Импульсный стабилизатор постоянного напряжения
Вс
ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯ
oi)679966
Сеюэ Советских
Социалистических
Республик (61) Дополммтельмое к авт. сеид-ву (22) 3аввлемо 11087 21) 2515871/24-07 с присоединением заявим М (23) Приоритет (51)М. Нл.
G 05 F 1/56
Государственкый комитет ссс ао ямам кзобретеимй к открытой (53) УДК
621.316.722 ° .1(088.8) Опублмковаио 150879. Б оллет®мь НУ 30
Лвтв опубликования описания 1Ì879 (72) Авторы изобретения
B.A.Ãðàöåíêî и И.С.Сербии (71) Заявитель
° (54) ИМПУЛЬСЯЫЙ СТйБИЛИЭКТОР ПОСтОЯЯЯОГО ЯАПРЯЖЕЯИЯ
Изобретение относится к электрорадиотехнике, а именно, к источникам питания и может быть использовано в системах питания устройств автоматики и вычислительной техники.
Известны импульсные стабилизаторы, выполненные на последовательном регулирующем элементе, включающие интегрирующий Фильтр, блок управления и широтно-импульсный модулятор f1).
Яаиболее близким техническим решением к данному изобретению является импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий астабильный мультивибратор, выполненный на подключенном параллельно входным выводам через первый резистор первом транзисторе и включенном последовательно в выходную шину через второй резистор втором транзисторе, причем база второго транзистора соединена с коллектором первого транзистора, а между точкой соединения второго резистора с коллектором второго транзистора и общей шиной включена цепь, соотоящая иэ последовательно включенных, параллельно соединенных третьего резистора и конденсатора, нелинейного полупроводникового элемента и четвертого резистора, причем к точке соединения нелинейного элемента и четвертого резистора подключена база первого транзистора, параллельно входным выводам подключены последовательно соединенные резистор и стабилитроны, параллельно одному иэ которых подключен переменный резистор, а параллельно выводам для подсоединения нагрузки подключены делитель и конденсатор.
Недостатком импульсного стабилизатора является невысокая точность стабилизации и достаточно большие пульсации выходного напряжения. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей, повышение стабилизации и уменьшение выходных пульсаций.
Поставленная цель достигается тем, что в импульсном стабилизаторе постоянного напряжения, содержащем астабильный мультивибратор, выполненный
2е на подключенном параллельно входным выводам через первый резистор первом транзисторе и включенном последовательно в выходную шину через второй резистор втором транзисторе, причем база второго транзистора соединена
679966 с коллектором первого транзистора, а между точкой соединения второго резистора с коллектором второго транзистора и общей шиной включена цепь, состоящая иэ последовательно включенных, параллельно соединенных 5 третьего резистора и конденсатора, нелинейного полупроводникового элемента и четвертого резистора, причем к точке соединения нелинейного элемента и четвертого резистора подключена база первого транзистора, параллельно входным выводам подключены последовательно соединенные резистор и стабилитроны, параллельно одному иэ которых подключен переменный резистор 5 а параллельно выводам для подсоединения нагрузки подключены делитель и конденсатор, дополнительно введен дифференциальный усилитель, выход которого через резистор подсоединен к аноду нелинейного полупроводнико- ®О вого элемента, а входы, первый — к регулирующему выводу переменного резистора, второй — к переменному выводу делителя.
На чертеже представлена электрическая принципиальная схема импульсного стабилизатора постоянного напряжения.
Импульсный стабилизатор представляет собой астабильный мультивибра- 30 тор, выполненный на первом резисторе
1, первом транзисторе 2, втором резисторе 3, втором транзисторе 4, третьем резисторе 5, конденсаторе б, нелинейном полупроводниковом элемен- ЯЯ те 7, четвертом резисторе 8, резисторе 9, стабилитронах 10 и 11, переменном резисторе 12, делителе 13 и конденсаторе 14, дифференциальном усилителе 15, резисторе 16. Щ
:Импульсный стабилизатор работает следующим образом. При включении питания транзистор 4 оказывается открытым и конденсатор большой емкости
14 на выходе стабилизатора заряжается. Напряжение с выхода стабилиэа45 тора через делитель напряжения 13 поступает на вход дифференциального усилителя. На второй вход дифференциального усилителя через делитель
12 поступает опорное напряжение с источника опорного напряжения — стабилитрона 11. В случае, если напряжение с выхода стабилитрона превысит по абсолютной величине опорное напряжение (измерение производится на вхо- дах дифференциального усилителя 15)
ll — — — — -"2Р.
