Стабилизатор постоянного напряжения

 

«, т<;и <,, "., ««ьл

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскмк

С оцмалмстмческн к

Республмк

<«««788091

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Доаолннтельное к авт. свмд-ву (22} Заявлено 170179 (21) 2«18784/24-07 с прмсоеднмеммем эаявкн Йо (23) Приоритет

Опублнковамо 151280. 6«оллетень Н946 (51) М. Кп.з

G 05 F 1/56

Государственный коннтет

СССР

Ilo делам нзобретен»й

» открыт»й (53) УДК 621 ° Ç16. .722.1(088.8) Дата от«ублнковання о«тнсання 15.1280 (72) Авторы мзобретемня

Е.В.Кравец и A.È.Òâðèí (71) Заявнтель

Винницкий з авод радиотехнической аппаратуры (54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НЛПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания автоматики и вычислительной техники.

Известен стабилизатор напряжения, S содержащий последовательно включенные регулирующий элемент, фильтр, выполненный на дросселе, конденсаторе и эа«ыкающем диоде, блок обратной связи, широтно-импульсный модуля- 1О тор t1 .

Его недостатками являются динамическая нестабильность выходного напряжения при изменении тока нагрузки иэ-за значительной постоянной време- 15 ни дросселя фильтра.

Известен также стабилизатор напряжения, содержащий последовательно включенные регулирующий элемент, фильтр, выполненный на дросселе, 20 конденсаторе и эам«кающем диоде, блок обратной связи, широтно-импульсный модулятор и непрерывный параллельный стабилизатор, подключенный к входным шинам. Использование не- 25 прерывного стабилизатора позволяет уменьшить динамическую ошибку при скачкообразных набросах нагрузки (2).

Однако при сбросе нагрузки рост выходного напряжения, обусловленный 3р разрядом накопительной индуктивности, достаточно не компенсируется синфаэным изменением тока регулирующего транзистора непрерывного стабилизатора. Объясняется это тем, что негрерывный стабилизатор в подобных устройствах выбирается маломощным.

Если непрерывный стабилизатор выбрать достаточно мощным (регулирующий элемент рассчитан примерно на номинальный ток нагрузки), то начинает сказываться разница во времени включения и выключения транзистора регулирующего элемента непрерывного стабилизатора и транзистора, шунтирующего один из балластных резис.— торов.

Поскольку блок управления специально не предусматривает паузы между включением одного и выключением другого транзистора, то они могут одновременно находиться или во включенном состоянии (сквозной ток « или в выключенном (из-за разброса времени

««акоп««ения и рассасывания неосновных носителей заряда в рабочих объемах полупроводниковых структур), что приведет к существенной динамической ошибке.

788091 выходного напряжения, воздействует на переключающий элемент 2. Таким образом, стабилизатор напряжения представляет собой как бы две системы автоматического регулирования: систему автоматического регулирова5 ния по возмущению, и по отклонению, переключающий элемент 2 является связующим звеном между этими системами. Первая система изменяет амплитуду управляющих импульсов регулирующего элемента 5 в зависимости от входного напряжения стабилизатора, вторая — длительность этих импульсов в зависимости от отклонения выходного напряжения.

Таким образом, на выходе регулирующего элемента (на входе фильтра) имеем импульсы постоянной амплитуды, длительность которых изменяется в небольших пределах, что позволяет при значительно меньшей величине накопительной индуктивности 7 обеспечить непрерывный ток через нее.

Уменьшение величины накопительной индуктивности резко уменьшает динамическую нестабильность стабилиэа25 тора.

Применение предлагаемого устройст ва позволяет снизить уровень динамической нестабильности стабилизатора.

Использование его целесообразно в pagg диотехнической аппаратуре различного назначения, ток потребления которой изменяется скачкообразно и в широких пределах.

Формула изобретения

Цель изобретения — снижение динамической нестабильности стабилизатора.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор напряжения, содержащий последовательно включенные регулирующий элемент, фильтр, выполненный на дросселе и замыкающем диоде, датчик выходного напряжения и источник опорного напряжения, подключенные к входам усилителя обратной связи, выход которого соединен с входом широтно-импульсного модулятора, введены датчик входного напряжения и опорный элемент, подключен,ные к входу усилителя постоянного тока, выход которого соединен с регулирующим элементом, aего питание осуществляется через переключакнций элемент от входного напряжения, причем вход переключающего элемента соединен с выходом широтно-импульсного модулятора.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Стабилизатор напряжения состоит из датчика 1 входного напряжения, переключающего элемента 2, через который питается усилитель 3 постоянного тока, опорного элемента 4, регулирующего элемента 5, фильтра, состоящего из дросселя б и замыкающего диода 7, широтно-импульсного модулятора 8, усилителя. 9 обратной связи, источника 10 опорного напряжения, датчика 11 выходного напряжения.

Стабилизатор напряжения работает следующим образом.

Входное напряжение стабилизатора

33 измеряется датчиком 1 входного напряжения, сравнивается с напряжением опорного элемента 4. Результат сравнения усиливается усилителем 3 и воздействует на регулирующий элемент

5. Поскольку усилитель 3 питается через переключающий элемент 2, то на выходе .усилителя 3 имеет место импульсное напряжение. Амплитуда этих импульсов будет находиться в функцио- 45 нальной зависимости от входного напряжения, при повышении которого амплитуда их уменьшается, и регулирующий элемент 5 призакрывается, при понижении амплитуда повышается, ре- 50 гулирующий элемент приоткрывается.

В итоге на выходе регулирующего элемента (на входе фильтра) получаем стабилизированные по амплитуде импульсы.

При изменении тока нагрузки и отклонении при этом выходного напряжения от номинального значения в действие вступает цепь обратной связи по выходному напряжению, состоящая из датчика 11 выходного напряжения, 60 усилителя 9 обратной связи, истоЧника 10 опорного напряжения, широтноимпульсного модулятора 8.

Последний изменяет длительность импульсов в зависимости от отклонения 65

Стабилизатор постоянного напряже- ния, содержащий последовательно включенные регулирующий элемент, фильтр, выполненный на дросселе и замыкающем диоде, датчик выходного напряжения и источник опорного напряжения, подключенные к входам усилителя обратной связи, выход которого соединен с входом широтно-импульсного модулятора, отличающийся тем, что, с целью уменьшения динамической нестабильности выходного напряжения, в него введены датчик входного напряжения и опорный элемент, подключенные к входу усилителя постоянного тока, выход которого соединен с регулирующим элементом, а питающий вход подключен через переключающий элемент к входному выводу, причем вход переключающего элемента соединен с выходом широтно-импульсного модулятора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Александров Ф.И., Сиванов А.P.

Импульсные полупроводниковые преобразователи и стабилизаторы постоянного напряжения. М., "Энергия", 1970, с. 31.

2. Авторское свидетельство СССР

9297038, кл. G 05 F, 1969.

788091

Составитель В.Мосин

Техред Н.Граб Корректор С.Шекмар

Редактор Ф.Муха

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 8350/55 Тираж 956 Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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