Двухступенчатый стабилизатор напряжения постоянного тока Советский патент 1980 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропитания радиоэлектронной аппаратуры. По основному авт. св. № 615465 известен двухступенчатый стабилизатор напряжения, содержащий в первой ступени регулирующий элемент на тиристоре, схему сравнения на транзисторе со вспомогательным источником опорного напряжения на стабилитроне и резисторе, разрядный транзистор, зарядный конденсатор, развязывающий диод и ограничивающий резистор, а во второй ступени - регулирующий эле мент на транзисторе, схему сравнения и усилительный каскад, причем разряд ный транзистор переходом коллекторэмиттер включен между управляющим электродом тиристора регулирующего элемента и коллектором транзистора схемы сравнения первой ступени, зарядный конденсатор включен между коллектором транзистора схемы сравнения первой ступени и точкой соеди нения катода тиристора с входной клеммой, развязывающий диод включен между анодом стабилитрона вспомога.тельного источника опорного напряже ния и точкой соединения базы разрядного транзистора с резистором вспомогательного источника опорного напряжения, а ограничивающий резистор включен между базой транзистора схемы сравнения первой ступени и точкой соединения развязывающего дио-да со стабилитроном вспомогательного источника опорного напряжения. Однако в этом стабилизаторе импульсы, возникающие в первой ступени, через развязывающий диод и ограничивающий резистор поступают на анод стабилитрона вспомогательного источника опорного напряжения. Поскольку указанные импульсы имеют относительно большую величину, то их присутствие на аноде стабилитрона нарушает режим последнего, вследствие чего на выходе стабилизатора появляется пульсация. Уменьшение пульсации достигается несколькими способами. Один из известных способов заключается в увеличении емкости конденсаторов выходного емкостного фильтра. Уменьшение пульсации .по этому способу ухудшает массо-габаритные характеристики, так как из-за низкой эффективности фильтрации емкостного фильтра приходится значительно увеличивать количество конденсаторов, что приводит к увеличению габаритов и массы стабилизатора. Уменьшение пульсации путем введения допелнительнрго усилительного каскада в цеп обратной связи усложняет схему стабилизатора.

Цель данного изобретения - умень ение пульсации на выходе без ухудшения весо-габаритных характеристик стабилизатора. Эта цель достигается тем, что в двухступенчатый стабилизатор напряжения постоянного тока введен фильтрующий конденсатор, включенный между точкой соединения развязывающего диода, ограничивающего резистора, стабилитрона вспомогательного источника опорного напряжения к общей шиной стабилизатора.

Принципиальная электрическая схема двухступенчатого стабилизатора напряжения постоянного тока представлена на чертеже.

Стабилизатор содержит в первой ступени регулирующий элемент на тиристоре 1, сравнения на транзисторе 2, зарядный конденсатор 3, разрядный транзистор 4, вспомогательный источник опорного напряжения . на стабилитроне 5, развязывающий дио .6, резисторы 7, 8, 9 и фильтрующий конденсатор 10, а во второй ступени регулирующий элемент на транзисторе 11, схему сравнения и усилительный каскад 12, конденсаторы входного 13 и выходного 14 емкостных фильтров и источник питания 15 схемы сравнения и усилительного каскада.

Активное сопротивление промежутка коллектор-эмиттер транзистора 2, управляемого разностью между напряжением стабилитрона 5 и напряжением на промежутке коллектор-эмиттер транзистора 11, и конденсатор 3 образуют фазосдвигающую цепочку с переменной постоянной времени , определяющей угол задержки - фазу включения тиристора . Транзистор 4 служит д.пя разряда конденсатора 3 и согласования входной цепи тиристора 1 с выходом схемы управления.

Диод 6 и резистор 9 предназначены для ослабления влияния напряжения, вьаделяемого на конденсаторе 3, на режим работы регулирующего транзис : тора 11. Конденсатор 10, резистор 9 и сопротивление диода 6 образуют КС-фильтр. Источник 15 предназначен для питания схемы сравнения и усилительного каскада 12.

При подаче на вход стабилизатора выпрямленного пульсирующего напряжения на аноде тиристора 1 появляется положительное относительно катода напряжение, которое возрастает до тех пор, пока на управляющий электро не будет подан положительный импульс При этом через транзистор 2 происходит заряд конденсатора 3. Транзистор

4 в это ремя заперт, и заряд конденсатора продолжается до момента отпи-i рання транзистора 4 . При определен ном соотношении напряжений на регулирующем транзисторе 11 и транзисторе 2 диоде 6, стабилитроне 5 происходит отпирание транзистора 4. Конденсатор 3 разряжается через последовательно соединенные промежуток коллектор-эмиттер транзистора 4 и входную цепь тиристора, зашунтированную резистором 8 Разрядный ток поступает во входную цепь тиристора 1 и включает его.

Входное напряжение через включенный тиристор 1 поступает на вход второй ступени.По окончании действия той полуволны,при которой произошло включение тиристора 1, последний выключается

При появлении второй полуволны входного напряжения включение и выключение тиристора 1 происходит аналогично рассмотренному ранее.При формировании импульсов запуска тиристора 1 в первой ступени возникают импульсы,имеющие колебательный характер,которые через развязывающий диод б и ограничивающий резистор 9 поступает на конденсатор 10, где их амплитуда ослабляется до минимальной величины, при которой режим работы стабилитрона не изменяется.

Степень ослабления этих импульсов зависит от соотношения величин емкостного сопротивления конденсатора 10 и сопротивления резистора 9 и диода б.

Таким образом, включение конденсатора сравнительно малой емкости между общей точкой соединения развязывающего диода, ограничивающего резистора и стабилитрона вспомогательного источника опорного напряжения и общей шиной стабилизатора позволит уменьшить пульсацию на выходе без увеличения габаритных размеров и массы стабилизатора, что даст экономию при изготовлении стабилизаторов с малым уровнем пульсации выходного напряжения, регулируемого в широких пределах.

Формула изобретения

Двухступенчатый стабилизатор напряжения постоянного тока по авт. св. № 615465, отличающийся тем, что, с целью уменьшения пульсаций на выходе стабилизатора без ухудшения весо-габаритных характеристик стабилизатора, в, него введен фильтрующий конденсатор, включенный между точкой соединения развязывающего диода, ограничивающего резисто ра, стабилитрона вспомогательного источника опорного напряжения и общей шиной стабилизатора.