К где U — напряжение включения неН.Э линейного элемента 7; 66
U nop — пороговое напряжение транзистора 2;
К вЂ” коэффициент усиления дифференциального усилителя 15, 65 то транзистор 2 отпирается. Прн этом отрицательный потенциал базы транзистора 4 уменьшается по абсолютной величине н внутреннее сопротивление транзистора 4 увеличивается. Процесс ускоряется цепочкой обратной связи иэ сопротивления 5 и емкости 6, вклю» ченной между коллектором транзистора
4 и базой транзистора 2. Транзистор
4 закрывается и заряд конденсатора
14 прекращается. Как только выходное напряжение стабилизатора упадет, то нелинейный элемент 7 переходит в область, где его сопротивление велико и транзистор 2 закроется, а транзистор
4 откроется, обеспечивая заряд конденсатора 14 и стабилизацию выходного напряжения. Таким образом, транзисторы 2 и 4 работают как мультивибратор, частота и длительность импульсов регулируется входным напряжением и выходным током стабилизатора при помощи дифференциального усилителя таким образом, что выходное напряжение стабилизатора остается постоянным. При помощи делителя напряжения 13 регулируют выходное напряжение стабилизатора. Т.к. коэффициент усиления дифференциального усилителя большой (например, для операционного усилителя серии 140 он составляет 3000), то изменение напряжения включения нелинейного элемента
7 и порогового напряжения транзистора 2 (например, эа счет изменения напряжения питания стабилизатора при изменении температуры), как н сама величина этого напряжения практически не оказывает влияния на выходное напряжение, поэтому в качестве нелинейного элемента 7 может быть использован любой стабилитрон или даже кремниевый диод (полярность включения его необходимо изменить на обратную). Гистереэис (различные напряжения включения и выключения) нелинейного элемента 7 и транзистора 2 также практически не влияют на величину выходного напряжения ввиду большого коэффициента усиления дифференциального усилителя, поэтому пульсации выходного напряжения будут отсутствовать.
3а счет введения дифференциального усилителя в схему стабилизатора, выполненного в виде астабильного мультивибратора, и соединение его со стороны выхода через токоограничительное сопротивление с нелинейно элементом, а со стороны входов через делители напряжения с выходом стабилизатора и с дополнительно введенным источником опорного напряжения, можно построить стабилизатор, имеющий малые габариты и вес, т.к. рассеяние мощности на силовом транзисторе небольшое, поскольку он работает в ключе679966
Формула изобретения
Составитель В. Косырев
Техред N. Келемеш Корректор М. Селехман
Редактор В. Лукин
Тираж 1015 Подписное цНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 4793/43
Филиал ППП Патент, r.Óæãoðîä, ул.Проектная,4 вом режиме. Стабильность выходного напряжения при этом увеличивается, Импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий астабильный мультивибратор, выполненный на подключенном параллельно входным выводам через первый резистор первом транзисторе и включенном последовательно в выходную шину через второй резистор втором транзисторе, причем база второго транзистора соединена с коллектором первого транзистора, а между точкой соединения второго резистора с коллектором второго тран- ° зистора и общей шиной включена цепь, состоящая из последовательно включенных, параллельно соединенных третьего резистора и конденсатора, нелинейного полупроводникового элемента и четвертого резистора, причем к точке соединения нелинейного элемента и четвертого резистора подключена база первого транзистора, параллельно входным выводам подключены последовательно соединенные резистор и стабилитроны, параллельно одному из которых подключен переменный резистор, а параллельно выводам для подсоединения нагрузки подключены делитель и конденсатор, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, повышения стабилизации и уменьшения выходных пульсаций, дополнительно введен дифференциальный усилитель, выход которого через резистор подсоединен к аноду нелинейного полупроводникового элемента, а входы, первый — к регулирующему выводу переменного резистора, второй— к переменному выводу делителя.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
Р 330445, кл. G 05 Г 1/56, 1970.
2. Фишер Г.Н. Транзисторная техника для радиолюбителей, Л., 1966, с.126-127, р.4-77.
