Стабилизатор постоянного напряжения

 

Изобретение позволяет улучшить динамические характеристики стабилизатора постоянного напряжения при импульсном характере нагрузки. Стабилизатор содержит делитель выходного напряжения 1, усилитель сигнала рассогласования 4, источник опорного напряжения об. В стабилизатор введен управляющий транзистор 9 и источник 10 тока. Последовательно регулирующий транзистор 7 подключен эмиттером к вxoднo fy выводу 8, а коллектором - к выводу 2. При этом базо-эмиттерная цепь управляющего транзистора 9 подключена параллельно базо-эмиттерной цепи транзистора 7, а коллектор соединен с базой шунтирующего транзистора 12 и через источник 10 тока - с общей шиной. Быстрый перезаряд конденсатора Сн обеспечивается транзистором 12 с помощью источника 10 тока. Пока транзистор 7 находится в активном режиме , ток источника 0 замыкается через транзистор 9. В этом случае транзистор 12 закрыт. Когда закрывается транзистор 7, закрывается и транзистор 9. При этом ток источника 10 поступает в базу транзистора 12 и открывает его. Ток транзистора 12 форсирует перезаряд конденсатора Сн, При скачкообразном увеличении тока нагрузки переходной процесс на выходе стабилизатора протекает сравнительно быстро, так как транзистор 7 обеспечивает отработку всех изменений выходного тока. 2 ил. SS (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (1)) (50 4 G 05 Р 1/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (,, Ц1 Е с Е (-К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 - Фы

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

r1O ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3695691/24-07 (22) 16.01.84 (46) 23.03.86. Бюл. !1 11 (71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И.Ульянова (Ленина) и Шахтинский технологический институт (72) А,Б,Исаков, М,В.Капитонов, К.П.Полянин, Н,Н.Прокопенко, Ю,N.Ñîêîëîâ и Е.И,Старченко (53) 621,316.722.1(088.8) (56) Патент США У 4075546, кл. G 05 P 1/56, 1978.

Патент Польши Ф 69 127, кл, G 05 F 1/56, 1973. (54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение позволяет улучшить динамические характеристики стабили- затора постоянного напряжения при импульсном характере нагрузки. Стабилизатор содержит делитель выходного напряжения 1, усилитель сигнала рассогласования 4, источник опорного напряжения 6. В стабилизатор введен управляющий транзистор 9 и источник 10 тока. Последовательно реФ

7 гулирующий транзистор 7 подключен эмиттером к входному выводу 8, а коллектором — к выводу 2. При этом базо-эмиттерная цепь управляющего транзистора 9 подключена параллельно базо-эмиттерной цепи транзистора

7, а коллектор соединен с базой шунтирующего транзистора 12 и через источник 10 тока — с общей шиной, Быстрый перезаряд конденсатора Сн обеспечивается транзистором 12 с помощью источника 10 тока. Пока транзистор 7 находится в активном режиме, ток источника !О замыкается через транзистор 9. Б этом случае транзистор 12 закрыт ° Когда закрывается транзистор 7, закрывается и транзистор 9, При этом ток источника 10 поступает в базу транзистора

12 и открывает е"o. Ток транзистора !

2 форсирует перезаряд конденсатора

Сн. При скачкообразном увеличении тока нагрузки переходной процесс на выходе стабилизатора протекает сравнительно быстро, так как транзистор

7 обеспечивает отработку всех изменений выходного тока. 2 ил.

1220005

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для электропитания радиоэлек тронной аппаратуры, Цель изобретения - улучшение динамических характеристик с габилиэатора при импульсном характере нагрузки .

На фиг,1 предстанлена схема стабилизатора постоянного напряжения; на фиг.2 — кривые переходного процесса на выходе стабилизатора, Стабилизатор постоянного напряжения (фиг.!) содержит делитель выходного напряжения 1., вход которого подключен к выходному выводу 2, а выход к первому нходу 3 усилителя сигнала рассогласования 4, второй вход -5 каторога соединен с ныходом источника опорного напряжения 6, а выход усилителя 4 подключен к базе последонательного регулирующего транзистора

7, эмиттер которого подключен к входному выводу Я, а коллектор — к выводу 2, управляющий транзистор 9, эмиттер которого соединен с эмиттером транзистора 7, база — с базой транзистораа 7, источник 10 тока, включенный между общей шиной 11 и коллектором транзистора 9, шунтирующий транзистор 12., эмиттером годключенный к выводу 2, коллектором — к общей шине

1l,, а базой — к коллектору транзистора 9, Вместо одиночного транзистора 12 могут испольэонаться coeòàçíbie транзисторы одного или разного типа пронадимости, В качестве источника 10 тока мажет применяться резистор или более сложнал схема.

