Стабилизированный источник постоянного напряжения с защитой от перенапряжений в нагрузке

 

СОЮЗ COBETCHHX

СО 4ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

И9) (11) 3Ш G 05 F 1 58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВ!Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3381910/24-07 (22) 18.01.82 (46 ) 15.01. 84, Бюл. Р 2 (72 ) И.Г. Вергелес, В.Е. Гизлер, N.Ì.Ãëèáèöêèé и М.В.Готлибович .(71) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им.В.И.Ленина (53) 621.316. 722.1(088.8) .(56) 1..Справочник по преобразова- тельной технике. Под ред. И.M.Чиженко. Киев, "Техника", 1978, с.245, рис. 5.37.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке )) 3000982, кл.0 05 F 1/56, 1982. (54)(57) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ЗАЩИТОЙ ОТ

ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ В НАГРУЗКЕ, содержащий стабилизатор постоянного напряжения, выход которого подключен к входу сглаживающего L С-фильтра,. параллельно выходным выводам которого включен эмиттерный повторитель, датчик тока, включенный в одну из силовых шин между эмиттерным повторителем и одним из выходных выводов источника, выходы датчика тока соединены с входами дифференциального усилителя постоянного тока, выход которого подключен к входу фильтра низких частот, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения коэффициента стабилизации и устранения выбросов выходного напряжения в момент резкого уменьшения тока нагрузки в него введен дифференI

И2 циальный усилитель постоянного тока, Е подключенный своими первым и вторым входами к входу и выходу фильтра низких частот соответственно, а выходом — к входу эмиттерного повторителя. %

1067487

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

Известен стабилизированный источник напряжения с защитой от перенапряжений в нагрузке, содержащий

-стабилизатор постоянного напряжения, соединенный своими выводами через сглаживаннций L Ñ- фильтр с наг- 10 рузкой, параллельно которой включена последовательная Н С-цепь (11.

Недостатками такого стабилизатора являются низкий коэффициент стабилизации и значительные перенапря- 15 жения на выходе, обусловленные резким уменьшением тока нагрузки.

Наиболее близким к предлагаемому является стабилизированный источник постоянного напряжения с защитой от перенапряжений в нагрузке, содержащий стабилизатор постоянного напря жейия, выход которого подключен к

;входу сглаживающего LС-фильтра, параллельно выходным выводам которого включен эмиттерный повторитель, датчик тока, включенный в одну из силовых шин между эмиттерным повторителем и одним из выходных выводов источника, выходы датчика тока соедини нены с входами дифференциального усилителя постоянного тока, выход которого подключен к входу фильтра низких частот (2) .

Недостаткавы известного устрОйст- З5 ва являются низкий коэффициент стабилизации выходного напряжения и перенапряжения на выходе в момент резкого уменьшения тока нагрузки.

Кроме того, при скачкообразном уменьшении тока в нагрузке от текущего . 40 значения до любого промежуточного, отличного от нуля значения, происходит перекомпенсация и возникаетпровал выходного напряжения, что резко ухудаает коэффициент стабили- 45 зации.

Цель изобретения — повышение коэффициента стабилизации и устранение выбросов выходного напряжения в мо мент резкого уменьшения тока наг- 50 рузки.

Цель достигается тем, что в стабилизированный источник постоянного напряжения с защитой от перенапряжений в нагрузке, содержащем стабилизатор постоянного напряжения, выход которого подключен к входу сглаживающего I С-фильтра, параллвльно выходным выводам которого включен эмиттерный повторитель, датчик тока, 60 включенный в одну иэ силовых шин между эмнттерным повторителем и одним из выходных выводов источника, выходы датчика тока соединены с входами дифференциального усилителя постоянного тока, выход которого подключен к входу фильтра низких частот,, введен дифференциальный усилитель постоянного тока, подключенный своими первым и вторым входами к входу и выходу фильтра низких частот соответственно, а выходом — к входу эмиттерного повторителя .

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит стабилизатор напряжения 1, выводы которого соединены со сглаживакзцим фильтром 2, один вывод фильтра 2 через датчик тока 3 соединен с одним выводом нагрузки 4, второй вывод которой подключен к второму выводу фильтра 2.

