Стабилизатор напряжения постоянного тока Советский патент 1982 года по МПК G05F1/56 

(5) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах автЪматики.

Областью специального применения являются средства навигационного оборудования, в которых данный ста-, билиэатор обеспечивает стабилизацию напряжения источника света (маячной лампы накаливания) при изменении напряжения источника питания (гальванических батарей или аккумуляторов).

Известен стабилизатор напряжения постоянного тока, в котором стабилизация осуществляется широтно-импульсным методом, и выходной регулирующий каскад работает в ключевом режиме 1 .

Известен также стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий включенный между входной и выходной клеммой ключевой регулирующий эле-, мент с включающим и выключающие управляющим входом, цепь опорного напрямгения, подключенную к входным ТОКА

клеммам стабилиз-атора, и основной мультивибратор на транзисторах 2.

Недостатком такого устройства является то, что происходит изменение временных параметров мультивибратора, а также возможен срыв генерации импульсов и переход мультивибратора в ждущий режим при изменении окружающей температуры. .

Цель изобретения - повышение ста10бильности напряжения на нагрузке при изменении температуры окружающей среды.

Поставленная цель достигается тем, что базовые входы транзисторов

15 основного мультивибратора соединены с цепью опорного напряжения через введенные диоды, а выход мультивибратора соединен с включающим управляющим входом регулирующего элемента

