Комбинированный стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1981 года по МПК G05F1/56 

(54) КОМБИНИРОВАННЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к преобраэовательной технике н может быть ис пользовано в комбинированных источии как питания радиоэлектронной аппаратуры, содержащих непрерывный и импульсн стабилизаторы. Известен комбинированный стабилизатор напряжения, содержащий включен ные последовательн. импульсный и линейный стабилизаторы. Импульсный ста билизатор содержит устройство (Нормирования сигнала обратной связи, вкля ченное параллельно регулирующему органу (РО) линейного стабилизатсфа, выполненное в виде последовательно соединенных источника опорного напряжения (ИОН) , резистора и конденса тора, причем напряжение опорного источника всегда меньше напряжения на РО линейного стабилизатора. Сигнал обратной связи формируется путем сглаживания при помощи PC фильтра пульсирующего напряжения на РО линей иого стабилизатора Г13Недостатком данного стабилизатора является то, что величина сигнгша об ратной связи получается пропорционгшьной среднему значению пульсируюи го напряжения, точность поддержания напряжения на РО линейного стабилизатора при изменяпщейся вел шине пульсгщии низка, что снижает КПД стабилизатора. Здесь, кроме того, велика инерционность цепи обратной связи ючпульсного стабилизатора вследствие ине{щиоиности PC фильтра. Известен также комбинированный стабилизатор постоянного напряжения, сояешсшюй вклоченные последовательно и; лульсный и линейж регулирующие органы, вход первого из которых через последовательно соединенные схему управления блок ф(ч мирования сигнала обратной связи подключен к выходу линейного регулирупвего органа, а вход второго черезг усилитель обратной связи с узлом сравнения - к шосоду стабилизатора . 1 едостатком стабилизатора является относительная сложность блока формирования сигнгша обратной связи, (два детектора, инвертирующее устрс ство). Кроме того, цепь обратной связи- импульсного стабилизатора имеет большую инерционность при скачкообразном снижении нгшряжения на входе линейного стабилизатора, предопределяемую необходимой степенью сглаживания пульсирующего напряжения на РО линейного стабилизатора (чем выше степень сглаживания, тем больше инерционность). Цель изобретения - упрощение стабилизатора за счет упрощения блока формирования сигнала обратной связи и повьпление быстродействия при скачкообразном уменьшении напряжения на входе линейного стабилизатора путем снижения инерционности цепи обратной связи импульсного стабилизатора. Для достижения поставленной цели в данном комбинированном стабилизато ре постоянного напряжения блок формирования сигнала обратной связи выполнен в виде последовательно соединенных источника опорного напряжения вентиля и конденсатора, причем венти включен в проводящем направлении по отношению к напряжению опорного исто ника и в непроводящем направлении по отношению к напряжению на линейном РО, а величина напряжения опорного источника выбирается не менее минимального амплитудного значения пульсирующего напряжения на РО линейного стабилизатора. Такое включение опорного источника и вентиля относительно РО линейного стабилизатора позволяет более просто измерить минимальное амплитудное значение пульсирующего напряжения на РО линейного стабилизатора и сформировать сигнал обратной связи, обратно пропорциональный величине этого напряжения. На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства на фиг. 2 - временная диаграмма на. пряжения на РО линейного стабилизатора. Устройство состоит из последовате льно включенных импульсного 1 и линейного 2 стабилизаторов. Импульсный стабилизатор 1 содержит включенный последовательно в силовую шину регу лирукадий орган 3, вход которого через блок 4 управления и блок 5 формирования сигнала обратной связи соединен с выходом РО б линейного стабилизатЬра, Вход РО через усилитель 7 обратной связи с, узлом сравнения соединен с выходом комбинированного стабилизатора. Устройство формирования сигнала обратной связи, включенное параллельно РО б, со 1стоит, из включенных последовательно конденсаторов 8, диода 9 и ИОН 10. 1Конд сатор 8, стоящий Hg выходе ус ройства 5, своими выводами подключе к входу блок 4 управления, ИОН 10 включен встречно поотношению к напряжению на РО б, а отрицательный полюс ИОН 10 соединен с катодом диода 9. В качестве ИОН, например, мо но использовать простейший параметрический стабилизатор на стабилитро не. (фиг. 2) обозначают соответственно, максимальное и мини-i мальное амплитудные значения пульси-. рующего напряжения на РО 6. Принцип действия предлагаемого устройства заключается в том, что линейный стабилизатор обеспечивает высокую стабильность выходного напряжения, а импульсный стабилизатор поддерживает напряжение на РО линей ioro стабилизатора на минимально необходимом уровне, обеспечивая общий высокий КПД устройства. Процесс формирования сигнала обратной связи импульсного стабилизатора происходит следующим образом. Так как напряжение опорного источника 10 всегда больше напряжения V то при достижении пульсирукяцим напряжением на РО б величина УМИЦ конденсатора 8 через диод 9 заряжается до напряжения Vg. мич Р дальнейшем увеличении пульсирующего напряжения от величины J до У. диод 9 выключается обратным напряжением и конденсатор 8 медленно разряжается через входное сопротивление схемы 4 управления. Этот процесс повторяется каждый период. Блок 4 управления отрегулирован, так, что при напряжении на его входе, равном . , импульсный стабилизатор поддерживает минимально-необходимую величину напряжения на РО линейного стабилизатора. При кратковременном быстром уменьшении напряжения на входе линейного стабилизатора (при снижении величины WMH конденсатор 8 быстро (за время, не превышакяцее длительности периода пульсации) подзарядится до напряжения, величина которого больию номинальной величины VPJ. на величину скачка напряжения на входе линейного стабилизатора, и импульсный стабилизатор отработает это изменение. При увеличении напряжения на входе линейного стабилизатора диод 9 закрывается обратным напряжением и конденсатор 8 разряжается через входное сопротивление блока 4 управления (инерционность цепи обратной связи импульсного стабилизатора в зтом случае больше, чем при отрицательном скачке напряжения). Положительный эффект от использования предлагаемого устройства выражается в том, что схема устройства упрощается и значительно расширяется область применения подобных стабилизаторов за счет повышения быстродействия при возможном скачкообразном уменьшении напряжения на входелинейного стабилизатора. Так, например, если известное устройство наиболее целесообразно использовать при относительно больишх выходных напряжениях, где более важна быстрая реакция импульсного стабилизатора на положительный (в сторону увеличения) скачок на