Ступенчато регулируемый стабилизатор напряжения постоянного тока

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к источникам вторичного электролитания радиоэлектронной аппара туры. Цель - повышение качества стабилизации . Устройство содержит регулирующий элемент 1 последовательного типа, усилитель 2 сигнала рассогласования, источник 3 опорного напряжения, нерегулируемые резисторы 4-8, регулируемый резистор 9, операционные усилители 10-12, управляемые ключи 13, 14. Ступенчатое увеличение (уменьшение) выходного напряжения осуществляется при замыкании ключа 13 (14). При этом создается цепь обратной связи повторителя напряжения на операционном усилителе 10 (12). Соответственно увеличивается (уменьшается) относительно номинального напряжение на опорном входе усилителя 2 сигнала рассогласования и, как следствие, выходное напряжение стабилизатора . Требуемые уровни выходного напряжения задаются делителем опорного напряжения на резисторах 4-6, 9 Нестабильность опорного напряжения, вызванная неидеальными свойствами ключей 13, 14, в разомкнутом состоянии компенсируется повторителем напряжения на операционном усилителе 11, а в замкнутом состоянии - действием обратной связи повторителей напряжения на операционных усилителях 10 и 12. 1 ил. у Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 05 F 1/56

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4760389/07 (22) 20,11.89 (46) 07.10 91. Бюл. ¹ 37 (71) Производственное объединение "Маяк" (72) Ю. Л. Шило, Е, А. Карпов, С, Д. Рудык и

В. Е, Турчанинов (53) 621.316.722. 1(088.8)

Дб) Авторское свидетельство СССР ф428311, кл. G 01 R 31/00, 1972.

Мкртчян Ж. А. Электропитание электронно-вычислительных машин, М.: Энергия, 1980, с. 73-74, рис. 2,42, (54) СТУПЕНЧАТО РЕГУЛИРУЕМЫЙ | ТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель — повышение качества стабили- зации. Устройство содержит регулирующий элемент 1 последовательного типа, усилитель 2 сигнала рассогласования, источник 3 опорного напряжения, нерегулируемые ре. Ю 1682988 А1 зисторы 4-8, регулируемый резистор 9, операционные усилители 10-12, управляемые ключи 13, 14. Ступенчатое увеличение (уменьшение) выходного напряжения осуществляется при замыкании ключа 13 (14).

При этом создается цепь обратной связи повторителя напряжения на операционном усилителе t0 (12), Соответственно увеличивается (уменьшается) относительно коминального напряжение на опорком входе усилителя 2 сигнала рассогласования и, как следствие, выходное напряжение стабилизатора. Требуемые уровни выходного напряжения задаются делителем опорного напряжения на резисторах 4-6, 9. Нестабильность опорного напряжения, вызванная неидеальными свойствами ключей 13, 14, в разомкнутом состоянии компенсируется повторителем напряжения на операционном усилителе 11, а в замкнутом состоянии — действием обратной связи повторителей напряжения на операционных усилителях 10 и 12. 1 ил.

1682988

Изобретение отно=ится к электротехнике и предназначено для использования при реализации источников вторичного элект ропитания с дистанционным управлением.

Цель изобретения — повышение качества стабилизации.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемогз ступенчатого регулируемого стабилизатора напряжения постоянного тока, Устройство содержит регулирующий элемент 1 последовательного типа, усилитель 2 сигнала рассогласования, источник 3 опорного напряжения, нерегулируемые резисторы 4 — 8, регулируемый резистор 9, операционные усилител л 10-12, управляемые ключи 13 и 14. Регулирующий элемент 1 и шина нулевого потенциала (на схеме we обозначена) включены соответственно между первыми и вторыми выводами (на схеме не обозначены) для подключения первичного источника питания и нагрузки, Сигнальн ый вход усилlë Teëÿ 2 сигнала рассогласования соединен с выводами для подключения нагрузки, э выход — с управляющим входом регулирующего элемента 1. К выходу источника 3 опорного напряжения подключен делитель напряжения с последовательно включенными нерегулируемыми резисторами 6, 4, 5 и регулируемыми рез лстором 9, соединенным с шиной нулевого потенциала. Потенциальный вывод неинвертирующего входа сперационного усилителя 10 соединен с объединенными выводами нерегулируемых резисторов 4 и 6, потенциальный вывод неинвертирующего входа операционного усилителя 11 — с обьединенными выводам:л нерегулируемых резисторов 4, 5, а потенциальный вывод неинвертирующего вхсда операционного усилителя 12 — с объединенными выводами нерегулируемого резистора 5 и регулируемого резистора 9.Нерег лируемые резисторы 7 и 8 включены лежду г|отенциальным выводом опорного вхсда усилителя 2 сигнала рассогласования и соответственно выходным потенциальным выводом операционного усилителя 9 и шиной нулеBolo потенциала, Инвертирующие ВхорН всех операционных у=илителей 10 — 12 соединены с выводами нерегулируемого резистора 8. Управляемые ключи 13 и 14 включены между потенциальным выводом опорного входа усилитег,я 2 сигнала рассогласования и выходным л пс1тенциальными выводами соответственно операционных усилителей l0 и 12, Стабилизатор расо эет:ледующим о5рэзом, 10

