Ключевой стабилизатор постоянногоНАпРяжЕНия Советский патент 1981 года по МПК G05F1/58 

(54) КЛЮЧЕВОЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

I

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам питания прецизионной точности.

Известны ключевые стабилизаторы постоянного напряжения 1.

Наиболее близким к предложенному является ключевой стабилизатор постоянного напряж ения, содержащий включенный последовательно в питающую щину регулирующий элемент с LCD сглаживающим фильтром на выходе, измерительный элемент, входом соединенным с выводом для подключения нагрузки, модулятор, -состоящий из двух плеч, одно из которых выходной цецью соединено с управляющим входом регулирующего элемента, а входом через диод - с выходом другого плеча 2.

Однако данное устройство малонадежно, поскольку в нем не обеспечена защита от короткого замыкания в нагрузке.

Целью изобретения является повыщение надежности.

Указанная цель достигается тем, что в ключевом стабилизаторе постоянного напряжения, содержащем включенный последовательно в питающую шину регулирующий элемент с LCD сглаживающим фильтром на выходе, измерительный элемент, соединенный входом с выводами для подключения нагрузки, модулятор, состоящий из двух плеч, одно из которых выходной цепью соединено с управляющим входом регулирующего элемента, а входом через диод - с выходом другого плеча, указанное другое плечо модулятора выполнено в виде повторителя, входом соединенного с выходом усилителя измерительного элемента через резистор.

Кроме того, с целью повыщения качества стабилизации, усилитель измерительного элемента через введенный дополнительно повторитель напряжения охвачен единичной положительной обратной связью.

Ключевой стабилизатор дополнительно снабжен маломощным быстродействующим регулятором.

Вход второго плеча модулятора соединен с соответствующей питающей щиной через запускающую цепочку кратковременного действия.

На фиг. 1 представлена схема стабилизатора; на фиг. 2 - то же, с улучщенными параметрами. Предложенный стабилизатор содержит схему 1 управления (модулятор), кнонку 2 включения стабилизатора, конденсатор 3, резисторы 4, 5, регулирующий элемент 6 (транзистор), дроссель LCD 7 сглаживающего фильтра, диод LCD 8 сглаживающего фильтра, конденсатор LCD 9 сглаживающего фильтра, измерительный элемент 10, стабилитрон 11 и токозадающий резистор 12, образующие источник эталонного нанряження, усилительный транзистор 13, вход которого соединен с выходом делителя напряжения с резисторами 14-16, а выход через резистор 17 - со входом схемы управления. Схема 1 управления (модулятор) содержит также резистор 18, транзисторы 19, 20, резисторы 21-23 диод 24, резисторы 25- 28 и усилитель тока на транзисторе 29. Элементы 2-5 образуют цепочку включения стабилизатора. Схема управления 1 управляет регулирующим элементом 6. Устройство содержит также низковольтный источник питания для надежного занирания регулирующего элемента 6. Параметры цепочки включения стабилизатора выбираются ис.ходя из наименьщего переходного процесса на выходе, устройства при его включении кнопкой 2. Стабилизатор содержит также маломощный быстродействующий регулятор 30 на транзисторе, режим работы которого задается резисторами 31, 32 и конденсаторами 33, 34, причем управляющие входы ос.новного регулирующего элемента 6 и маломощного быстродействующего регулятора 30 соединены соответственно через согласующе-усилительный каскад 35, резисторноконденсаторную цепь 36, 37 и согласующеусилительный каскад 38, с выходом согласующего каскада 39 измерительного элемента 10, входной усилитель 40 которого охвачен через согласующий каскад 39 единичной положительной обратной связью; 41 - источник эталонного напряжения; 42 нагрузка. Устройство работает следующим обраПри подаче на вход устройства питающего напряжения транзисторы 19 и 29 разомкнуты, транзистор 20 замкнут, а регулирующий элемент 6 (ключ) разомкнут и напряжение на выходе устройства отсутствует. После нажатия кнопки 2 транзисторы 19, 29 замыкаются, а транзистор 20 размыкается, что вызывает включение регулирующего элемента 6 и начинается нормальный процесс работы; вследствие пульсации напряжения на выходе устройства сопротивление транзистора 13 изменяется от минимума до максимума, и соответственно этому будет разомкнут или замкнут транзистор 19. Частота работы модулятора определяется параметрами схемы устройства и величиной тока нагрузки. При пробое или коротком замыкании в объекте напряжение на выходе стабилизатора понизится или будет близким к нулю, а транзисторы 13, 19 разомкнутся, регулирующий элемент 6 выключится; это состояние длится неопределенно долго, и соответствует состоянию схемы неред ее включением. Включение схемы производится нажатием кнопки 2, и если короткое замыкание на нагрузке ликвидировано, то схема продолжит нормальную работу, а если дефект объекта не устранен, то защита снова выключит устройство. Схема устройства содержит только те элементы, которые необходимы только для нормального регулирования выходного напряжения; для включения стабилизатора в его схему введена цепочка включения. Схема устройства не содержит элементов, выполняющих функцию защиты, только для включения устройства в его схему введена цепочка пуска триггера, Схема (фиг. 2) работает на принципе регулирования по отклонению и поэтому она полностью подавляет любые возмущения. Однако напряжение на выходе согласующего каскада усилителя содержит полную информацию о выходной координате и, когда на нагрузке возникает короткое замыкание, модулятор 1 превращается в запоминающее устройство в таком состоянии, когда на ее выходе фиксируется постоянный потенциал, соответствующий размь канию регулирующего элемента 6. Это состояние модулятора длится неограниченно во времени и соответствует состоянию схемы стабилизатора неред ее включением. Включение х:хемы стабилизатора производится кратковременным нажатием кнопки 2 и, если короткое замыкание при нагрузке ликвидировано, то регулирующий элемент 6 будет периодически переключаться с частотой, заданной источником эталонного напряжения и режимом работы всей системы стабилизации. Параметры конденсатора 3 и резистора 5 выбираются исходя из отсутствия переходного процесса на выходе стабилизатора после нажатия кнопки 2. Поскольку в нормальном состоянии схемы стабилизатора кнопка 2 выключена, то это Означает, что схема стабилизатора выполнена -без введения в схему элементов, с целью его защиты, т. е. схема стабилизатора содержит только те элементы, которые необходимы для процесса регулирования. Примененный принцип защиты стабилизатора сочетается с высоким качеством регулирования при воздействии возмущений. Формула изобретения 1. Ключевой стабилизатор постоянного напряжения, содержащий включенный последовательно в питающую щину регулирую