Мощные выходные регулирующие транзисторы в интегральном исполнении реализуются н виде параллельного соединения нескольких маломощных транэистОрон с таконыравнинающими реэис=„ торами в змиттерньпс цепях. Поэтому упранлякиций транзистор 9 (фиг. !) при поггупроводниковом исполнении микросхемы является одной из секций мощного транзистора с иным подключением коллектора„ что упрощает реализацию устройства, Поскольку нагрузка стабилизатора носит емкостной характер, то она совместно с корректирующими цепями усилителя сигнала рассогласования 4 обеспечивает устойчивую работу стабилизатора постоянного напряжения.

Стабилизатор постоянного напряже.-=ил работает следующим образом.

Пусть ток нагрузки I скачкообразно меняется от своего максимального

Значения Т . до минимальнОгО 1, Н кс и мин соответствующего холостому ходу на выходе стабилизатора и равнога нулю.

В начальный промежуток времени после скачкообразного снижения тока нагрузки коллекторный ток транзистора 7 не уменьшается и, следовательно, ".ток на выходе стабилизатора (I )

БЫЛ имеет максимальное значение, равное

I „ц . Это связано с инерционностью к мс4кс канала обратной связи (усилителя сигнала рассогласования), которая особенно сильно проявляется при наличии корректирующих конденсаторон. Ток

I,,„ приводит к излишнему накоплению заряда на конденсаторе нагрузки С„ появлению выброса на начальном участке переходного процесса (фиг,2. кривая А, участока).

Далее должен происходить разряд конденсатора С„. Транзистор 7 обеспечить этот процесс не может, так как поэноляет реализовать лишь одно направление выходного тока. Под воздействием сигнала обратной связи через делитель 1 и усилитель 4 закрывается (переходит н режим отсечки) и регулирующий транзистор 7. Конденс.aтор Ск начинает переэаряжа;ься по цени делителя 1, Ток дели":åëÿ как пр-. âèëî,,на несколько порядков меньше тока I

Таким образом, и начальный промежуток времени конденсатор С, заряжается током ? „„ „,, а после запирания транзистора 7 разряд С„ происходит по сравнительно высокоомной цепи делителя 1 током Т,, Поэтому в . †:ереходном процессе появляется спадающий участок относительно малой крутизны (фиг.2, кривая А, участок

Е). При колебательном характере переходногo процесса на выходе стабилизатора быстронарастающие (нечетные) участки переходного процесса, соответствующие активному режиму работы транзистора 7, чередуются со слабозатухающими (четными) участками, соответствующими переходу транзистора 7 в режим отсечки, Быстрый перезаряд конденсатора С„ обеспечивается транзистором 12 с пав мощью источника 10 тока. Пока транзистор 7 находится в активном режи—

220005 бьинон

ВНИИПИ Заказ 1323/54 Тираж 836 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 1 ме, ток источника 10 замыкается че— реэ управляющий транзистор 9, В этом случае шунтирующий транзистор 12 закрыт, т.е. находится в режиме отсечки. Когда закрывается транзистор 7, то закрывается и управляющий транзистор 9. При этом ток I источника

10 поступает в базу шунтирующего транзистора 12 и открывает его, В эмиттерной цепи транзистора !2 и выходной цели стабилизатора появляется ток I „ " p. I, где P — коэффициент усиления тока базы транзистора 12, Этот ток форсирует перезаряд конденсатора (фиг.2, кривая Б).

При скачкообразном увеличении тока нагрузки переходный процесс на выходе стабилизатора протекает сравнительно быстро, так как в этом случае выходной регулирующий транзистор 7 обеспечивает отработку всех изменений выходного тока, Преимущества предлагаемого устройства связаны с тем, что в 1,5-2 раза улучшаются основные показатели переходного процесса на выходе стабилизатора при импульсной нагрузке. Это позволяет повысить надежность функционирования быстродействующей радиоэлектронной аппаратуры, у которой возможны сбои из-эа длительных переходных процессов в цепях питания °

Кроме того, улучшение динамических характеристик стабилизаторов постоянного напряжения позволяет снизить требования к цепям развязки функциональных узлов по питанию при проектировании аппаратуры различного наз5 начения, Формула иs обретения

Стабилизатор постоянного напряже-! 0 ния, содержащий последов ательный регулирующий транзистор, включенный между входным и выходным выводами, базой соединенный с выходом усилителя сигнала рассогласования, входы !

5 которого соединены с делителем выходного напряжения и источником опорного напряжения, шунтирующий транзис-,ор, подключенный эмиттером к выходному выводу, коллектором — к общей

20 шине, а базой — к цепи управления, отличающийся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик стабилизатора, в него введены управляющий транзистор и ис25 точник тока, а последовательный регулирующий транзистор подключен эмиттером к входному выводу, при этом базо-эмиттерная цепь управляющего транзистора подключена параллельно

З0 базо-эмиттерной цепи последовательного регулирующего транзистора, а коллектор соединен с базой шунтирукщего транзистора и через источник тока— с общей шиной °