Стабилизирующий источник постоянного тока

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - повышение КПД. Предлагаемый источник содержит стабилизируемый сильноточный источник 1 постоянного напряжения с выходными выводами 2, 3 и измерительными выводами 4, 5, операционный усилитель 6, двухполярный слаботочный источник 7 постоянного напряжения, масштабирующий делитель 8 напряжения с резисторами 9, 10, аналоговый элемент ИЛИ 11, пороговый двухполюсник 12, резистивный датчик 13 тока. Стабилизирующий источник тока реализован на базе стабилизатора напряжения без переработки его внутренней структуры, т.е. при использовании извне стабилизатора напряжения как покупного комплектующего изделия. При изменении нагрузки 16 выходной ток устройства остается неизменным, а выходное напряжение изменяется пропорционально изменению нагрузочного сопротивления. При значительном увеличении последнего источник переводится в режим стабилизации напряжения за счет образовавшейся через отпертый стабилитрон 12 новой цепи отрицательной обратной связи. Отсутствие в источнике отдельного регулятора предопределяет снижение энергопотребления. 1 ил.

СОЮЗ CGBETCHHX

СОЦ ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК. (51) 5 G 05 F 1/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4476392/24-07 (22) 24.06.88 (46) 23.03.90. Бюл. И - 11 (72) р Л.Летичевский,В.Г,Павлов

О.Л.Латник и С.А.Даниэлян (53) 621,316.722.1(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1100612,.кл, G 05 F 1/56, 1983.

Хоровиц П., Хилл У, Искусство схемотехники, Перев. с англ, - M„:

Мир, 1986, том. 1, с, 355-356, рис. 5.49,б, (54) СТАБИЛИЗИРУ10ЩИЙ ИСТОЧНИК ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения — повьппение КПД. Предлагаемый источник содержит стабилиэируемый силь-. ноточный источник 1 постоянного напряжения с выходными выводами 2, 3 и измерительными выводами 4, 5, операционный усилитель 6, двухполярный

ÄÄSUÄÄ 1552155 А 1

2 слаботочный источник 7 постоянного напряжения, масштабирующий делитель 8. напряжения с резисторами 9,. 10, аналоговый элемент ИЛИ 11 пороговый двухполюсник 12, резистив" ный датчик 13 тока. Стабилизирующий источник тока реализован на базе ста-" билизатора напряжения без переработ ки его внутренней структуры, т,е. при исгользовании извне стабилизатора напряжения, как покупного комплектующего изделия. При изменении нагрузки 16 выходной ток устройства остается неизменным, а выходное напряжение изменяется пропорционально изменению нагрузочного сопротивления. При значительном увеличении последнего источник переводится в режим стабилизации напряжения за счет образовавшейся через отпертый стабилитрон 12 новой цепи отрицательной обратной связи. Отсутствие в источнике отдельного регулятора предопределяет снижение энергопотребления. 1 ил.

1552!55

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использованияя при реализации вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры °

Целью изобретения является повышение КПД.

На чертеже представлена функцио нальная схемапредлагаемого стабилиэи- !G рубящего источника постоянного тока.

Устройство содеожит стабилизиочемый сильноточный источник 1 постоянного напряжения с выходными (силовыми) выводами 2 и 3 и измерительны- !5 ми (обратной связи) выводами 4 и 5, операционный усилитель 6, двухполярный слаботочный источник 7 постоянного напряжения, масштабирующий дели-, тель 8 напряжения с резисторами 9 и 20

10„ аналоговый (например, диодный) элемент ИЛИ 11, пороговый двухполюсник (например, стабилитрон) 12, резистивный датчик 13 тока, На схеме отмечены также выводы 14 и 15 для под-25 ключения нагрузки 16. Выходной вывод

2,сильноточного источника 1 постоянного напряжения через резистивный датчик 13 тока соединен с выводом 14 для подкпючения нагрузки. Потенциаль- 3О ный вывод инвертирующего входа операционного усилителя 6 подключен к промежуточному выводу масштабирующего делителя 8 напряжения (к объединенным выводам резисторов 9 и 10), а пи- 35 тающие входы — к соответствующим выходным выводам двухполярного слаботочного источника 7 постоянного напряжения9 связанного общим выводом с выводом 14 для подключения нагруз- 4О ки. Один иэ входных выводов элемента ИЛИ !1 соединен с выходным потенциальным выводом операционного усилителя 6, другой входной вывод через пороговый двухполюсник 12 — с выход 45 ным выводом 3 сильноточного источника

1 постоянного напряжения и выводом

l5 для подключения нагрузки, а выходной вывод подключен к измерительному выводу 5 сильноточного источни- 5g ка постоянного напряжения и первому крайнему выводу масштабирующего делителя 8 напряжения (к соответствую- щему выводу. резистора 9). Измерительный вывод 4 сильноточного источника

1 постоянного напряжения и потенциальный вывод неинвертируюшего входа операционногс усилитепя б соединены с выводом 14 для подключения нагруэки. Второй!крайний вывод масштабирующего делителя 8 напряжения (соответствующий вывод резистора 10) подключен к выходному выводу 2 сильноточного источника 1 постоянного напряжения, Стабилизирующий источник работает следующим образом.