20 через последовательно соединенные введенные схемы И-НЕ первого делителя частоты и инвертора, причем один из входов И-НЕ соединен с выходом инвертора, а включающий управляющий вход регулирующего элемента соединен с входом инвертора, при этом выход дополнительного мультивибратора соединен с введенной последовательно цепью, состоящей из второго делителя частоты и схемы ИЛИ, выход которой соединен с входом сброса делителя частоты сигналов основного мультивиб ратора . . На фиг.1 показа|; а принципиальная электрическая схема стабилизатора напряжения постоянного тока; на фиг.2 - временная диаграмма импульсов в некоторых точках схемы. Стабилизатор содержит выходной регулирующий каскад 1, нагрузку 2 (лампу накаливания), основной муль тивибратор 3, выполненный на транзисторах k и 5 дополнительный мультивибратор 6, выполненный на транзисторах 7 и 8, цепь 9 опорного напряжения, диоды 10 и 11, параметрический стабилизатор 12, последовательную цепь 13, включающую Двухвходовую-схему И-НЕ 1, первый делитель частоты 15 и инвертор 16, последовательную цепь 17, включающую второй делитель частоты 18 и схему ИЛИ 19, клеммы 20 и 2t для j oдю1ючeния источ ника постоянного тока. При работе стабилизатора выходной регулирующий каскад 1, коммутирующий цепь нагрузки 2 (лампы накаливания) получает противофазные управляющие импульсы для его включения и выключения (если на включающем входе сигнал в виде логической 1, то н включающем входе в это время присутс вует сигнал в виде логического О и наоборот). Длительность сигналов, управляющих выходным регулирующим каскадом 1, изменяется в зависимости от величины напряжения источника питания нагрузки 2, которое контролиру ется цепью 9 опорного напряжения, содержащей соединенные последователь но резисторы и стабилитроны. Цепь опорного напряжения связана через диоды 10 и 11с базами транзисторов k и S мультивибратора 3, который бла годаря этому изменяет частоту генери рующих импульсов в функции контролиФУемого напряжения. Мультивибратор 6 Ни транзисторах 7 и 8 работает с постоянной частотой автоколебаний. Питание мультивибраторов 3 и 6 осущест вляется через параметрический стабилизатор напряжения 12, подключенный к источнику постоянного тока (клемма 20 - положительный полюс и клемма 21 отрицательный полюс)Ф В случае раздельного питания маячной лампы 2 {например, напряжением 110 В) и цепей управления (например, напряжением 12 В) положительный полюс стабилизатора 12,не. соединен с клеммой 20. Цепи питания входящих в последовательные цепи 13 и 1 логических элементов 1, 15, 16, 18 и 19 на схеме не показаны. С выхода мультивибратора 6 прямоугольные импульсы поступают на вход второго делителя частоты 18,, выходы которого соединены со схемой ИЛИ 19, формирующей на выходе последовательной цепи 17, в точке 2Ц, длинный опорный импульс, независимый от изменения напряжения на нагрузке 2 и периодически перерывающийся на короткое время, равное полуперио ру мультивибратора 6 (фиг.2). В таком режиме последовательная цепь 17 работает непрерывно и каждый опорный импульс ее.своим задним фронтом обеспечивает сброс делителя частоты 15 последовательной цепи 13 в исходное состояние. Последовательная цепь 13 имеет обратную связь (вуход инвертора 16 соединен с одним из входов схемы И-НЕ И), обеспечивающую перевод ее из рабочего в ждущий режим. В рабочем режиме прямоугольные импульсы мультивибратора 3 проходят через схему И-НЕ (точка 22) на вход делителя 15 частоты, выход которого одновременно соединен с выключающим входом (точка 25) выходного регулирующего каскада 1 и входом инвертора, 16, соединенного своим выходом (точка 23) с включающим входом выходного регулирующего каскада 1. Как только на выходе первого делителя 15 частоты появится импульс, выходной регулирующий каскад 1 выключается, а последовательная цепь 13 Переходит в ждущий режим и будет Находиться в, этом режиме до тех пор, пока -не произойдет сброс делителя 15 частоты в исходное состояние. Промежуток времени между моментами появления сигналй на выходе делителя 15 частоты и сброса в исходное состояние является автоматически регулируемым параметром стабилизатора, обусловливающим стабилизацию среднего значения напряжения на нагрузке 2 (маячной лампе 59 накаливания) Когда момент сброса делителя 15 частоты в исходное состояние опережает появление сигнала на его выходе, выходной регулирующий каскад 1, получая включающий сигнал (точка 23) постоянно открыт (участок 26 временной диаграммы на фиг.2) Этот режим стабилизатора соответствует напряжению питания, не превышающему номинала нагрузки маячной лампы накаливания. Когда сигнал на выходе делителя частоты 15 появляется раньше сигнала сброса, появляется выключающий импульс на входе выходного регулирующего каскада 1 . По .мере увеличения напряжения питания Длительность выключающего импульса увеличивается (участки 27 и 28 в;ременной диаграммы на фиг,2)| обеспечивая поддержание среднего значения напряжения в пределах номинала нагрузки 2. Причем влияние температуры окружающей среды на регулируемый параметр стабилизатора сведено к минимуму, так как изменения температуры вызывают идентичные изменения I частоты генерируемых ;мультивибраторами 3 и 6 прямоугольных импульсов (схемы мультивибраторов однотипны и симметричны). При этом одновременно изменяются и длительность опорного импульса в последовательной цепи 17, и длительность, деления частоты в последовательной цепи 13, управляемой мультивибратором 3. В результате тем пературные отклонения регулируемого параметра стабилизатора возможны только за счет допустимого разброса температурных изменений параметров однотипных элементов.(конденсатора. резисторов, транзисторов)мультивибраторов 3 и 6. 5 Формула изобретения Стабилизатор напряухения постоянного тока, содержащий включенный между входной и выходной клеммой ключевой регулирующий элемент с включающим и выключающим управляющим входом, цепь опорного напряжения, подключенную к входным клеммам стабилизатора, и основной мультивибратор на транзисторах, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности напряжения на нагрузке при изменении температуры окружающей среды, базовые входы транзисторов основного мультивибратора соединены с цепью опорного напряжения через введенные диоды, а выход мультивибратора соединен с включающим управляющим входом регулирующего элемента через последовательно со.единенныё введенные схемы И-НЕ первого делителя частоты и инвертора, причем один из входов И-НЕ соединен с выходом инвертора, а включающий управляющий вход регулирующего элемента соединен с входом инвертора, при этом выход дополнительного мультивибратора соединен с введенной последовательно цепью, состоящей из второго делителя частоты и схемы ИЛИ, выход которой соединен с входом сброса делителя частоты сигналов основного, мультивибратора. . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США К , кл. .G 05 F 5/00, (323). 1973. 2. Авторское свидетельство СССР № , кл. G 05 F 5/00, 1970.