Стабилизатор напряжения постоянного тока

 

Изобретение относится к источникам вторичного электропитания. Целью изобретения является уменьшение динамической нестабильности выходного напряжения. При номинальном токе нагрузки стабилизатора напряжения резис- -тор 7 подгрузки отключен, так как ключ 8 разомкнут. Через светодиод оптопары 14 ток в этом случае не течет, поэтому ключ 15 замкнут и регулирующий транзистор 3 зашунтирован разгрузочным резистором 16 через замкну- 1тый ключ 15. Подгрузка стабилизатора работает только при малых токах нагрузки и отключается при повышенных токах нагрузки, а регулирующий транзистор 3 шунтируется разгрузочным резистором 16 только при повышенной мощности, при этом значительно облегчается режим работы регулирующего транзистора 3, что приводит к улучшению динамической нестабильности выходного напряжения. 3 ил. SS (Л з до & 00 со ОЭ

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН ()9) O!) (51 5 G 05 F 1/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОЫИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНЯТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4645806/07 (22) 02.02.89 (46) 23.03.9!. Бюп. У 11 (72) Л.Б.Златкевич, В.20.Лескович, С. В. Никулин,, А. С. Христианов и Л,В.Чернышев (53) 621 ° 316. 722. 1 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 645145, кл. G 05 F 1/56, 1976.

Авторское свидетельство СССР

У 1464149, кл. 6 05 Г 1/569, 1987, (54) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОИН-, НОГО ТОКА (57) Изобретение относится к источникам вторичного электропитания. Целью изобретения является уменьшение динамической нестабильности выходного напряжения. При номинальном токе наг2 рузки стабилизатора напряжения резис,;тор 7 йодгрузки отключен, так как ключ 8 разомкнут. Через светодиод оп топары 14 ток в этом случае не течет, поэтому ключ 25 замкнут и регулирую, щий транзистор 3 заиунтирован разгрузочным резистором 16 через s амкну тый ключ 2 5. Подгрузка стабилиэ атора работает только при малых токах нагрузки и отключается при повышен-ных токах нагрузки, а регулирукщий транзистор 3 шунтируется разгрузочнымым резистором 26 только при повышенноч мощности, при этом значительно облегчается режим работы регулирующего транзистора 3, что приводит к улучшению динамической нестабильности выходного напряжения. 3 ил.

1636836

Изобретение относится к электро" технике и может быть использовано для1 электропитания различной радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения - уменьшение ди- намической нестабильности выходного напряжения.

На фиг. 1 представлена электрическая схема стабилизатора напряжения постоянного тока; на фиг. 2 — на-. грузочная характеристика выпрямителя на фиг. 3 — график изменения выходного напряжения стабилизатора при скач- кообразном изменении тока нагрузки.

Стабилиз атор (фиг. 1) содержит трехфазный трансформатор 1, начала

"первичных обмоток которого подключе ны к входным выводам, а концы — к входам регулирующего элемента 2, состоя- 20 щего из коммутирующего диодного моста .с регулирующим транзистором 3 в его диагонали. Вторичные обмотки трехфазного трансформатора 1 через выпрямитель 4 с фильтром соединены с выход" ными выводами стабилизатора напряжения, к которым. подключен вход измеpHTeJIbHOFO органа 5, HbIX0g KOTOpO?о соединен с усилителем 6 постоячного тока, выход которого соединен с входом регулирующего тран зистора 3. K одному из выходных выводов стабилизатора напряжения.присоединен резистор 7 подгрузки, который своим вторым выводом подключЕн к другому выходному выводу через ключ 8 подгрузки. Вход ключа 8 подгруэки соединен с выходом блока 9 управления, Блок 9 управления выполнен в виде компаратора 10, первым входом соеди40 ненного с входом блока 9 управления, а вторым входом — с выходом делителя

11 напряжения, вход которого подключен к источнику 12 опорного напряжения, а выход компаратора 10 — к выходу блока 9 управления. Вход блока 9 управления соединен с выходом датчи-. ка 13 тока. Выход блока 9 управления соединен через оптопару 14 с управляющим входом ключа 15 разгрузки, который через резистор 16 разгрузки

50 подключен к силовым выводам регулирующего транзистора 3.

