Импульсный стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1983 года по МПК G05F1/56 

(54) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к вторичным источникам эпектропитания с импульсными стабилизагорами постоянного напряжения в устройствах вычислительной техники, систем автоматического регулирования и измерения. Известен импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий фильтр, резистивный делитель напряжения, источник опорного напряжения, уси литель рассогласования, регулирующий ток разряда хронирующего конденсатора модулятора . Наиболее близким к изобретению является стабилизатор, содержащий регулирующий элемент, подключенный входом к входному выводу, а вькодом через сглаживающий фильтр - к выходному выводу, усилитель рассогласования, выполненный на двух транзисторах, эми теры которьк объединены и через токостаЙ1лизируюшт1й двухполюсник подключе ны к входному вьюоду, коллектор перво го транзистора подключен к общей щине, а база - к выходу исто гаика опорного напряжения, коллектор второго транзистора подключен через резистор к общей щине и через релейный усилитель к управляющему входу регулирующего элемента, база второго транзистора подключена к выходу делителя напряжения 2 . Недостатком известных устройств является низкий запас устойчивости. Это обусловлено тем, что при пульсации выходного напряжения стабилизатора, сравнимой по величине со средним значением статической ощибки, существенно сказывается нелинейность входной характеристики транзистора усилителя рассогласования. Коэффи гаент передачи усилителя рассогласования, определенный относительно средних-значений сигнала с пульсацией равной нулю, в этом случае меньще, чем для сигнала с пульсацией,отличной от нуля. Увеличение коэффициента .усиления снижает запас устойчивости. устойчивости стабилизатора. Поставленная цель достигается тем, что в импульсном стабилизаторе постоянного напряжения, содержащем ключ, подключенный входом к входному выводу а выходом через сглаживающий фильтр - к выходному выводу, резистивный делитель напряжения, подключенный к выходным выводам, выход которого соединей с входом первого транзистора усилителя рассогласования, к входу второго транзистора подключен первый вывод источника опорного напряжения, выход усилителя рассогласования подключен к первому входу широтно-импульсного модулятора, выходом соединенного с управляющим входом силового ключа, усилитель рассогласования вьшолнен на транзисторах разной . проводимости, коллекторы которых объединены и подключены к выходу усилителя рассогласования, эмиттер первого транзистора подключен через резистор к общей щине, первый вывод источника опорного напряжения подключен к вто рому входу широтно-импульсного модулятора, второй вывод через резистор к эмиттеру второго транзистора. На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого стабилизатора; на фиг. 2 - временные диаграммы, пояс някякие его работу. Стабилизатор содержит силовой ключ 1, сглаживающий фильтр 2, резистивный делитель напряжения 3, источник опорного напряжения 4, усилитель рассогла. сования 5,. содержащий транзисторы 6 и 7 разной проводимости и резисторы 8 И 9, широтно-импульсный модулятор 10 работакнний, например, по принципу сбалансированного перезаряда хронирующего конденсатора. Стабилизатор работает следующим образом. Ток коллектора транзистора 6, определяемый величиной с выхода делителя напряжения 3 «величиной резис ра 8, суммируется с током коллектора ii транзистора 7, который, в свою очередь, определяется величиной напряжения источника опорного напряжения 4 и величиной резистора 9. Разность колле торных токов транзисторов 6 и 7 по ступает в модулятор Ю и регулирует длительность импульса, поступающего на управляющий од силового ключа, следующим образом. моменту времени -Ь конденсатор модуятора С /цодзаряжен до уровня напряжеия Уу . В момент времени -tv формируется передний фронт имульса напряжения на входе сглаживаклцего фильтра 2 и одновременно начинается разряд хронирующего конденсатора. В момент времени -Ьт. конденсатор Сд,рд разряжается до нуля и формируется фронт импульса. С этого момента времени процессы заряда - разряда повторяются и, таким образом, на входе фильтра устанавливается определенная скважность импульсов. В динамическом режиме, например при увеличении напряжения на выходе стабилизатора, в момент времени -t Увеличивается ток коллектора транзистора . 6, увеличивается ток разряда хронирующего конденсатора. Это приводит к тому, что с этого момента времени увеличи вается длительность интервалов разомкнутого состояния силового ключа 1 и уменьщается нестабильность, возникшая на выходе стабилизатора, до нуля к моменту бремени -{-д. . ). Транзистор 7 включен по схеме с общей базой, поэтому коллекторный ток транзистора 7 практически не зависит от изменения напряжения на хронирующем конденсаторе, включенном между выходом усилителя рассогласования и первым выводом источника опорного напряжения. С другой стороны, напряжение источника опорного напряжения 4 по величине должно быть болыце максимального напряжения на конденсаторе модулятора. В этом случае через коллекторный переход транзистора 7 протекает ток, создающий разностный ток разряда Cfj(oj . Поскольку изменение мгновенного значения стабилизированного напряжения вызывает пропорциональное изменение коллекторного тока транзистора 6 и, следовательно, пропорциональное изменение разности токов и 1 к.7 на входе широтно-импульсного модулятора. Это обеспечивается тем, что включение транзистора 6 в режиме усиления преобразования позволяет выбрать рабочую точку на линейном участке его входной характеристики; Рабочая точка устанавливается с помощью резистивного делителя напряжения 3 и резистора 8. Такое выполнение усилителя рассогласования повышает запас устойчивости стабилизации, что сушесгвенно улучшает динамические свойства.

В предлагаемом стабилизаторе повышается температурная стабильность при изменении обратных токов коллекггоров и коэффшгаентов передачи транзисторов устапепя рассогласования.

Предлагаемое устройство может быть использовано для любого характера нагрузки со сглаживающим фильтром типа RC , ЬБСиЩ).

Ф

изобретения

о р м у л а

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий силовой ключ, подключенный входом к входному выводу, а выходом через сглаживающий фильтр - к вьЬсодному выводу, резистивный делитель напряжения, подключенный к выходным выводам, выход которого соединен с входом первого транзистора усил1гтеля рассогласования, к входу второго транзистора подключен первый вывод ис- О

точника опорного напряжения, выход усилителя рассогласования подключен к первому бходу шкротно-импульсного модулятора, выходом соединенного с управляющим входом силового ключа, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости стабилизатора, усилитель рассогласования выпо/тнен на транзисторах разной проводимости, колoлекторы которых объединены и подклточеюл к выходу усилителя | ассогласования, эмиттер первого транзистора подключен через резистор к обшей шине, первый вывод источника опорного напряSжения подключен к второму входу широт но импульсного модулятора, его второй вывод через резистор - к эмиттеру второго транзистора.,

0

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

S

оО4

О ti

(tJ