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

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания различной радиоэлектронной аппаратуры Известен стабилизатор напряжения ггостоянного тока, содержащий последователь ный регулирующий транзистор, усипитетть- ный транзистор, источник опорного напряжения, делитель выходного напряжения, выходной корректирующий конденсатор Ij. Недостатками известного стабилизатора являются недостаточно высокие объем- но-весовые и динамические характеристики, а также органические функциональные возможности из-за включения корректирующего конденсатора на выход стабилизатора. Известен также стабилизатор напряжения постоянного тока, -содержащий регулирующий транзистор, соединенный колпекто- фОМ с входным, а эмиттером - с выходным выводами стабилизатора, базой - с вход ным выводом через элемент смешения, С общим выводом - через корректирующий конденсатор, коллектором транзистора усв лителя обратной связи, база и эмиттер которого соединены соответственно с делителем выходного напряжения и источником опорного напряжения на стабилитроне и токоограничительном резисторе 2. Недостатком стабилизатора является низкое быстродействие при скачкообразном увеличении тока нагрузки из-за большой постоянной времени заряда tj корректирующего конденсатора, величина которой при выполнении элемента смещения регулирующего транзистора в виде стабилизатора тока определяется в основном входным сопротивлением Я. регулирующего транзистора относительно общего вывода и емкостью корректирующего конденсатора GV и находится по формуле Г - Т г Цель изрбретения - улучщение динамических характеристик стабилизатора. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор дополнительно введен нелинейный измерительно-усилительный узел, вход которого соединен с делителем выходного напряжения и источником опорного напряжения, а выход подключен между коллектором и базой регулирующего транзистора. При этом нелинейный измерительно-усилительный узел выполнен на транзисторе и оптроне, причем база и эмиттер транзистора явпяются входом узла, коллектор соединен с общим выводом стабилизатора через выводы источника света оптрона, выводы приемника света которого являются выходом узла, На чертеже изображена принципиальная электрическая схема стабилизатора. Устройство содержит регулирующий транзистор. 1, элемент смещения в виде источника ток1а на полевом транзисторе 2 с резистором S в цбпи источника, являющегося одновременно нагрузкой усилителя постоянного тока обратной цепи, выпол ненного на каскаднр включенных биполярном4 и полевом S транзисторах, делител выходного напряже шя на резисторах 6 и 7, средняя точка которого соединена с базой уЬилительного транзистора 4, эмиттер которого соединен с источником опорного напряжения на стабилитроне 8 с ограничительным резистором 9, корректирующий конденсатор 10, нелинейный измерительно-усилительный узел 11 выполнен на биполярном транзисторе 12, база кото рого соединена с выходсж делителя напря жения на резисторах 6 и 7, эмиттер со стабилитроном 8 через согласующую цепочку из диода 13 и резистора 14, вкт ченную последовательно с токоограничител ным резистором 9, коллектор - с общим выводом стабилизатора через светодиод 15 оптрона 16, фотоприемник которого на основе фототранзистора 17 подключен между коллектором и базой регулирующего транзистора 1, Для согласования характеристик прием ника 17 света и источника 15 света применен масштабирующий усилительный каскад на транзисторе 18. .Цепочка из диода 13 и резистора 14 улучшает линейность схемы и расширяет диапазон пропорциональной зависимости между приращениями выходного напряжения и зарядного тока корректирующего конденсатора 10. Работа стабилизатора происходит следующим образом. При набросе нагрузки уменьшается выходное напряжение. Это приводит к закры тию транзисторов 4 и 5 усилителя обратной связи. Одновременно открывается тра истор 12 неш1нейного измерительно-усиительного узла 11, увеличивается входой и выходной токи оптрона 16, в резульате чего конденсатор 10 заряжается не олько током генератора тока на полевом ранзисторе 2, но и выходным током опрона 16, что позволяет уменьшить врея заряда конденсатора и тем самым велиину спада и длительность переходного роцесса выходного напряжения. Постояная времени заряда конденсатора 10 в этом случае определяется в основном выходным сопротивлениемИп оптрона 16 (фоторезистора, фотодиода или фототранзистора) и находится по формуле - о . (Ь w. о Следует отметить, что время заряда при наличии корректирующего узла в десятки раз меньше, чем без предложенного корректирующего узла. В установившемся режиме транзисторы 4 и 5 усилителя обратной связи открыты, находятся в усилительном режиме, а транзистор 12 нелинейного узла 11 закрыт. При сбросе нагрузки йыходное напряжение увеличивается, что приводит к увеличению управляющего напряжения и тока коллектора транзистора 4, в результате чего происходит быстрый разряд конденсатора 10 до необходимого уровня. Транзистор 12 корректирующего узла 11 в этом режиме закрыт и узел 11 не оказывает влияния на работу стабилизатора. Таким образом, за счет введения новых элементов происходит форсирование процесса заряда корректирующего конденсатора, что позволяет на один-два порядка увепичить быстродействие стабилизатора и тем самым улучшить его динамические характеристики без корректирующего конденсатора на выходе. Формула изобретения 1. Стаб-илизатор напряжения постоянного тока, содержащий регулирующий транзистор, соединенный кЬллектором с входным, эмиттером - с выходным выводами стабилизатора, базой - с входным выво дом через элемент смещения и с общим выводом - через корректирующий конденсатор а также с коллектором транзистора усилителя обратной связи, база и эмиттер которого соединены соответственно с делителем выходного напряжения н источником опорного напряжения на стаби57литроне и токоограничительном резисторе отличающийся тем, что, с це лью улучшения динамических характеристик стабилизатора, в него допопнитепьно введен нелинейный измерительно-усилительный узел, вход которого соадинен с делителем выходного напряжения и источником опорного напряжения, а выход подключен между- коллектором и базой регулирующего транзистора. 2. Стабилизатор поп. Х.отлича о щ и и с я тем, что нелинейный измерительно-усилительный узел выполнен на 8 .. 6 транзисторе и оптроне, причем Ьяза и эмиттер транзистора являются входом уз, ла, коллектор соединен с общим вывoдo стабилизатора через выводы источника света оптрона, выводы приемника света которого являются выходом узла. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР № 463955, кл. Q 05 R 1/56, 1973. 2.Штильман В. И. Микроэлектронные стабилизаторы напряжения. Киев, Техника, 1976, с. 110, рис. 27а. .

ою

п