Стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1979 года по МПК G05F1/56 

: Изобретение- относится к эЛектродной технике, а именно к источникам питания, и может быть использовано в системах питания устройств автоматики и вычислительной техники. Известны стабилиэа о ял дтостоянного напряжения, содержащие регулирующий элемент, интег1эирующве устройство и блок сравнения I, Наиболее близким к предлагаемому стабилизатору является стабилизатор постоянного напряжения, содержавши вк.гаоченные последовательно в выходную шину составной регулируяедий элемент и интегрирующий дроссель, между точкой соединения которых и чэбщей шиной включен коммутирующий диод параллельно выводам для подключения нагрузки подсоединен резисторный делите.ль, выход которого через усклктель постоянного тока соединен с базой управляющеро транзистора, коллектор которого подключен к точке соединения -последовательной цепочки состоящей из параллельно соединенных первых резистора и конденсатора, под ключенных к базе составного регулирующего элемента, резистора, подключенного к общей шине, а эмиттер подключен к входному выводу, в цепь между точками соединения базы управляющего транзистора с выходом уснлителя постоянного тока и коллектором составного регулирующего элемента с иитегрируквдим дросселем включены последовательно соединенные вторые конденсатор и резистор 2. Недостатком применения комбинации непрерывных и импульсных стабилизаторов, переключаемых на разных этапах эксплуатации, являе-ся увеличение массы и габаритов системы стабилизации, низкий КПД. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей, повышение КПД и уменьшение выходных пульсаций. Это достигается тем, что в стабилизаторе постоянного напряжения, содержащем вк.пюченные последовательно в выходную шину составной регулирующий элемент и интегрирующий дроссель, между точкой соединения которых и общей шиной включен коммутирующий диод, параллельно выводам для подк.пючения нагрузки подсоединен резисторный делитель, выход которого через усилитель постоянного тока соединен с базой управляющего транзистора коллектор которого полключен к точке соединения последовательной цепочки, состоящей из параллельно соединенных резистора и конденсатора, подключенных к базе составного регулирующего .элеме нта, и резистора, подключенного |К общей шине, а эмиттер подключен к входному выводу, в цепь между точками соединения базы управляющего транзистора с выходе усилителя постоянного тока и коллектором составного регулирукяцего элемента с интегрирующим дросселем включены последовательно соединенные конденсатор и резистор, дополнительно введен включенный параллельно входным выводам датчик напряжения, выход которого подсоединен к входу дополнительно введенного прерывателя, включенного в разрыв между точкой соединения базы управляющего транзистора с выходом усилителя постоянного тока и упомянутьдал конденсатором. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема стабилизатора постоянного напряжения. Стабилизатор содержит составной регулирующий элемент на транзисторах 1, интегрирующий дроссель 2, коммути рукядий диод 3, резисторный делитель, состоящий из резисторов 4-6, выход которого через усилитель 7 постоянно го тока подсоединен к управляющему транзистору 8, запирающей цепочки, состоящей из резистора 9 и конденсатора 10, базового резистора 11, цепь резистора 9 и конденсатора 10, базового резистора 11, цепь, обеспечивакацую автоколебательный режим и состоящую из резистора 12 и конденсатора 13, дополнительно введенные дат чик 14 напряжения и прерыватель 15, источник 16 опорного напряжения и конденсатор 17. Устройство работает следующим образсм. При входнс направлении выше установленного значение, датчик 14 вход ного напряжения воздействует на преptJBaTejjb 15 так, что цепь из последо вательно соединенных резистора 12 и конденсатора 13 оказывается соединена с базой управляющего транзистора 8, при этом регулирукнций (составной) транзистор 1, управляиядий транзистор 8 и последовательная цепь из резистора 12 и конденсатора 13 образуют схему несимметричного мультивибратора, работающего в режиме автоколебаНИИ. Когда транзистор 8 открыт и насьлцен, регулирующий (составной) тра зистсчз 1 закрыт, в следующий полупе риод транзистор 8 закрыт, а регулир щий (составной) транзистор 1 откры и насыщен. Время открытого состояни -регулирующего транзистора определяе ся постоянной времени разряда конде