Транзисторный стабилизатор постоян-НОгО НАпРяжЕНия C ВыХОдНыМ КОНдЕНСА-TOPOM Советский патент 1981 года по МПК G05F1/56 

ним выводом и подключенных к нему резисторов верхнего н ннжиего плеч делителя 3.

В этом стабилизаторе выходно:- к(1идсисатор Свых не входит в контур усилении обратной связн, н иоэтому для обесисчения устойчивости и качества регулирования требуется большое значение емкости выходного конденсатора, порядка нескольких тысяч мкф.

Цельч) изобретения является уменьшение емкостн выходного конденсатора, улучн1ение динамических свойств стабилизатора н раздельная настройка статической и динамической коррекции.

Это достигается тем, что корректнруюший выходной конденсатор подключен к выходным зажимам через дополнительный резистор и дополнительный вывод, включенные в нилснее илечо резнстивиого делителя схемы сравнения. При этом один и тот же корректируюш,ий конденсатор является как выходным (буферным) конденсатором, так и дифференцируюшим конденсатором в контуре обратной связи.

На чертеже иоказана схема иредлагаемого стабилизатора.

Стабилизатор содержит составной (двойной) регулируюший транзистор 1, траизисторный усилитель 2 обратной связи, выходной резистивный делитель с двумя средними выводами на резисторах 3-5 н корректируюш,ий выходной конденсатор 6 (Сб), который подключен к выходным зажимам стабилизатора через донолнительный средний вывод и резистор 5 (гг,), являюш,ийся частью нижнего плеча резистивного делителя схемы сравнения. В предлагаемом стабилизаторе резисторы 3 и 4 резистивного делителя позволяют осуществить настройку статической коррекции, а доиолнительный вывод и резистор 5 - настройку динамической коррекции так, что один и тот же конденсатор 6 исиользуется как дифференцирующий конденсатор в контуре обратной связи и как выходной (буферный) конденсатор. Такое включение одного корректирующего конденсатора существенно улучщает его исиользование и позволяет уменьшить его емкость и массу, улучшает динамические свойства стабилизатора при отсутствии дополиительного дифференцирующего конденсатора.

Для использоваиия конденсатора 6 в качестве выходного (буферного) нужно, чтобы величина соиротивлеиия резистора 5 не превышала величины иаразитиого сопротивления выводов конденсаторов. Паразитнов сопротивление выводов, применяемых в стабилизаторах электролитических конденсаторов, может составлять 0,7 Ом, а с учетом разброса 300% может составлять 2 Ом.

Покажем, что при сопротивлениях резистора 5, не превышаюпигч 0,7 Ом, конденсатор 6 исгюльзуется в даюкш стабилизаторе ()lnимaлiЛI(J п значительно эффекпп нее, чем в прототипе. Учитывая передаточиую фуикцию цепи обратной связи ос(р) (и + рСбГй)/ 1 +рСбГ5) ири наличии жесткой обратной связи с коэффициентом передачи я и гибко/ обратной связи через дифференцирующую цепь СеГз и исиользуя передат()чи1)1е функции стабилизатора с составным регул пру ЮПИ м транзистором, 1МОЖИО Г1олучить из критерия Гурвица формулы для определения величины емкости коиденсатора 6, обуславливающего устойчивую работу стабилизатора ирн наличии резистора г между Св и ннжннм выходным зажимом:

„ пКу(ро + у.1)

(2---5A:y)(po+-yPl)()--yFo(2 + -oA:y)

Из уравнения Сб/йгз 0 можно найти значение, обеспечивающее минимальное значение емкости выходного конденсатора Сбмип при заданных параметрах регулирующего транзистора (ро, рь р2) и усилителя обратной связи (/(у, Ту):

(ро 4- y/i) (:-1 -i- ) -2ту:о02

. г -уГОАу

Для стабилизатора с двойным регулирующим транзистором (ро 70-10- Ом/с, ,6-10 Ом/с, р2 9 Ом) и однокаскадным усилителем обратной связи (/(, , я 0,5) расчетЕз дают Г5кр 0,6 Ом и мкф нротив Ci,bix ---42t :,1кф в прототипе.

Таким образом, в иредлагаемом стабилизаторе конденсатор Се является выходным (буферным), поскольку TS не превышает паразитного сопротивления 0,7 Ом ирименяемых электролитических конденсаторов н одновременно Се является дифференцирующим. Следовательно, включение и исиользование одного конденсатора Се улучщает устойчивость и иозволяет уменьщить его величину в 6 раз но сравнению с включением выходного конденеатора неиосредственно к выходным зажимам. В стабилизаторах с Л1ногокаскадными усилителями обратиой связи получим ен1,е меньшую величину ГОКР, нанример в случае многокаскадного усилителя с 3000 иолучнм 5)Ф 0,03 Ом, что на норядок меньше иаразитного сопротивления применяемых в стабилизаторах электролитических конденсатора. Из-за сложности анализа в расчетных формулах не учтено влияние паразитной индуктивности выводов конденсаторов. Проведенные эксперименты показывают, что с учетом паразитной индуктивности выводов конденсаторов предлагаемая схема позволяет получить выигрыш в величине емкости выходного конденсатора на два порядка но сравнению с прототипом.

о

Форм}л а изобретения

Транзисторный стабилизатор постоянного напряжения с выходным конденсатором, содержащий регулирующий и усилительный транзисторы, выходной резистивный делитель и один выходной конденсатор, одним концом подключенный к выходному зажиму на стороне верхнего плеча выходного резистивного делителя, отличающийся тем, что, с целью уменьшения емкости выходного конденсатора, улучшения динамических свойств стабилизатора и отделения настройки параметров динамической коррекции от настройки параметров статической коррекции, другой конец выходного конденсатора подсоединен к введенному резистору, включенному между нижним плечом выходного резистивного делителя и соответствую1цим ему выходным зажимом стабилизатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Букреев С. С. Компенсационный стабилизатор без выходного конденсатора. -

В кн.: Электронная техника и автоматика. Под ред. Ю. И. Конева, вып. 5. М., «Советское радио, 1973, с. 31-35.

2.Карпов В. И. Полупроводниковые компенсационные стабилизаторы напряжения

и тока. М., «Энергия, 1967, с. 100-101.

3.Там же.

О -fW/