Стабилизатор постоянного напряжения

 

СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержапщй регулиругадий транзистор, включенньй между входным и выходным выводами, блок управления состоящий из источника опорного напряжения на резисторе и стабилитроне, резисторного делителя напряжения, подключенных параллельно выходным выводам стабилизатора, усилительного блока, который состоит из высокочастотного усилителя и усилителя постоянного тока, выход усилительного блока подключен к базе регулиру оцёго транзистора, которая подключена к входу стабилизатора через резистор, а входная цепь усилительного блокаподключена к выходам источника опорного напряжения и резисторного делителя напряжения, отличающийс я тем, что, с целью улучшения выходных параметров путем улучшения фильтрации импульсных и высокочастотных помех, воздействующих на вход и выход стабилизатора, в него введены два транзистора, два конденсатора и четыре резистора, причем выход высокочастотного усилителя через конденсаторы подключен к базам транзисторов , один из которых подключен парал (Л лельно регулирующему транзистору и с: его база соединена с входом стабилизатора через первый резистор, а другой подключен параллельно выходным выводам стабилизатора, причем его .ч коллектор подключен к общей шине, . эмиттер через второй резистор - к ел выходу стабилизатора, а база через а третий резистор - к вьЬсоду стабилио со затора и через четвертьй резистор к общей шине.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1156031

4(sl) G 05 F 1/56

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОГ1ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3642688/24-07 (22) 16.09. 83 (46) 15.05.85. Бюл. Ф 18 (72) В.Г.Шкилев, В.Г.Шкилев, Т.Н.Шкилева и О.П.Белоедов (71) Мирнинское управление научнопроизводственного объединения "Сибцветметавтоматика" (53) 621.316.722. 1(088.8) (56) 1. Назаров С.В. Транзисторные стабилизаторы напряжения. M. "Энергия", 1980, с. 64-65.

2. Карпов В.И. Полупроводниковые стабилизаторы напряжения. M.-Л., Государственное .энергетическое издательство, 1967, с. 28. (54)(57) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий регулирукщий транзистор, включенный между входным и выходным выводами, блок управления состоящий иэ источника опорного напряжения на резисторе и стабилитроне, резисторного делителя напряжения, подключенных параллельно выходным выводам стабилизатора, усилительного блока, который состоит из высокочастотного усилителя и усилителя I1G стоянного тока, выход усилительного блока подключен к базе регулирурацего транзистора, которая подключена к входу стабилизатора через резистор, а входная цепь усилительного блока.подключена к выходам источника опорного напряжения и резисторного делителя напряжения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения выходных параметров путем улучшения фильтрации импульсных и высокочастотных помех, воздействукщих на вход и выход стабилизатора, в него введены два транзистора, два конденсатора и четыре резистора, причем выход высокочастотного усилителя через конденсаторы подключен к базам транзисто-. ров, один из которых подключен парал. лельно регулируищему транзистору и его база соединена с входом стабили- С затора через первый резистор, а другой подключен параллельно выходным выводам стабилизатора, причем его коллектор подключен к общей шине, IeaL эмиттер через второй резистор — к выходу стабилизатора, а база через СЛ третий резистор — к выходу стабили- С5 затора и через четвертьй резистор - () к общей шине. ФР

ЭВ 4ь

1156031

Изобретение относится к электрорадиотехнике и предназначено для использования в качестве высокостабильного источника питания для импульсных и высокочастотных устройств.

Известен стабилизатор постоянного напряже ния, с оде ржащий ре гул ирующий транзистор, включенный в одну из силовых шин, цепь обратной связи, состоящую из источника опорного наг ряжения на стабилитроне и резисторе, резисторного делителя напряжения, подключенных параллельно выходным выводам стабилизатора, и схему сравнения на операционном усилителе, входами подключенную к выходам источника опорного напряжения и резисторного делителя напряжения, а выходом — к . базе регулирующего транзистора, ко20 торая соединена .с вхо,цом стабилизатора через резистор (1) .

Недостатком данного стабилизатора является низкая эффективность фильтрации высокочастотных и импульсных помех, воздействующих на вход и выход стабилизатора, что приводит к сбоям работы быстродействующей радиоэлектронной аппаратуры. Это объясня— ется тем, что при увеличении коэффициента усиления операционного усили— теля увеличивается коэффициент стабилизации, но уменьшается полоса пропускания и быстродействие стабилизатора. Техническое противоречие между 35 увеличением коэффициента стабилизации и уменьшением быстродействия стабилизатора не позволяет использовать данное устройство для питания прецизионной высокочастотной аппаратуры. 40

Наиболее близким к изобретению является стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, включенный между входным и выходным выводами, блок управления,45 состоящий из источника опорного напряжения на резисторе и стабилитроне, резисторного делителя напряжения, подключенных параллельно выходным выводам стабилизатора, усилительного 50 блока, который состоит из высокочастотного усилителя и усилителя постоянного тока, выход усилительного бпока подключен к базе регулирующего транзистора, которая подкпючена к 55 входу стабилизатора через резистор, а входная цепь усилительного блока подключена к выходам источника опорного напряжения и резисчорного делителя напряже ния (2) .

Известный стабилизатор обладает более высоким быстродействием за счет применения дополнительного усилителя высокой частоты в цепи обратной связи, но при режиме работы стабилизатора с малыми токами нагрузки быстродействие регулирующего транзистора снижается, происходит снижение и при максимальных токах нагрузки, когда он работает в режиме насыщения. Кроме того, для обеспечения быстродействия требуется дорогостоящий высокочастотный регулирующий транзистор, использование которого усложняет обеспечение устойчивой работы стабилизатора при большом коэффициенте обратной связи и, следовательно, снижается фильтрация высокочастотных и импульсных помех стабилизатора. Указанный недостаток снижает эффективнос. ь фильтрации высокочастотных и импульс ных помех особенно малой длительности, что ограничивает его применение для питания высокочувствительных усилительных блоков в системах регистрации слабых сигналов.

