретно-регулируемым рез истором и включение токового датчика последовательно с регулирующим элементом приводит к существенному увеличению КПД источника. Формула изобретения Стабилизатор постоянного напряжения, со-держащий дискретно-регулируемый резистор, включенный между одним из входных и выходных выводов, параллельный регулирующий элемент, ко входу которого подключен выход измерительного элемента, входом соединенный с выходными выводами, орган управлення днскретно-регулируемым резистором, состоящий из порогового элемента, выход которого соединен со входом переключающего элемента, выходом подключенного к дискретно-регулируемому резистору, причем орган управления входом соединен с токовым датчиком, отличаю щийся тем, что, с целью повыщения КПД сгабилизатора, в него дополнительно введен по крайней мере еще один орган управления дискретно-регулируемого резистора, соединенный входом с токовым датчиком, причем между пороговым элементом каждого органа управления

и токовым датчиком дополнительно включен сортветствующнй органу управления дискретнорегулируемый нсточннк напряження, соединенный с дополнительным вь1ходом переключающеего элемента соответствующего органе управления, а токовый датчик включен последовательно с регулирующим элементом.

Источники ннформацни, принятые во внимание при экспертизе:

1.Источники электропитания на полупроводниковых приборах. Проектирование и расчет. Под ред. С. Д. Додика и Е. И. Г льперниа. М., «Советское радио, 1%9 г.,с. 99,рис. 1II.2.B.

2.Карпов В. И. Полупроводниковые компенсационные стабилизаторы напряжения и Toka. М., «Энергия, 1967.