Сильноточнъ1й источник l постоянного напряжения представлял бы собою ста билиэатор постоянного напряжения, если бы его измерительные выводы 4 и 5 были бы соединены с его силовыми выводами 2 и 3, При этом на .его силовых выводах 2 и 3 обеспечивалась бы стабилизация напряжения„ например, на уровне UA80N. Рассмотрим, как предлагаемое устройство осуществляет стабилизацию тока через нагрузку 16 нри ис-:.. пользовании регулируемого сильноточно-!

ro источника 1 постоянного напряжения с выведенными наружу измерительными выводами 4 и 5.

Выходное напряжение сильноточного источника 1 вызывает протекание тока через последовательно соединенные нагрузку 16 и резистивный датчик

13 тока, Усиленное операционным усилителем 6 падение напряжения на датчике 13 тока через аналоговый элемент

ИЛИ 11 прикладывается к измерительным выводам 4 и 5 сильноточного источника 1, Выходное напряжение на выходных выводах 2 и 3 последнего уста1 .навливается таким, при котором напряжение между измерительными выводами 4 и 5 оказывается равным напряжению стабилизации !!«, источника 1, При этом на датчике 13 тока устанавливается напряжение Б!ь, р определяемое как

1! о

1э R 1ном 9 э где R, R „, - — сопротивление резисторов

9 и 10 масштабирующего делителя 8 напряжения, Напряжение !!9и М9 которое требуется на измерительных выводах 4 и 5 сильноточного источника является величиной стабильной и, по существу, выполняет роль опорного напряжения, Как следует из выражения (1), при стабильных резисторах R» R„,масштабирующего делителя 8 напряжения имеет место c:табильная величина напряжения на датчике 13 тока, Следовательно,при вь:полнении резистивного датчика 13 тока прецизионным выходной ток, про1552) 55 текающий через нагрузку 16, будет стабильным.

Двухполярный слаботочный источник

7 постоянного напряжения обеспечивает электропитание операционного уси-р

5 лителя 6.

При изменении величины нагрузки 16 выходной ток устройства остается неизменным, а выходное напряжение бу".1С дет изменяться пропорционально изменению нагруэочного сопротивления, При уменьшении сопротивления нагрузки 16 выходное напряжение устройства будет уменьшаться, однако напряжение на измерительных выводах 4 и 5 сильйоточного источника 1 будет оста-. ваться равным U„ è,,следовательно, выходной ток устройства будет оставаться неизменным, 20.

При увеличении сопротивления нагрузки 16 выходной ток устройства будет оставаться неизменным до тех пор, пока выходное напряжение устройства не увеличится до верхнего порогового значения, при котором пороговый двухполюсник 12 переходит в проводящее состояние, При дальнейшем увеличении сопротивления нагрузки 16 устройство уже не обеспечивает стабилизацию выходного тока, так как на выводах 14 и

15 будет осуществляться стабилизация напряжения за счет образовавшейся через отпертый стабилитрон 12 новой цепи отрицательной обратной связи, 35

При этом на измерительных выводах 4 и 5 сильноточного источника 1 будет по-прежнему присутствовать напряжение

U а на выводах 14 и 15 установит1 Нои ся напряжение, Равное U „ + Us< 11< s 4 где д Б„ — прямое падение напряжения на диоде аналогового элемента ИЛИ

11 U — напряжение стабилизации

Ф П стабилитрона 12, Напряжение на выходе масштабирующего делителя 8 R, /R V„„,„4 оказывается больше напряжения U на реэистивном датчике 13 тока, напряжение на выходе усилителя 6 будет отрицательным и соответствующий (нижний на схеме), диод элемента ИЛИ 11. будет заперт, Цепь отрицательной обратной связи, образованная через операционный усилитель 6, в этом состоянии оказывается разомкнутой. Таким ° образом, обеспечивается ограничение напряжения сверху на выходе устройства.

Предлагаемое техническое решение позволяет реализовать стабилизирующий источник постоянного тока н базе стабилизатора напряжения без переработки его внутренней структуры, т,е. при использовании извне стабилизатора напряжения, как покупного комплектующего иэделия, При этом исключается необходимость дополнительного рассеивания мощности, поскольку не требуется отдельный регулятор.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Стабилизирующий источнчк постоянного тока, содержащий сильноточный источник постоянного напряжения, первый иэ выходных выводов которого через резистивный датчик тока соединен с первым из выводов для подключения нагрузки, операциойный усилитель, потенциальный вывод инвертирующего Вхо да которого подключен к промежуточному выводу масштабирующего делителя напряжения, а пита.общие входы — к соответствующим выходHblM выводам двухполярного слаботочного источника постоянного напряжения, связанного общим выводом с первым выводом для подключения нагрузки, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыше-, ния КПД, в него введены аналоговый элемент ИЛИ и пороговый двухполюсник, а сильно точный ис точник пс с тоянного напряжения выполнен стабилизируемым с выведенными измерительными выводами, причем один иэ входных выводов элемента ИЛИ соединен с выходным потенциальным выводом операционного усилителя, другой входной вывод через пороговый двухполюсник — с вторым выходным выводом сильноточного источника постоянного напряжения и вторым выводом для подключения нагрузки, а выходной вывод подключен к одному из измерительных выводов сильноточного источника постоянного напряжения и первому крайнему выводу масштабирующего делителя напряжения, дру" гой измерительный вывод сильноточного источника постоянного напряжения и потенциальный вывод неинвертирующего входа операционного усилителя соединены с первым выводом для под" ключения нагрузки,,а второй крайний вывод масштабирующего целителя напряжения подключен к первому выходному выводу сильноточного источника постоянного напряжения.