Релейный стабилизатор постоянного напряжения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ (11) 559232

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву(22) Заявлено 01.04,76 (2! ) 2341698/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

{43) Опубликоваио25.05.77.Бюллетень № 19 (45) Дата опубликования описания 21,07,77 е (51) М. КлЯ05 г 1/56

Государственный номнтет

Соната Мнннстраа СССР

Ао делам нзобретеннй

N OTKPblTHH (53) УДК 621,316.722. . 1 (088.8) В, А. Горбенко и Л. H. Жуликова

{72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) РЕЛЕЙНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться в качест» ве источника электропитания различных устройств радио- и электроаппаратуры.

Известен репейный стабилизатор постоян- 5 ного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, источник опорного напряжения и управляющий орган, в состав которого входят триггер Шмитта, запирающий орган и ускоряющая ЯС-цепь (1).

Известен также релейный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий последовательно соединенные регулирукший транзит тор и сглаживающий фильтр, подклю- И ченный к выходным выводам стабилизатора, и операционный усилитель, первый вход ко торого соединен с источником опорного напряжения, второй вход через резистор - с пптттсовьтм выходным выводом сгабттгтизато-" 20 ра, а выход соединен с базой управляющего транзистора, коллектор которого подключен к базе регулирующего транзтстора j27.

Обтний недостаток этих устройств - наличие в нпх ело>чттьтх управлят.>тт тт:.с оттганов: 25 мультивибраторов, генераторов ттмт:уттьсоть триггеров, что приводит к увеличению мощности затрачиваемой на управление и, след жательно, к снижению .к.п.д. стабилизаторов. Кроме того, и; управляющие органы не могут осутцестВлять полную модуляпию входного напряжения стабилизатора, что снижает точность стабйлизаиии.

Цель изобретения - повьппение к.п.д. релейного стабилизатора постоянного напряжения.

Достигается это тем, что в релейном стабилизаторе постоянного напряжения, о.т держащем последовательно соединенные регулирующий транзистор и сглаживающий фильтр, подкпюченный, к выходным выводам стабилизатора, и операпиоттттьтй усилитель, первый вход которот î соедттттен с источником опэрттого напряжения, второй вход ,через резистор — с плюсовым выходным вы, водом стабилизатора, а выход соединен с: базой управттятттшего траттттистотта, коллекторр которого подключен к базе регулцрунтшего транзистора, эмпттер уттра ляг>тттего транзистора с.>едиттеH с: мину(,)R зтт 1т! тт вой < т т

6HBHBaTDpa а коллектор Нереа дополчительно введенные. соединенные последовательно диод и регулируемый резистор подключен к второму входу операционного усилителя, На фпг. 1 показана принципиальная схема 5 предлагаемого устройства на фиг. 2 - апюры напряжений на выходе стабилизатора и на сигнып ном входе операционного усилителя.

Устройство содержит регулирующий транзистор 1, эмиттер которого соединен с плю- Io ссвым входным выводом стабилизатора, K@K лектор - с катодом блокирующего диода 2 и одним нз выводов дросселя 3 сглаживающего ц1ижтра. На выходе стабилизатора под ппо 1еп конденсатор 4 сглаживающего фильтра. Управляющий opra стабилизатора состоит из источника опорного напряжения на резисторе 5 и стабплитроне 6, операцион- ного усилителя 7 и управляющего транзис тора 9,, коллектор которого через резистор

9 связан с базой регулирующего транзис- тора 1. Один вход 10 операционного усилителя 7 соединен со стабилитроном 6„дру гой вход 11 (сигнальный) через резистор

12 - с плюсовым выходным выводом ста билизатора и через последовательно соединенные резистор 13, диод 14 - с кол лектором управляющего транзистора 8. Вы ход операционного усилителя 7 связан с базой управляющего транзистора 8. Резис торы 12,13, диод 14 составляют цепь 18 обратной связи.

Релейный стабилизатор постоянного на пряжения работает следующим образом.

Рабочим режимом стабилизатора являет ся режим устойчивых автоколебаний. Рег "лируюший транзистор, переключаясь " ж -. сьпценного состояния в состояние, . ."яки и наоборот, подает последователья :,-ь аря- 4й моугольных импульсов на вход сгла кивакищего 1 С-фильтра. На выходе стабилизатора устанавливается постоянное напряже ние с некоторой переменной составляющей (см. фиг. 2 a). В интервалах (O-t„),Я t ai 45 управляющий транзистор 8 и регулирующий ; транзистор 1 закрыты, а в интервалах („- 4, «з-,,) открыты. В момент „, когда управляющий транзистор 8 еше закрыт, выходное напряжение стабилизатора 50 и напряжение на сигнальном входе 11 опе рационного усилителя 7 становятся равными опорному напряжению 01О (см.фиг. 2), Операционный усилитель 7 начинает открывать управляющий транзистор 8. При этом по цепи 15 обратной связи начинает протекать ток, создаюший дополнительное падение напряжения на резисторе 12. В ре зультате этого потенциал входа 11 операционного усилителя 7 понижается. Это ве- 60 дет к еще большему открыванию транзит» тора 8 и дальнейшему понижению потенции ла входа 11 операционного усилителя 7.