Выходы датчика тока 3 соединены с входами дифференциального усилителя постоянного тока 5, а его выход подключен к одному из входов дифференциального усилителя постоянного тока б непосредственно, а через фильтр низких частот 7 — к второму входу дифференциального, усилителя б. Выход последнего соединен с входом эмиттерного повторителя 8, подключенного параллельно выходу сглаживающего фильтра 2 непосредственно, а к нагрузке 4 — через датчик тока 3.

Устройство работает следующим образом„

В ус..гановившемся режиме с; лбилиэатор вырабатывает стабильное напряжение с повышенными пульсациями.

Фильтр 2 сглаживает пульсации, и сглаженное стабильное напряжение поступает в нагрузку 4. Датчик тока

3 вырабатывает постоянный выходной сигнал, пропорциональный установившемуся значению тока нагрузки 4, поступающий на усилитель 5. После усиления этот сигнал поступает на один из входов усилителя б, а через фильтр низких частот 7 — на его другой вход. Так как сигналы, поступающие на входы усилителя б, равны между собой и вычитаются последним, то на его выходе сигнал равен нулю. Поэтому эмиттерный повторитель 8 закрыт и ток через него не протекает. При резком уменьшении тока в нагрузке 4 также резко уменьшается величина выходного сигнала датчика тока 3 на величину„ пропорциональную перепаду тока в нагрузке 4. Соответственно резко уменьшается выходное напряжение усилителя 5, а на выходе фильтра 7 напряжение практически не изменится в силу большой постоянной времени последнего. В результате на выходе усилителя 6 появляется разностный сигнал, пропорциональный величине скачкообразного уменьшения тока в нагрузке 4.

Этот сигнал поступает на вход эмиттерного повторителя 8, скачком пе1067487

Составитель С.Горбачева

Техред Л.Микеш -Корректор В. Бутяга

Редактор В.ковтун

Заказ 11209/51 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул . Проектная, 4 ревод. т его из запертого состояния в активный режим.

В результате в этот момент времени через эмиттерный повторитель 8 потечет ток равный величине, на которую уменьшится ток s нагрузке 4.

Таким образом, сумма токов в нагрузке 4 и эьжттерном повторителе 8 останется равной току нагрузки 4 в момент, предшествовавший скачкообразному уменьшению последнего, 10 причем ток, протеканий в дросселе фильтра 2, не изменится и перенап- ° ряжение в нагрузке 4 в этот момент не возникает.

По мере плавного уменьшения нап- 15 ряжения на выходе фильтра 7 до величины напряжения на выходе усилителя 5 плавно уравновешивается на .входе усилителя б, выходной сигнал которого так же плавно уменьшается до нуля. В результате плавно умень- . шается и ток через эмиттерный пов торитель 8 до полного запирания его. Ток через дроссель фильтра 2, 1 равный сумме токов нагрузки 4 и 75 эмиттерного повторителя 8, так же плавно убывает до величины, равной новому установившемуся значению тока нагрузки. При этом постоянная времени этого процесса, равная постоян- 30 ной времени фильтра низких частот 7, задана такой, что ЭДС самоиндукции дросселя фильтра 2 практически равно нулю и перенапряжений в нагрузке

4 не возникает, а возможность появ,ления провалов выходного напряжения в момент срабатывания устройства исключается. Причем, если эмиттерный повторитель 8 подключен параллельно выходу,(.C-фильтра 2 через датчик тока 3, а к нагрузке 4 непосредственно, как в известном устройстве, то при резком уменьшении тока в. нагрузке 4 отпирание эмнттерного повторителя. 8 по сигналу с датчика тока 3 приводит к восстановлению исходного значения тока через датчик тока 3, так как через эы ттер-, ный повторитель 8 при его включении протекает ток, равный величине, на которую уменьшился ток в нагрузке

4. Таким образом, ток шунта, равный сумме токов в нагрузке 4 и эмиттерном повторителе 8, восстанавливает значение, равное току нагрузки 4 в момент, предшествовавший скачкообразному изменению .последнего.

Эмиттерный повторитель 8 возвращается в исходное запертое состояние, и на выходе источника питания появляется кратковременный выброс напряжения.

Описанный процесс появления выбросов выходного напряжения продолжается до окончания переходного процесса в фильтре 2.

По сравнению с известным предлагаемое устройство имеет повышенный коэффициент стабилизации, выходного напряжения в широком диапазоне рабочих токов, в нем практически отсутствуют перенапряжения в нагрузке.