Стабилиз атор работает следукзцим образом.

При номинальном токе нагрузки ста- 55 билизатора напряжения резистор 7 подгруэки отключен и не подгружает ста-! бнлиэатор, так как ключ 8 подгрузки разомкнут, Через светодиод оптопары

14 ток не течет, поэтому ключ )5 разгрузки замкнут и регулирующий транзистор 3 эашунтирован резистором 16 разгрузки через замкнутый ключ 15 разгру 3 ки а

При сбросе тока нагрузки стабилизатора уменьшается напряжение на датчике 13 тока и компаратор 10 вырабатывает сигнал на включение ключа 8 подгрузки. Одновременно через светодиод оптопары 14 протекает ток, открывая транзистор оптопары 14. В результате размыкается ключ 15 разгрузки и резистор 16 разгрузки перестает шунтировать регулирующий транзистор 3.

Необходимо отметить, что быстродействие цепей коммутации резисторов 7 и

16 значительно вьппе, чем быстродействие цепей обратной связи, так как в цепях коммутации отсутствуют звенья запаздывания, а передача сигнала управления осуществляется через быстродействующие элементы, в частности, через транзисторную оптопару 14.

Подгрузка стабилизатора напряжения работает только при малых токах нагрузки и отключается при повышенных токах нагрузки. Одновременно с отключением происходит шунтирование регулирующего транзистора 3 резистором

16, что в режиме большой нагрузки стабилизатора налряжения облегчает режим работы регулирующего транзистора 3 и тем самым уменьшает рассеиваемую на . нем мощность.

Наиболее существенным преимущест. вом. стабилизаторов данного типа яв. ляется уменьшение динамической нестабильности выходного напряжения, обус-ловленной режимом одновременного воздействия подгруэки стабилизатора и .шунтирования регулирующего транзистора 3.

Вз аимодействие данных воздействий уменьшает результирующую величину динамической нестабильности выходного напряжения.

При скачкообразном уменьшении тока нагрузки от 1zz+ до 1„„„ц напряжение

U8 „увеличивается согласно нагру;" зочйбй характеристике (фиг, 2) на ве-! личину Q Оф пф Ushop «088(pp °

Приращение напряженная на выходе стабилизатора, обусловленное запазды. ванием цепей обратной связи (ОС) и ре,, гулирующего транзистора 3, в интерва- . ле времени 5t< С -tq (фиг. 3) эаряжа6 б вале времени запаздывания цепи обрат- ной связи и регулирующего элемента 2 стабилиэ атор а (t - tg =Ь 1 <, t - t< At<) причем кривые A определяют величину выброса и спада выходного напряжения без наличия резисторов 7 и 16 автоматической подгрузки и разгрузки, кривые В " при наличии только резистора .

7 автоматической подгрузки и кривые

С - при наличии резисторов 7 и 16 ав.томатической подгруэки и разгрузки.

Из приведенного анализа видно, что наличие автоматической подгрузки в стабилизаторе напряжения и автоматической разгрузки регулирующего транзистора 3 при обеспечении их одновременнога срабатывания позволяет значительно улучшить динамические характеристики стабилиз атора, работающего в режиме импульсной нагрузки. В этом случае величины резисторов 7 и 16 подгрузки и разгрузки могут быть рассчитаны таким образом, что при обеспечении высокого КЩ стабилизатора в широком диапазоне тока нагрузки, высокой . надежности и одновременном уменьшении габаритов обеспечивается минимальная динамическая нестабильность стабилизатора, работающего в режиме импульсной нагрузки, Положительный эффект изобретения заключается также в том, чта при включении стабилизатора на емкастную нагрузку из-эа значительного тока заряда конденсаторов отключается падгрузка стабилизатора, а регулируниций транзистор 3 шунтируется резисторам 16 разгрузки, что облегчает режим работы регулирующего транзистора 3 при включении стабилиз атара.

