Инвариантный стабилизатор постоянного напряжения

 

1.ИНВАРИАНТНЬ1Й СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, соде ржащнй регулирующий орган, блок управления, входной каскад которого выполнен по схеме дифференциального ус лиггеля , один из управлйощих входов которого соединен непосредственно с делителем ВЫХОДНОГО напряженная и через первый резистор - с противоположным его ВЫХОДОМ, при этом другой ВЫХОД дифференциального усилителя через согласук ащй каскед соединен со входом выходного усилительного каскада, вызвддом соединенного с у1фавляюшим ВХОДОМ регулирующего органа, отличающийся тем, что, с целью повьиаення точности путем разгрузки источника эталонного напряжения , повышения надежности и расширения функциональных возможностей, друГО& у1фавля1ощий ВХОД диффершшиального усилителя соединен через введенные второй и третий рвзист( соответственно с его |Щ}отивоположнымг. выходом и источником эталонного напряжения. 2. Инвариантный стабилизатор по п. 1, отличающийся тем, что В коллекторной и эмиттерной цепях травзистора выходного каскада блока управления установлены введенные четвертый в пятый резисторы включения и выключения стабилизатч а.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

; СОЦИАЛИСГИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН ае ао

МИ) G 05 F 1/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

А0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2483454/24-07 (22) 28.04.77 46) 15. 06.83.. Бюл. ¹ 22 (72) Б. Д. Гладков (53) 621.316.722(088.8) (56) 1. Карпов В. И. Полупроводниковые компенсационные стабилизаторы на ряжения и тока, М., Энергия", 1967,,с. 84, рис. 51.

2. Авторское свидетельство СССР№ 838973 кл. 5 05 F 1/56, 01.03.77. (54) (57) 1,ИНВАРИАНТНЫЙ СТАВИЛИ»

ЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий регулирующий орган, блокуправления, входной каскад которого выполнен по схеме дифференциального усилителя, один из управляющих входов которого соединен непосредственно с делителем выходного напряжения и через первый резйстор - с противоположным его выходом, при этом другой выход дифференциального усилителя через согласующий каскад соединен со входом выходного усилительного каскада, выходом соединенного с управляющим входом регулирую. щегооргана, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности путем разгрузки источника эталонного:нап« ряжения, повышения надежности и расширения функциональных возмомаюстей, другой управляющий вход дифференциального усилителя соединен через введенные второй и третий резисторы соответственно с его !противо оложным., выходом и источником эталонного напряжения.

2..Инвариантный стабилизатор ao и. 1, отличающийся тем, что в коллекторной и эмиттерной цепях транзистора выходного каскада блока управления установлены введенные четвертый. и пятый резисторы випочения и вьпяпочения стабилизатора.

1023297

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам автоматического управления, в частности к источникам питания прецизионной точности с самозащитой, Известны стабилизаторы постоянного напряжения, в которых зашита основа« на на включении в силовую цепь стабилизатора напряжения резистора, .на котором измеряется падение напряжения, оценивается его величина и при достижении "jcTGBEH срабатывает исполнительный орган защиты (1) . Однако такие схемы имеют низкие КПД и точность.

Наиболее близким к изобретению является стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий орган, блок управления, входной каскад которого 2О выполнен по схеме дифференциального усилителя, одпн из управляющих входов которого соединен непосредственно с делителем выходного напряжения.и через первый резистор-с противоположным его выходом, при этом выход дифференциагп ного усилителя через согласующий каскад соединен с входом выходного усилительного каскада, выходом соединенного с управляющим входом регулирующего орйана j2)

Недостатком известного устройства является недостаточная н4дежность и влияние входного каскада в процессе его работы на величину напряжения эталонного источника.

Цель изобретения - повышение надежности и точности устройства путем разгрузки источника эталонного напряжения и расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе постоянного напряжения, содержащем регулирующий орган блока управления, входной каскад которого выполнен по схеме дифференциаль- ного усилителя, один из управляющих входов которого соединен непосредственно с делителем выходного напряжения и через первый резистор — с противоположным его выходом,, при этом другой . выход дифференциального усилителя через согласующий каскад соединен с входом выходного усилителвного каскада, выходом соединенным с управляющим . sxbaoM регулирующего органа, другой 55 управляющий вход дифференциального усилителя соединен через введенные второй и третий резисторы соответственно с его противоположным выходом и источником эталонного напряжения, кроме того в коллекторной и эмиттерной цепях транзистора выходного каскада блока управления установлены введенные четвертый и пятый резисторы включения и выключения стабилизатора.

Стабилизатор содержит регулирующий орган Г (транзистор), резисторы 2 - 18 транзистор 16 выходного каскада усили тепя, стабистор 17, согласующий као,кад 18 (эмиттерный или истоковый повторитель), транзисторы 19 и 20 (бипопярные, полевые), источник 21 эталонного напряжения, резонансные контуры 22 24 на основе конденсаторов различной емкости с учетом монтажных соединений, нагрузку 25 {объект).

