Стабилизатор постоянного напряжения с комбинированным регулированием Советский патент 1982 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к электротехнике и иожет быть использовано в качестве источника питания электрорадиоаппаратуры и автоматики.

Известны стабилизаторы постоянного напряжения,в которых регулирование выходного напряжения осуществляется по двум кансшам,на управляющий орган поступает сигнал с делителей напряжения , подключенных к выходным и входным выводам 1.

Недостатком стабилизаторов является низкая надежность.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является стабилизатор постоянного напряжения С комбинированным регулированием, содержащий регулирующий элемент, первый вход которого соединен с выходом блока управления, измерительный элемент входного напряжения на резистивном делителе,, первым входом соединенный с входной шиной питания, а выходом - с входом блока управления, измерительный элемент выходного напряжен и я, в ходами соединенный с выходной и общей шиной, а выходом через усилитель обратной связи и ограничительный резистор - с входом блока управления 2.

Недостатком данного стабилизатора является низкая функциональная надежность, так как измерительный элемент входного напряжения образует параметрический канал регулирования системы автоматического регулирования, работающей по принципу разомкнутого цикла. Поэтому в случае изменения параметров элементов схемы, на-,

10 пример при старении элементов, изменении температуры окружающей среды, воздействии электромагнитных излучений, напряжение на выходе стабилизатора становится ниже допустимого.

15 Кроме того, регулирующий элемент включен последовательно и при коротком замыкании в нагрузке выходит из строя, если не принять специальные меры для его защиты, что усложняет

20 стабилизатор и также понижает его надежность.

Цель изобретения - повьипение надежности стабилизатора.

Поставленная цель достигается тем,

25 что в стабилизаторе постоянного напряжения с комбинированным регулированием регулирующий элемент выполнен на последовательно соединенных диоде, конденсаторе, первом ключевом элемен30те, силовом транзисторе и включенным

параллельно диоду и конденсатору втором ключевом элементе, работающем в противофаэв с первым ключевым элементом, причем выводы диода и силового транзистора подключены соответственно к входной и общей шинам питания, точка соединения диода и конденсатора подключена к выходной шине раза силового транзистора соединена с первым входом регулирующего элемента, а точка соединения силового транзистора и первого ключевого элемента подключена к второму входу регулирующего элемента и второму входу измерительного элемента входного напряжения.

На чертеже приведена принципиальная схема стабилизатора постоянного напряжения с комбинированным регулированием.

Стабилиэатор постоянного напряжения с комбинированным регулированием содержит регулирующий элемент 1, состоящий из последовательно соединенных диода 2, конденсатора 3, первого ключевого элемента 4, силового транзистора 5 и включенного параллельно диоду 2 и конденсатору 3 второго ключевого элемента 6, причем диод подключен к входной шине питания, а транзистор - к общей шине, измерительный элемент 7 входного напряжения на резисторах 8 и 9, первым входом соединен с входной шиной пи.тания, вторым входом - с точкой соединения транзистора 5 и первого ключевого элемента 4, а выходом - к входу блока 10 управления, выход которого соединен с входом регулирующего элемента 1 и базой транзистора 5, измерительный элемент 11 выходного напряжения, первым входом соединенный с общей шиной, а вторым входом - с выходной шиной и точкой соединения диода 2 и конденсатора 3, выход измерительного элемента 11 выходного напряжения через усилитель 12 обратной связи и ограничительный резистор 13 подключен к входу блока 10 управления.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Через силовой транзистор 5 и замкнутый ключ 4 происходит заряд конденсатора 3, после чего ключ 4 размыкается и соответственно замыкается ключ 6. При этом выходное напряжение равно напряжению на входе сложенному через диод 2 с добавочным напряжение на конденсаторе 3.Стабилизация выходного напряжения происходит за счет изменения добавочного напряжения на конденсаторе 3.Изменение добавочного напряжения осуществляется силовым транзистором 5 от блока 10 управления. Измерительный элемент 7 входного напряжения, состоящий из резисторов 8 и 9, осуществляет стабилизацию добавочного напряжения при изменении входного напряжения. Ток через резисторы 8 и 9, пропорциональный величине добавочного напряжения, создает напряжение на резисторе 8, которое прикладывается к входу блока 10 управления, который воздействует на управляющий вход силового транзистора 5 регулирующего элемента 1.

При изменении выходного напряжения, обусловленного изменением нагрузки, или входного напряжения регулирование осуществляется по второму кангшу, состоящему из измерительного элемента 11, усилителя 12 и общего для двух каналов регулирования блока 10 управления. Изменение выходного напряжения по сравнению с его номнальным значением, приводит к появлению напряжения рассогласования на выходе измерительного элемента 11 выходного напряжения. Сигнал рассогласования усиливается усилителем 12, с его выхода поступает на делитель, образованный резисторами 9 и 13. Средняя точка данного делителя подключена к входу блока 10 управления. Напряжение на резисторе 9, обусловленное сигналом ошибки, поступает на вход блока 10 управления и через него На силовой транзистор 5 регулирующего элемента 1. В результате силовой транзистор 5 изменяет величину добавочного напряжения для того чтобы компенсировать сигнал рассогласования. Для сглаживания пульсации выходного напряжения в цепи нагрузки может быть установлен сглаживающий фильтр.

Предлагаемый стабилизатор содержи комбинированную систему автоматического регулирования, при этом оба канла регулирования по роду работы компенсационного типа.

Замена параметрического канала регулирования компенсационным позволило устранить пульсацию выходного напряжения, а включение силового транзистора 5 регулирующего элемента 1 параллельно.нагрузке, позволило исключить его из цепи короткого замыкания в аварийном режиме (при коротком замыкании в нагрузке).

Таким образом, надежность предлагаемого стабилизатора значительно выше известных стабилизаторов напряжения. Преимуществом предлагаемого стабилизатора является также возможность бестрансформаторного повышения выходного напряжения.

Формула изобретения

Стабилизатор постоянного напряжения с комбинированным регулированием, содержащий регулирующий элемент, первый вход которого соединен с выходом блока управления, измерительный элемент входного напряжения на резисти ном делнтеле, первым входом соединенный с входной шиной питания, а выходом - с входом блока управления измерительный элемент выходного напр жения, входами соединенный с выходной и общей шиной, а выходом через усилитель обратной связи и ограничительный резистор - с входом блока управления, отличающийся тем, что, с цепью повышения надежности регулирующий элемент выполнен на последовательно соединенных диоде, конденсаторе, первом ключевом элементе, силовом транзисторе и вклю ченном параллельно диоду и конденсатору втором ключевом элементе, работающем в противофазе с первым ключ вым элементом, причем выводы диода и силового транзистора подключены соответственно к входной и общей шинам питания, точка соединения «юда и конденсатора подключена к выходной шине, база силового транзистора-соединена с первым входом регулирующего элемента, а точка соединения силового транзистора и первого юпочевого элемента подключена к второму входу регулирукедего элемента и второму входу измерительного элемента входного напряжения. Источники информгщии, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Франции 2387484, кл. G 05 F 1/56, 1978. 2.Авторское свидетельство СССР 571801, кл. G 05 F 1/56, 1978.