Усилитель 2 сигнала рассогласования воздействует на регулирующий элемент 1 так, чтобы обеспечивалась минимальная разность между выходным напряжением стабилизатора и напряжением на резисторе

8, являющимся для усилителя сигнала рассогласования 2 опорным, Номинальное значение выходного напряжения стабилизатора устанавливается при разомкнутых ключах

13 и 14. При этом повторитель напряжения на операционном усилителе 11 поддерживает номинальный уровень напряжения на резисторе 8, равный напряжению в точке соединения резисторов 4 и 5. Дестабилизирующее влияние на величину опорного напряжения изменяющихся токов утечки, характеризующих свойства неидеальных ключей 13 и 14 в разомкнутом состоянии, компенсируется действием цепи отрицательной обратной связи операционного усилителя 11. Ступенчатое увеличение выходного напряжения стабилизатора относительно номинального осуществляется при замыкании управляемого ключа 13. При этом замыкается цепь обратной связи повторителя напряжения на операционном усилителе 10, который устанавливает напряжение на резисторе 8 равным напряжению в точке соединения резисторов 4 и 6. 3а счет действия цепи отрицательной обратной связи операционный усилитель 11 стремится привести опорное напряжение к номинальному уровню, однако влияния на величину опорного напряжения данный операционный усилитель не оказывает, поскольку диапазон изменения его выходного тока в отличие от операционных усилителей 10 и

12, ограничен резистором 7, Ступенчатое уменьшение выходного напряжения стабилизатора относительно номинального осуществляется при разомкнутом ключе 13 замыканием ключа 14. При этом опорное напряжение на резисторе 8 и выходное напряжение стабилизатора ступенчато уменьшаются до напряжения, равного напряжению в точке соединения резисторов 5 и 9. Изменение переходного сопротивления замкнутых ключей 13 и 14 не приводит к нестабильности опорного напряжения на резисторе 8, так как компенсируется соответствующим изменением выходного напряжения операционных усилителей 10 и 12 за счет действия отрицательной обратной связи с резистора 8.

Технико-экономическим преимуществом данного технического решения является высокая точность стабилизации при ступенчатой регулировке выходного напряжения. Достигается это путем устранения влияния неидеальных ключевых свойств уп1682988

Составитель Л.Морозов

Редактор С.Патрушева Техред M.Mîðãåíòýë Корректор Т,Колб

Заказ 3412 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 равляемых ключей на стабильность опорного напряжения. В описываемом устройстве ток, потребляемый от источника 3 опорного напряжения, при коммутации управляемых ключей 13 и 14 остается неизменным, что 5 также положительно сказывается на качестве стабилизации.

Возможность широкой вариации количества ступеней и шага регулирования в данном случае ограничена только точно- 10 стью операционных усилителей 10 — 12.

Формула изобретения

Ступенчато регулируемый стабилизатор напряжения постоянного тока, со- 15 держащий регулирующий элемент последовательного типа и шину нулевого потенциала, включенные соответственно между первыми и вторыми выводами для подключения первичного источника пи- 20 тания и нагрузки, усилитель сигнала рассогласования, сигнальный вход которого соединен с выводами для подключения нагрузки, а выход — с управляющим входом регулирующего элемента, источник опор- 25 ного напряжения, к выходу которого подключен делитель напряжения с последовательно включенными первым и вторым нерегулируемыми резисторами и регулируемым резистором, соединенным 30 с шиной нулевого потенциала, первый и второй управляемые ключи., о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения качества стабилизации, в него введены тре35 тий, четвертый и пятый нерегулируемые резисторы и три операционных усилителя, причем третий нерегулируемый резистор включен в делитель напряжения между выходным потенциальным выводом источника опорного напряжения и первым нерегулируемым резистором, потенциальный вывод неинвертирующего входа первого операционного усилителя соединен с объединенными выводами первого и третьего нерегулируемых резисторов, потенциальный вывод неинвертирующего входа второго операцион ного усилителя — с объединенными выводами первого и второго нерегулируемого резисторов, а потенциальный вывод — неинвертирующего входа третьего операционного усилителя — с объединенными выводами второго нерегулируемого и регулируемого резисторов, четвертый.и пятый нерегулируемые резисторы включены между потенциальным выводом опорного входа усилителя сигнала рассогласования и соответственно выходным потенциальным выводом второго операционного усилителя и шиной нулевого потенциала, инвертирующие входы всех операционных усилителей соединены с выводами пятого нерегулируемого резистора, а первый и второй управляемые ключи включены между потенциальным выводом опорного входа усилителя сигнала рассогласования и выходными потенциальными выводами соот ветственно первого и третьего операционных усилителей.