Цель изобретения — улучшение выходных параметров путем улучшения фильтрации высокочастотных и импульс— ных помех, воздействующих на вход и выход стабилизатора.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, включенный между входным и выходным выводами, блок управления, состоящий из источника опорного напряжения на резисторе и стабилитроне, резисторного делителя напряжения подключенных параллельно выходным выводам стабилизатора, усилительного блока, который состоит из высокочастотного усилителя и усилителя постоянного тока, выход усилительного блока подключен к базе регулирующего транзистора, которая подключена к входу стабилизатора через резистор, а входная цепь усилительного блока подключена к выходам источника опорного напряжения и резисторного делителя напряжения, введены два транзистора, два конденсатора и четыре резистора, причем выход высокочастотного усилителя через конденсаторы подключен к базам транзисторов, один из которых подключен

1156031 параллельно регулирующему транзистору и его база соединена с входом стабилизатора через первый резистор, а другой подключен параллельно выходным выводам стабилизатора, причем

его коллектор подключен к общей шине, эмиттер через второй резистор— к выходу стабилизатора, а база через третий резистор — к выходу стабилиза— тора и через четвертый резистор — к 1О общей шине.

На чертеже представлена принципиальная схема стабилизатора постоянного напряжения.

Стабилизатор содержит регулирующий l5 транзистор 1, включенный между входным и выходным выводами, блок управления 2, состоящий из источника опорного напряжения на резисторе 3 и стабилитроне 4, резисторного делителя напряжения на резисторах 5 и

6, подключенных параллельно выходным выводам стабилизатора, усилительного блока, который состоит из высокочастотного усилителя 7 и усилителя 8 постоянного тока, входы которых подключены к выходам источника опорного напряжения 3 и 4 и резисторного делителя напряжения 5 и 6. Выход усилителя постоянного тока 8 подклю- ЗО чен к базе регулирующего транзистора 1, которая подключена к входу стабилизатора через резистор 9, а выход высокочастотного усилителя 7 через конденсаторы 10 и 11 подключен к базам транзисторов 12 и 13 соответственно. Транзистор 12 подключен параллельно регулирующему транзисто— ру 1, à его база — к входу стабилизатора через резистор 14. Транзистор 134О подключен параллельно выходным выводам .стабилизатора, его база, коллектор, эмиттер подключены к выходным выводам, причем база — через резисторы 15 и 16, эмиттер — через реэис- 45 тор 17.

Стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом.

На входы усилителей 7 и 8 подается часть выходного напряжения с ре- 5О зисторного делителя напряжения 5 и 6 и опорное напряжение с выхода источника опорного напряжения 3 и 4.

Усилитель 8 сравнивает напряжения, поступающие на его входы, их разность55 усиленная с заданным коэффициентом, воздействует на базу регулирующего транзистора t таким образом; чтобы часть выходного напряжения стабилизатора равнялась опорному с точностью, определяемой коэффициентом стабилизации. Во время работы стабилизатора основная часть напряжения тока проходит через регулирующий транзистор 1.

Резистор 9 устанавливает рабочую точку транзистора 1. Для увеличения коэффициента полезного действия стабилнзатора рабочая точка транзистора 1 выбирается в области, близкой к насы1 щению, что снижает быстродействие регулирующего транзистора.

Для получения высокоГо коэффициента стабилизации задаем большой коэффициент усиления усилителю 8, но для сохранения устойчивости ограничиваем полосу пропускания контура регулирования — усилитель 8, транзистор 1, следовательно, данный контур регулирования имеет высокой коэффициент стабилизации, но обладает низким быстродействием.

Импульсные и высокочастотные помехи с резисторного делителя напряжения 5 и 6 поступают на вход высокоI частотного усилителя 7, которые сравниваются с опорным напряжением истрчника 3 и 4. Разность напряжений, усиленная усилителем 7, через разделительные конденсаторы 10 и 11 воздействует на базы транзисторов 13 и 12.

Величины сопротивлений резисторов 14, 15, 16 и 17 выбраны такими, чтобы рабочие точки транзисторов 12 и 13 обеспечивали компенсацию разнополярных импульсных помех, т.е. при воздействии помехи положительной полярности транзистор 12 открывался, а транзистор 13 закрывался, при воздействии помехи отрицательной полярности транзистор 12 закрывался, а транзистор 13 открывался.

Таким образом, первый контур регулирования (1, 8) осуществляет стабилизацию выходного напряжения с боль- шим коэффициентом стабилизации за счет большого коэффициента усиления усилителя 8, а второй контур (7, 13 и 12) осуществляет компенсацию пере- менной составляющей (импульсные и высокочастотные помехи) за счет применения быстро действующего и высокочастотного усилителя 7, нагруженно. го на дополнительные регулирующие транзисторы 13 и 12, работающие асин. хронно.

1156031

Составитель H.Âîðíîâèöêàÿ

Редактор И.Дылын Техред T.Ôàíòà . Корректор О.Тигор

Заказ 3144/44 Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 гаким образом, предлагаемый стаби лизатор позволяет повысить стабилиза цию выкадного напряжения, быстродей ствие стабилиэ атора, т. е. фильтрацию импульсных и высокочастотных помех, и, следовательно, позволяет использовать стабилизатор напряжения в качестве высокостабильного источника питания для прецизионной быстродействующей аппаратуры.