Фа р мул а и э а б р е т е ни я

Стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий трехфазный трансформатор, начала первичных обмоток которого подключены к входным выводам, а концы — к соответствующим входам регулирующего элемента, состоящего иэ коммутирующего диоднага моста с регулируяцим транзистором в ега диагонали, вторичные обмотки трехфазного трансформатора через выпрямитель с фильтром и датчик тока соединены с выходными выводами стабилизатора, к которым подключен вход измерительного органа, выходом соединеннага с входом усилителя постоянного тока, выход ко5 163683 ет конденсатор фильтра выпрямителя с

f постоянной времени, =С R до значениями ht 0 =(Ь0 -AUк Ьыш р Р

s

5 где С вЂ” величина емкости конденсатора фильтра выпрямителя 4;

R - мгновенное значение сопрорЭ тивления регулирующего транзистора 3;

5U р - приращение напряжения на выпрямителе 4 эа счет уменьшения тока нагрузки;

ЬО > - приращение напряжения на выр прямителе 4 за счет увеличения напряжения на регулирующем транзисторе 3 при отключении резистора 16 разгрузки.

Таким образом, величина а U <>®„апре- 20 деляется с учетом одновременного подключения резистора 7 падгрузки и отключения резистора 16 разгрузки.

При скачкообразном увеличении тока нагрузки от 1 до 1 ном резистор 25

7 подгрузки отключается и одновременно параллельно регулирующему транзистору 3 подключается резистор 16 разгруз ки, 3 этом случае напряжение на выходе стабилизатора за время переходного процесса t " t<=Ptg (фиг, 3) уменьшается с постоянной времени с =

=С >й,н до значения Ьу

b Uîûõ =(A Ups

35 где С - величина емкости конденсатора фильтра выпрямителя 4;

R ц- значение сопротивления нагрузки при номинальном токе стабилиз атор а;

Д 0,„- уменьшение напряжения на выпрямителе 4 за счет увеличения тока нагрузки стабилиэ атор а; 45

3U - приращение напряжения на выРэ прямителе 4 эа счет уменьшения напряжения на регулирующем транзисторе 3 при шунтировании ега рез. старом 50

16 разгрузки.

На фиг. 3 приведены кривые заряда и разряда емкости выходного фильтра выпрямителя 4 стабилизатора С р при скачкообразном изменении тока нагрузки oT H0 до цен и оТ !дондо 1 рр ц е

Амплитуды кривых заряда зависят ат величины возмущающих факторов (110), воздействующих на конденсатор С,р в интер1636836

Фиг. 2

ФиаЗ

Составитель И, Кладов

Техред JI.Сердюкова Корректор А. Обручар

Редактор В. Данко

Заказ 816 . Тираж 474 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при .ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 торого подключен, к управлякщему входу регулирующего транзистора, оптопара, о т л и ч а ю щ и Й с я тем, что, с целью уменьшения динамической нест абильности выходного напряжения, в не-

«,5

ro введены ключ подгрузки, ключ разгрузки, резистор подгрузки, резистор разгрузки, блок управления, причем вход б ока управпения соед нен с - 10 ходом датчика тока, а выход — с уп3 равлякщим входом. ключа подгрузки и через оптопару с управляющим входом ключа разгрузки, при этом ключ поду".; груэки через резистор подгрузки соединен с выходными выводами, ключ разгрузки через резистор разгрузки - с силовыми выводами регулирукщего транзистора, а блок управления выполнен в виде компаратора, первый вход которого соединен с входом блока управления, второй вход - с выходом делителя напряжения, вход которого подключен к источнику опорного напряжения, а выход компаратора -. к выходу блока управления.