Регулирующий транзистор 1 включен последовательно в силовую цепь устройства, а его база соединена с резистором 2 и коллектором транзистора 16 выходного каскада усилителя, эмиттер которого через резистор 4 соединен с выходной шиной, соединенной с коллектором регулирующего транзистора, а через последовательно включенные резистор 5 истабистор 17 - с противоположной выходной шиной устройства, при этом к эмиттеру транзистора 16 подключен резистор 7. База транзистора 16 соединена с выходом согласующего каскада 18, вход которого соединен с управляющим выходом входногодифференциапьного каскада (ВДК). ВДК выполнен по извесь ной схеме дифференциального усилителя, нагрузки которого в виде резисторов 9 и 10 соединены с выходной шиной устройства; в эмиттерной (истоковой) цепи транзисторов 19 и 20 ВДК включены резисторы 13 и 14, общая точка которых через резистор 15 соединена с противоположной выходной шиной устройства. Первый вход ВДК через резистор 3 соединен с противоположным выходом ВДК, а через резистор 6 - с источником эталонного напряжения 21, второй вход ВДК через резистор 8 соединен с соотноситепьно противоположным выходом ВДК и непосредственно с делителем выходного напряжения на резисторах 11 и 12. К выходным шинам устройства подключены резонансные контуры на основе конденсаторов 22-24 и нагрузка 25. При смене полярности шин устройства соответственно изменяется на противоположный вид проводимости всех транзисторов и источника эталонного напряжения. Транзисторы 19 и 20 выполнены в виде согласованной пары.

Резисторы 11 и 12 должны иметь дос1023297

Составитель С, Горбачева

Редактор Н. Воловик Техред А.Ач Корректор Г..Огар

Заказ 4211/32 . Тираж S74 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная. 4 таточно малый одного знака и величины температурный коэффициент сопротивления. Резисторы 2 и 7 предназначены для включения и выключения устройст5 ва путем соединения их с выходными . шинами — направление включения и выключения показано на. чертеже стрелками; на вход каждого из резисторов 2 или 7 ®0 могут быть поданы раздельно импульсы напряжения, включающие или выключаю щие устройство - при этом способе включения- или выключения уетройства резисторы 2 и 7 могут быть исключены из схемы. Согласующий каскад может быть исключен из схемы, если выходной каскад усилителя выполнен на полевом транзисторе. Число конденсаторов, т.е. число резонансных контуров, определя20 . ется качеством монтажа устройства в целом, а в определенных условиях эти контуры могут отсутствовать.

При подаче питающего напряжения на вход устройства на его выходе нап25 ряжение отсутствует или имеет незначительную величину. После запуска стабилизатора напряжения по любому из выше описанных способов на era выходе появляется номинальное напряжение и начинается нормальный процесс инвариант ного регулирования выходного напряжения. Когда резисторы 3,8 выключены, то схема устройства работает как компенсационный стабилизатор напряжения с ошибкой, величина которой определя- З5 ется глубиной главной отрицательной обратной связи, которая ограничена устойчивостью и динамикой регулирования. Введение в схему резисторов 3, 8 достаточно большой величины и уменьшение их сопротивления вызывает увеличение глубины общей положительной .;обратной связи, вследствие чего умень"шается ошибка устройства; при определенной глубине положительной обратной 45 связи в каждом канале, а в сумме равной единице ошибка устройства равна

aymo - схема устройства настроена на эффект бесконечного усиления. Схема

:стабилизатора напряжения работает на 50 принципе регулирования по отклонению и поэтому при настройке ее на эффект бесконечного усилвнйя она обеспечивает абсолютно инвариантное регулированиеко всем возмущениям — точность устройства определяется только качеством источника эталонного напряжения. Схема устройства осуществляет устойчивое регулирование и в режиме перекомпенсации, т.е. в режиме отрицательной ошибки, к любому возмущению.

При увеличении тока нагрузки с выхо дом за пределы площадки стабилизаций устройства напряжения на его выходе уменьшается, что вызывает увеличение сопротивления транзистора выходного каскада усилителя и вследствие этого происходит еще большее понижение выходного напряжения — этот процесс заканчивается запиранием регулирующих.о транзистора. Бсли в нагрузке возникло короткое замыкание, то устройство автоматически выключается. Включение устройства производится одним из выше описанных способов и, если аварийное состояние объекта ликвидировано, то начинается нормальная работа устройства.

Технико-экономический эффект изобретения состоит в том, что создана схема стабилизатора напряжения с инвариантным регулированием выходной координаты устройства при воздействии на него возмущений, а также осуществляется его самозащита, при этом. достигнутое качество реализу ется простыми техническими,средствами, Схема устройства является технологичной для интегрального исполнения.

Примененный способ самозащиты, нв требующий специально выделенных элементов для этой функции, расширяет танке и комь мутационные возможности, йЬзвопяя производить коммутационные операции с усч ройством без разрыва силовой цепи, при этом все. эти операции осуществляются импульсами напряжения, что особенно важно для систем с резервированием питания.