Стабилизированный источник постоянного напряжения с защитой от перенапряжений в нагрузке Советский патент 1982 года по МПК G05F1/58 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания устройств радиотехники, автоматики, вычислительной и преобразовательной техники.

Известен источник постоянного напряжения с . защитой от перенапряжений в нагрузке, содержащий блок стабилизированного напряжения, к выходным выводам которого подключен коллектором и эмиттером шунтирующий- транзистор 1.

Недостатком такого устройства является то, что величина ограничения выброса определяется параметрической цепью задающего источника напряжения.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является стабилизированный источник постоянного напряжения с защитой от перенапряжений в нагрузке, содержащий блок стабилизированного, напряжения со сглаживающим фильтром, эмиттерный повторитель, вклйченный параллельно выходным выводам, и дифференциальный усилитель постоянного тока 2.

Недостатком такого источника является пониженный коэффициент стабилизации выходного Напряжения в силу

того, что он не дифференцирует амплитуду выброса в момент резкого уменьшения выходного .тока, что приводит к перекомпенсации (появлению провалов) выходного напряжения.

Цель изобретения - повышение коэффициента стабилизации выходного напряжения источника и устранение выбросов выходного напряжения в мо10мент резкого уменьшения тока нагрузки.

Эта цель достигается тем,-что-в стабилизированный источник постоян15ного напряжения введены компараторформирователь, фильтр низких частот, аналоговыйключ, накопительный элемент и шунт, включенный последовательно в силовую шину и подключен20ВЕЛИ к входам дифференциального усилителя постоянного тока, выход которого подключен к одному из входов компаратора-формирователя, а через фильтр низких частот - к его. другому 25 входу и первому входу аналогового ключа, причем выход компаратора формирователя соединен с вторым входом аналогового ключа, ВЕЛХОД которого через накопительный элемент соединен

30 с. входом эмиттерного повторителя. Накопительный элемент вьтолнен На конденсаторе. Такое решение позволяет дифференцировать амплитуда выбросов напряжения при.различных величинах рабочего тока, предшествовавших скачкообразно му уменьшению тока и компенсировать г еренапряжение, сведя его к нулю, de3 перенапряжения. На чертеже представлена блок-схем стабилизированного источника. Устройство содержит блок 1 стабилизированного напряжения со сглаживающим фильтром 2, к которому через шунт 3 подключена нагрузка 4, дифференциальный усилитель 5 постоянного тока, с входами которого соединен шунт 3. Выход усилителя 5 соединен с входом фильтра б низких ча.стот и первым входом компаратора-формирователя 7, второй вход которого соедине С выходом фильтра 6 низких, частот, а выход через аналоговый ключ 8 и на копительный элемент 9 - с эмиттерньм повторителем 10, включенным параллел но Нагрузке 4, Второй вход аналогевого ключа 8 соединен с выходом комп ратора-формирователя 7, Устройство работает следующим образом. При отсутствии скачкообразных изменений тока в нагрузке 4 блока 1 ст билизированного напряжения напряжение на Нсзгрузке 4 неизменно. На вход дифференциального усилителя 5 постоянного тока подается сигнал от шунта 3 к усиливаясь поступает на первый вход компаратора-формирователя 7, на второй вход которого через фильтр б низких частот поступает такой же по величине сигнал. При этом на врлходе компаратора-формирователя 7 сигнал отсутствует, аналоговый ключ 8 заперт накопительный элемент 9 разряжен, эмиттерный повторитель закрыт. В момент резкого уменьшения тока нагрузки 4 скачком изменяется величи на выходного напряжения дифференциал ного усилителя 5, а на выходе фильтр б низких частот напряжение остается практически неизменным ввиду большой постоянной времени последнего. При этом срабатывает компаратор-формирователь 7, на выходе которого формиру ется кратковременный импульс, отпира ющий аналоговый ключ 8 на время, рав ное длительности этого импульса. На Накопительном элементе, например емкости, скачком появляется напряжение равное выходному напряжению дифферен циального усилителя 5 в момент, пред шествовавший резкому уменьшению тока нагрузки. В этот же момент скачком отпирается эмиттерный повторитель 10 параметры цепи базы которого выбраны таким образом, что обеспечивается режим, при котором его коллекторный ток скачкообразно возрастает, причем амплитуда этого скачка равна току, пред/лествовавшему началу скачка тока в нагрузке. В результате в момент скачка эквивалентная нагрузка источника остается неизменной. В последующие моменты времени, по мере экспоненциального разряда накопительного элемента 9, ток эмиттерного повторителя 10 также экспоненциально убывает. Постоянная времени цепи заряда накопительного элемента 9 выбрана так, что обеспечивается практически полное совпадение ее с постоянной времени цепи разряда сглаживающего реактора фильтра 2 в широком диапазоне рабочих токов источника. Поэтому скорость изменения тока в реакторе сгла кивагощего фильтра 2 незначительна , а величиЕ а перенапряжения на выходе устройства мала. По сравнению с известным предлагаемое устройство имеет повьоиенный коэффициент стабилизации выходного напряжения в широком диапазоне рабочих токов. Формула изобретения 1.Стабилизированный источник постоянного напряжения с защитой от перенапряжений в нагрузке, содержащий блок стабилизированного напряжения со сглаживающим фильтром, эмиттерный повторитель, включенный параллельно выходным выводам, и дифференциальный усилитель постоянного тока, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента стабилизации выходного напряжения и устранения выбросов выходного напряжения в момент резкого уменьшения тока нагрузки, в него введены компаратор-формирователь, фильтр низких частот, аналоговый ключ, накопительный элемент и шунт, включенный последовательно в силовую шину и подключенный к входам дифференциального усилителя постоянного тока, выход которого подключен к одному из входов компаратора-формирователя, а через фильтр низких частот к его другому входу и первому входу аналогового ключа, причем выход компаратора-формирователя соединен с вторым входом аналогового ключа, выход которого через накопительный элемент соединен с входом эмиттерного повторителя. 2.Стабилизированный источник по п, 1, о т л и ч а ю щ и и с я TeiM, что накопительный элемент выполнен на конденсаторе. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 602932, кл. G 05 F 3/08, 1978. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2825419, кл.С; 05 F 1/58, 1979.