сатора 13 через усилитель 7 постоян ного тока, следовательно зависит от разности части выходного напряжения получаемого с-делителя напряжения на резисторах 4-6, и опорного напряжения, получаемого с источника 16 опорного напряжения. Таким образом, регулирование осуществляется изменением времени проводящего состояния (скважности импульсов несимметричного мультивибратора) регулирующего транзистора 1 в зависимости от величины выходного напряжения стабилизатора. С помощью сглаживакяцего фильтра, состоящего из коммутируклцего диода 3, интегрирующего дросселя 2 и конденсатора 17, осуществляется интегрирование последовательности импульсов в постоянное напряжение установленной величины. Цепочка из параллельно соединенных конденсатора 10 и резистора 9 обеспечивает надежное запирание регулирующего транзистора 1 в один из рабочих полуперирдов. КПД устройства при входном напряжении выде установленного уровня увеличивается при значительных токах нагрузки и минимальных габаритах и массе регулирующего элемента (за счет работы в импульсном режиме) и устройства в целом. При уменьшении входного напряжения ниже установленного уровня датчик 14 входного напряжения воздействует на управляемый прерыватель 15 так, что цепь из последовательно соединенных резистора 12 и конденсатора 13 не соединяется с базой управляющего транзистора 8. Режим автоколебаний срывается и регулирующий (составной) транзистор 1 работает в линейном режиме. В этом случае непрерывный сигнал управления ситолается с усилителя 7 повтоянного тока и представляет собой усиленную разность выходного и опорного напряжений. Пульсации выходного напряжения уменьшгштся, а помехи практически отсутствуют, но КПД сохраняется за счет малого падения напряжения на регулирующем элементе стабилизатора . Масса и габариты устройства остаются неизменньми. Таким образом, в предлагаемом стабилизаторе напряжения при входном напряжении, превыиаювдем установленный уровень, КПД увеличен при значительных токах нагрузки, а при уменьшении входного напряжения ниже установленного уровня пульсации выходного напряжения уменьшаются, наводимые помехи практически отсутствуют, а КПД остается близким к первоначальному. В качестве датчика и управляемого прерывателя могут применяться реле, транзисторные схемы и т.д. Предлагаемое устройство проверялось при входном напряжении от 34 и 26 В, токе нагрузки ЗА и выходном напряжении 20В, рабочая частота регулирующего транзистора составляла величину 3-5 кГц, КПД 80%, полный размах пульсаций 60 мВ. При уменьшении входного 5 напряжения ниже 26 В выходное напряжение составляло величину 19 78 В, полный размах пульсаций выходного на пряжения 3 мВ, а КПД был не ниже 75% Масса и габариты устройства по сравнению с известньами уменьшены в 2,5 раза. Формула изобретения Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий включенные последовательно в выходную шину составной регулирующий элемент и интегрирующий дроссель, между точкой соединения ко торых и общей включен коммутирующий диод, параллельно выводам для подклю чения нагрузки подсоединен резисторный делитель, выход которого через усилитель постоянного тока соединен с базой управляющего транзистора, кол лектор которого подключен к точке сое динения последовательной цепочки, состоящей из параллельно соединенных первых резистора и конденсатора, подкгаоченных к базе составного регулирую шего элемента, и печигтппд поттиттштюи щего элемента, и резистора, подключен ного к общей шине, а эмиттер подклю3чён к входному выводу, в цепь между точками соединения базы управляющего транзистора с выходом усилителя постоянного тока и коллектором составного регулирующего элемента с интегрирующим дросселем включены последовательно соединенные вторые конденсатор и резистор, отличающийс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, повышения КПД и уменьшения выхсадных пульсаций, введен включенный параллельно входным выводам датчик напряжения, выход которого подсоединен к вхсдау дополнительно введенного прерывателя, включенного в разрыв между точксЛ соединения базы управляющего транзистора с выхсщсм усилителя постоянного тока н упомянутый конденсатором. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Полупроводниковые приборы в технике электросвязи. Под редакцией Н. Ф. Николаевского, вып. 14, с. 20, 1974. 2.Полупроводниковые приборы в технике электросвязи. Под редакцией н л и И. Ф. Николаевского, вып. 10, с. 210, 1972.