Стабилизатор постоянного тока

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ (641419

Своз Советских

Соцналнстнчесинх в еслублни

К АВТОРСКОМУ СВИДВТЙЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 28.11.75 (21) 2193083/24-07 с присоединением заявки,% (23) Приоритет (51) М. Кл.

G 05 Г 1/56

Гасударствеиа» хвнвтвт

Савета Мввввтра СССР аа двми взобрвтвввв и втврвпив

Опубликовано 05.01.79Бюллетеиь № 1 (53) УДК 621 ° 316. .722.1 (088.8) Дата опубликования описания 10.01.79 (72) Авторы изобретения

А. H. Шаров, Н. Г. Чупятов и Е. М. Аде (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение предназначено дпя исполь-зования в радиотехнических установках различного назначения, в частности s контрольно-измерительной аппаратуре и в системах автоматического регулирования.

Известны стабилизаторы постоянного тока компенсационного типа, используемые s радиотехнических установках и в приборах дпя стабилизации тока нагрузки, содержащие источник опорного напряжения, эталонное сопротивление, схему сравнения и регу-. лирующий элемент t11.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является стабилизатор постоянного тока, содержащий источник опорного напряжения со стабилитроном, регулирующий элемент, управляющим входом соединенный с выходом операционного усилителя с дифференциальным входом, один из силовых выходов регупирующего элемента соединен с одним из выводов для подключения нагрузки, а другой — с одним из выводов эталонного резистора, и выводы для подключения к источнику питания (2).

Операционный усилитепь в такой схеме питается от двух источников питания с по ложительным и отрицательным напряжения ми, средняя точка которых является общей точкой. (землей), и к ней подключены источник опорного напряжения и эталонный резистор.

Ток нагрузки, протекая цо эталонному резистору, создает на нем падение напряжения, которое поддерживается постоянным, благодаря сравнению его с напряжением опорного источника.

При стабилизации больших токов и высоком сопротивлении нагрузки для обеспечения необходимого тока нагрузки, требуется третий источник питания с напряжением, превышающим напряжение однополярного источника питания операционного усилителя.

Недостатком такого устройства явпям ся наличие трех двухпопярных источников питания, что приводит к дополнительному введению внешних компонентов и снижению

era надежности.

641419

Белью изобретения является упрощение, схемы и сохранение точности характеристик»

Поставленная цель достигается введением в стабилизатор постоянного т<ока,опн» . -... » санного выше (2J, резистивного делители напряжении, крайние выводы которого соФ единеиы с выводамн для подключенйя к источнику питания, r одному нз которых подключен один вывод источника опорного нанряжеиия со стороны стабилитрона, другой вывод эталонн<ого резистора и один., питающий вывод операиконного усилителя, а к друх Р54у " другой вывод для подключения нагрузки, другой вывод дпя подключения нагрузки, -другой вывод источника опорного напряжения и Ap/Ãoé питающий вывод операдпонного усилителя, неннвертирующнй вход которого через соответствующий нэ

20 первых двух дополнительно введенных резисторов соединен со средней точкой резнстнвного депнтепч и источником опорного напряжен я, а инвертнрующнй вход через соответствующий иэ двух других, до25 аопннтельно введенных резисторов соьди,нен со вторым из указанных выводов дня подключения к источнику питания и с первым выводом эталонного резистора.

36

На чертеже представлена принципиаль-. ная электрическая схема, стабилизатора.

Источник 1 питания постоянным нестабнпнзнровмгным напряжением подает напряжение питания Е на регулирующий элемент

З5

2, операционный усилитель 3, источник опорного напряжении 4, состоящий из генератора 5 тока и стабилизатора 6 и реэиставный делит -» напряжении на резисторах

7 8 позволяющий в точке деления попуФ».

Е 40 чить величину напряжения, равную —, Ток нагрузки 9 (Y.m), нротекая через эталонный резистор 10, создает на нее .падение напряжения Оет, которое поддер45 жнвается ностоянным. Напряжение О э подается через резистор 11 на инвертируюший вход операционного усилителя 3, на который также через резистор 12 подается нестабнлизнрованное напряжение питания Е,, а на неннвертнрующнй вход операционного усилителя 3 подается опорное напряжение О через резистор 13 и неол

Еп стабилизированное напряжение 2 через резистор 14»

Предлагаемое устройство может работать как стабилизатор тока прн О „ меньше половины минимального значения напряжения питания. В этом случае напряжение на эталонном резисторе 10 определяется следующим выражением: (И1 R14

"О» " <<127%37цД

Откуда видно, что прн

ЗН R 4 (%Н 1

-1- + — --т4(я) R42 R43+R34 1 R12 / напряжение U не зависит от изменения напряжения питания.