Процесс . открывания управляющего тран зистора 8 и понижения потенциала сигналь ного входа 11 операционного усилителя 7 происходит лавинообразно, что привсдит к скачкообразному уменьшению напряжения на входе 11 операционного усилителя

7 и ф орсированному открыванию управляю щего транзистора 8 и регулирующего транм зистора. 1. Скачок напряжения на входе 1l операционного усилителя 7 равен падению, напряжения 0 на резисторе 12 (см.фиг.2б) от тока по цейи 15 обратной связи.

B результате открывании регулирующе-, го транзистора 1 выходное напряжение ста билизатора, несколько уменьшаясь в нача- ле интервала 1„-t (см. фиг. 2а) из а на личия индуктивности фильтра, начинает увеличиваться. Когда оно становится равным опорному напряжению И 10 в момент 4 (фиг. 2), операционный усилитель 7 начинает закрывать транзистор 8, что уменьшает падение напряжения на резисторе 12 и по» вышает потенциал входа 11 операционного усилители 7. Последний вследствие этого erne больше закрывает управляющий транзистор 8. В результате лавинообразного процесса напряжения на входе 11 операционного усилителя 7 скачкообразно воз растает в момент 1х на величину И 12 (см. фиг. 26), что приводит к форсирован ному закрыванию управляющего транэио тора 8 и, соответственно, регулирующего транзистора 1. Выходное напряжение, несколько увеличиваясь в начале интервала

Ь -4> (см. фиг. 2а), начинает уменьшаться, и процесс повторяется, Таким образом, операционный усилитель

7 с цепью 15 обратной связи и управляющим транзистором 8 представляют собой быстродействующую ключевую схему, которая позволяет за короткий промежуток времени переключить регулирующий транзис-: тор 1. Диод 14 препятствует открыванию регулирующего транзистора 1 по цепи 15 обратной связи в интервалах закрытого состояния управляющего транзистора 8.

Транзистор 8 выполняет две функции: управляет переключением регулирующего транзистора 1 и подключает или отключает цепь . 15 дополнительной обратной связи.

Использование транзистора 8 с цепью

15 обратной связи позволило снизить потери мощности на переключение в регулирующем транзисторе и тем самым новы сить к.п.д. стабилизатора и уменьшить его габариты.

550232 бк

Фиг-1

Кроме того,в данном стабилизаторе моя6 но регулировать частоту автоколебаний

Это достигается изменением величины резиотора 14, что приводит к изменению дополнительного падения напряжения на резисторе 12. Увеличение падения напряжения на резисторе 12 приводит к увеличению длительности интервала между моментами пе» реключения операционного усилителя 7 и ведет к уменьшению частоты автоколебаний 10 стабилизатора. В свою очередь, уменьшение падения напряжении на резисторе 12 наоборот увеличивает частоту автокопеба ний. Изменяя величину резистора 13, можно выставить требуемую по тепловому ре- 1s жиму и величине переменной составляющей частоту автоколебаний стабилизатора.

Наряду с этим в данном стабилизаторе пень 15 обратной связи увеличивает устой 26 ь вость стабилизатора, так как она подключена к сигнальному входу операционного тсилителя. Кроме того, подключение обрач . яой связи к сигнальному входу операционно го усилителя не влияет на величину опор ного напряжения. Это повышает точность стабилизации.

Формула изобретения

Релейный стабилизатор постоянного на цряжения, содержащий последсвательно соединенные регулирующий транзистор и сглаживающий фильтр, подключенный к вы ходным выводам стабилизатора, и опера» ционный усилитель, первый. вход которого соединен с источником опорного напряже ния, второй вход через. резистор - с плю - совым выходным выводом стабилизатора, а выход соединен с базой управляющего транзистора, коллектор которого подключен к базе регулирующег6 транзистора, о т л а чаю щи и с я тем, что,сдельюповы» щения к.п.д., амиттер управляющего траи зистора соединен с минусовой шиной ста» илизатора, а коллектор через дололнитель но введенные соединенные последовательно диод и регулируемый резистор подключен к второму входу операционного усилителя.

Источники информации, принятые во вни мание при экспертизе:

1. Авторсксе свидетельство СССР

¹ 321900,M.êë Н 02 М 3/136, 1969.

2. Патент США М 3581187, класс

323-17, 1968 (прототип).

559232

1р

Фие 2

Составитель С. Ситко

Редактор E. Полеонова Техред А. Богдан

Корректор Б. Ня а<Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектнаи„4

Заказ 1372/100 Тираж 1095 " Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобрс экий и открытий

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