Стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1981 года по МПК G05F1/56 

(54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам автоматического управле ния. Известны стабилизаторы постоянного напряжения, выполненные по компенсационной схеме. В этих стабилизаторах их точность ограничивается устойчивостью и динамикой регулирования 1. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является стабилизатор пос тоянного напряжения, содержащий регулирующий злемент, по цепи управления соединенный с выходом выходного каскада блока управления, входной каскад которого выполнен по схеме дифференциального усилителя, входная цепь которого соединена с делителем выходного напряжения, между входами дифференциального усилителя и его противоположнымк выходами включены безинерционные каналы последовательной обратной связи 2. Недостатком известного стабилизатора Явля ется недостаточно высокая степень стабилизации при внешннх возмущающих воздействиях. Цель изобретения - повыщение качества стабилизации. Указанная цель достигается тем, что ста-. билизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий элемент, по цепи управления соединенный с выходом выходного каскада блока управления, входной каскад которого выполнен по схеме дифференциального усилителя, входная цепь которого соединена с делителем выходного напряжения, между входами дифференциального усилителя и его противоположными выходами включены безинерционные каналы положительной обратной связи, снабжен двумя дополнительными каналами положительной обратной связи, один из которых входом подключен к одному выходу дифференциального усилителя, одним выходом соединен со входом выходного каскада блока управления, а другим выходом с первым введенным резистором, включенным между одной щиной и одним из плеч делителя выходного напряжения, второй дополнительный канал входом соединен с другим выходом дафференциального усилителя, а выходом - со вторым . 38 введенным резистором, включенным между противоположным плечом делителя выходного напряжения и противоположной шиной. На фиг. 1 и 2 приведены варианты принципиальных электрических схем стабилизаторов постоянного напряжения. Стабилизатор постоянного напряжения содержит регулирующий элемент 1, выходной каскад 2, входной каскад 3 по дифференциальной схеме (ВЖ), транзисторы 4, 5, 6 и 7 входного каскада (биполярные или полевые), резисторы 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 и 17, источник 18 эталонного напряжения, резонансные контуры 19j,,.20 на основе конденсаторов различной емкости с учетом монтажных соедине, НИИ, нагрузка 21 (объект регулирования), блок 22 управления. Управляющий электрод регулирующего элемента 1 соединен с выходомвыходного каскад 2 блока 22 управления, который выполнен на базе входного каскада 3 на транзисторах 4, 5, соединенных по дифференциальной схеме, к обоим выходам которого подключены входы двух согласующих каскадов на транзисторах 6,7. Первый вход ВДК раздельно через резнеторы 8 и 9 соединен с делителем выходного напряжения на резисторах 10, 11, 12, 13 и со вторым его выходом, к которому подключена база (затвор) транзистора второго согласующего каскада, эмиттер (исток) которого через резистор 14 соединен с учас-псом делителя выходного напряжения, примыкающего к общей шине устройства. Второй вход ВДК разделен через резисторы 15 и 16, соединен с источником 18 эталонного напряжения и первым выходом ВДК, к которому подключена база (затвор) тран зистора первого согласующего каскада, коллектор (сток) которого через резистор соединен с выходной шиной, связанной с регулирующим органом, а эмштер (исток) через резистор 17 с общей шиной. На выходе устройства установлены резонансные контуры 19, ... , 20 и вклю.чена нагрузка 21. При смене полярности выходных шин устройства соответственно меняется на противоположный вид проводимости всех транзисторов и полярность источника эталонного напряжения, который выполнен , например, на основе схем с прецизионными термостабильнымн стабилитронами или на сухих элементах, в последнем случае элемент получает от ВДК такой величины ток подзаряда, который обеспечивает высокую стабильность устройства во времени, источник эталонного напряжения может быть выполнен и на нормальных элементах высоко1 6 класса точности со стабилизацией их напряжения при взаимодействии со схемой входного каскада. Для пояснения работы устройства в динамике установим резисторы 9, 16, 10 и 13 в виде переменных сопротивлений, причем резисторы 9, 16 достаточной большой величины. Когда резисторы 9 и 16 исключены из схемы, а резисторы 10, 13 установлены в нулевое положение, то согласующие каскады работают как эмиттерные (истоковые) повторители напряжения, а все устройство в целом работает как компенсационный стабилизатор напряжения с ощибкой, определяемой глубиной главной отрицательной обратной связи, которая всегда ограничена устойчивостью и динамикой регулирования. Начнем уменьшать сопротивления резисторов 9, 16 и увеличивать сопротивление резисторов 10, 13, при этом увеличивается глубина положительной обратной связи (ПОС) по каждому каналу, создаваемому каждым из резисторов 9, 16, 10, 13 совместно с ВДК и обоими согласующими каскадами, по мере увеличения общей глубины ПОС уменьшается ошибка устройства, в частности пульсация выходного напряжения, а также уменьшение ошибки от других возмуп ений (изменение питающего напряжения, тока нагрузки, параметрических возмущений регулирующего органа и выходного каскада усилителя, включая их дрейф и нелинейность). На фиг. 2 дан вариант схемы, где регулирующий элемент выполнен на транзисторах другого типа проводимости.,. Принцип работы устройства тот же, что и выщеприведенный. Резисторы 23, 24 предназначены для включения устройства коммутационными средствами Форму л. а изобретения Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий элемент, по цепи управления соединенный с выходом выходного каскада блока управления, входной каскад которого выполнен по схеме дифференциального усилителя, входная цепь которого соединена с делителем выходного напряжения, между входами дифференциального усилителя и его противоположными выходами включены безинерщюнные каналы положительной обратной связи, отличающийся тем,- что, с целью повышения качества стабилизации, он снабжен . двумя дополнительными каналами положительной обратной , один из которых входом подключен к одному выходу дифференциального усилителя, одним выходом соединен, со входом выходного каскада и блока управления,а другим выходом с первым введенным резистором, включенным между одной шиной и одним из плеч делителя выходного напряжения, второй дополнительный канал входом соединен с другим Выходом дифференциального усилителя, а выходом - со вторым введенным резистором, вклю5- 8665496

ченным между противоположным плечом дели- 1. Карпов В. И. Компенсационные стабюштеля выходного напряжения и протнвополож-заторы напряжения и тока, М., Энергия,

ной шиной.1967, с. 33-34.

Источники информации,2. Авторское свидетельство СССР по заявпринятые во внимание при экспертизе .s ке N 2456686/24-07, кл. G 05 F1/56 ,1977.