Так как Ц = Х .Я постоянно, (R „ сопэт п 1о ротнвпение эталонного реэнстора),то предлагаемое устройство работает как стабилизатор постоянного тока, т.е. (, йИ 1 R44

» "1D "»» 4 вя < юз+нИ < 1

Нестабильность тока нагрузки в основном будет определяться нестабильностью резисторов и нестабильностью источника опорного напряжения при больших провалах напряжения источника питания. Для уменьшения нестабильности тока нагрузки, обусловленной нестабильностью напряжения опорного источника нз-эа непостоянного тока стабилизации стабипитрона, питаемого через резистор от нестабнлнзированного источника питания, источник опорного напряжения выполнен в виде генератора постоянного тока 5 (например, полевого транзистора) и стабнлнтрона 6. Генератор постоянного тока 5, выходной ток которого остается постоянным прн изменении напряжения питания стабилизирует рабочую точку стабилнтрона 6, что приводит к стабильности опорного напряжения н, в свою очередь, высокой стабильности выходного тока всего устройства.

Устройство позволяет от одного источника нестабнпнзированного питания стабилизировать большие токи нагрузки прн высоком сопротивлении нагрузки, когда падение напряжения на нагрузке больше половины напряжения источника питания.

Введение дополнительного резнстнвного делителя н изменение связей между схемными признаками устройства выгодно отличает предлагаемый стабилизатор тока от известного, так как отпадает необходимость в двух дополнительных источниках для питания операиионного усилителя с дифференииальным выходом и сопротивления нагрузки н позволяет стабилизировать большие токи нагрузки при высоком сопротивлении нагрузки при питании устройства от одного источника нестабилизированного напряжения, 641419

Составитель B. Круглова

Редактор Е. Братчикова Texpea O. Андрейко Корректор E. Дичинская

Тираж 1014 Подписное

ЫНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 7512/43

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 при этом обеспечиваются высокие точност ные характеристики устройства.

В результате упрошения схемы упрощается и удешевляется конструкция, повыше- 5 ется надежность устройства, что влечет за ,собой увеличение сферы применения стабилизатора тока н устраняет необходимость разработки ряда стабилизаторов тока, питаемых от одного источника питания. 10

Формула изобретения

Стабилизатор постоянного тока, содер- И жаший источник напряжения со стабнлитроном, регулируюший элемент, управляющим входом соединенный с выходом операционного усилителя с днфференцнальным входом, один нз силовых выводов регулирующего элемента соединен с одним из выводов для подключении нагрузки, а другой — с одним из выаодог эталонного резистора, и выводы для подключения к источнику питания, отлнчаюшийся тем,что,с целью упроиения и сохранения точностных характеристик, стабилизатор снабжен резнстивиым делителем, крайние выводы которого соединены с выводами для подклю чения х источнику питания, к одному нз которых подключен один вывод источника опорного на со стороны стабилитрона, другой вывод эталонного резистора и один питающий вывод операционного усилителя, а к другому — другой вывод для подключения нагрузки, другой вывод источника опорного напряжения и другой пятак>щий вывод операционного усилителя, неинвертирующий вход «оторого через,соответствуюший яз первых двух введенных резисторов соедннен со средней точкой резистивного делнтеля а нсточнпком опорного напряженяя, а инвертирующий вход через соответствующий нз двух введенных резисторов соединен со вторым из указанных выводов для подключения ic нсточнику питания и с первым выводом эталонного резистора.

Источники информации, принятые во вниманне при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

% 407295, G 05 F 1/56, 1973.

2. Bans Hain,ВЖЪып ас,Ь ОрегсйлопьчегаМ Мг — юебыЖуе Fzvt gbousteine 1ю йе Automation, "Avtomotic, ФРГ,Мя4.397Q,ñ. Ив. Ряс 54.