Стабилизатор напряжения постоянно-го toka

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«»802953 (61) дополнительное к as> саид-ву(22) Заявлено 16.08.78 (21) 2655425/24-07

<51) М. Кл.

G 05 с 1/58 с прмсоедииеиивм заявки, 2 государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Г1риоритет

Опубликовано 07,0281, Бюллетень ¹ 5 (53) УДК 621. 316. .722.1 088.8

Дата опубликования описания 09 . 02 . 81 (72) Автор изобретения

В. P. Скегин (73) Заявитель (54) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике, в частности к стабилизированным источникам питания, и может быть использовано для электропитания различной электро и радиоаппаратуры, а также аппаратуры связи, измерительной н вычислительной техники.

Известен стабилизатор напряжения постоянного тока содержащий. регуI

30 лирующий элемент, соединенный с из-. мерительным блоком, подключенным к выходу стабилизатора через усилитель постоянного тока, выполненный по дифференциальной схеме, и блок для защиты от понижения и повышения выходного напряжения (1J . Недостатками этого стабилизатора являются низкие надежность и температурная стабильность

Известен также стабилизатор напря- дО жения постоянного тока, содержащий последовательно включенный в силовую шину регулирующий элемент, выход которого соединен с выходным выводом и через измерительный блокс первым входом сравнивающего блока, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения, усилитель постоянного тока, выполненный по дифференциальной схеме, состоящий из токозадающего элемента, вход которого подключен к выводу для подключения источника смещения, активных элементов, управляющие входы которых подключены к первому и второму выходам сравнивающего блока, выход первого активного элемента подключен к управляющему входу регулирующего элемента, резисторов, подключенных к соответствующим активным элементам, точка соединения которых подключена к выходу токозадающего элемента, диодов и блока защиты (2)

Недостатком этого стабилизатора является ограниченные функциональные возможности, т.е. невозможность раздельной и плавной регулировки порога срабатывания защиты как при увеличении, так и при уменьшении тока нагрузки, а также низкие надежность и КПД.

Целью изобретения являются расширение функциональных возможностей, повышение надежности н КПД стабилизатора.

Это достигается тем, что в стабилизаторе напряжения постоянного тока в усилителе постоянного тока резисторы выполнены переменными, подвижные контакты которых через соответствую802953 щие диоды подключены к входам блока защиты, выход которого подключен к точке соединения активных элементов.

На чертеже представлена блок-схема стабилизатора напря>кения постоянного тока.

Стабилизатор содержит последова-.. тельно включенный в силовую шину регулирующий элемент 1, выход которого соединен с выходным выводом и через измерительный блок 2 с первым входом сравнивающего блока 3, второй вход которого соединен с источником

4 опорного напряжения, усилитель 5 постоянного тока, выполненный по дифференциальной схеме, содержащий токозадающий элемент 6, вход которого подключен к выводу для подключения источника смещения U, выход — к точке соединения активных элементов

7,8, резисторы 9, 10, диоды 11, 12 блок 13 защиты. К управляющим входам активных элементов 7, 8 подключены первый и второй выходы сравнивающего блока 3, выход активного элемента. 7 подключен к управляющему входу регу,лирующего элемента 1. Резисторы 9, 10 выполнены переменными и подключены к соответствующим активным элементам 7,8, подвижные <онтакты резисторов 9, 10 через соответствующие диоды 11, 12 подключены к входам блока 13, выхоц которого подключен к точке соединения активных элементов. Свободные контакты резисторов 9, 10 подключены к выводу для подключения напря>кения питания 0, усилителя постоянного тока.

В нормальном режиме стабилизатор работает следующим образом.

Сигнал разности между опорным напряжением, получаемым от источника 4 и частью выходного напряжения, определяемой блоком 2, выделяется и усиливается в блоке 3 и подается на входы элементов 7 и 8 оконечного дифференциального каскада усилителя постоянного тока.

В зависимости от величины и полярности сигнала на выходе блока 3 изменяется ток, протекающий через элементы 7 и 8, причем изменения токов в активных элементах равны по величине и противоположны по знаку. Изменение"тока в элементе 7 вызывает изменение напряжения в управляющей цепи элемента 1, а следовательно, и изменение падения напряжения на элементе 1, работающем в линейном режиме. Таким образом, падения напряжения на регулирующем элементе компенсирует влияние дестабилизирующих факторов и на нагрузке поддерживается неизменное напряжение Upped „

Существенным является тот факт, что токи, протекающие через активные элементы, а следовательно, и напряжения на подвижных контактах нагрузочных резисторов 9 и 10 находятся

ЗО

65 в линейной зависимости от тока нагрузки и коэффициент пропорциональности между ними имеет постоянную величину.

При увеличении (уменьшении) тока нагрузки незначительное понижение (повышение) выходного напряжения выявляется и усиливается блоком 3, при этом ток, протекающий через элемент

7(8), растет, а через элемент 8(7)— уменьшается. напряжение на подвижном контакте резистора 10(9)растет и через диод 12(11)поступает на вход блока для защиты, поскольку напряжение на подвижном контакте резистора

9(10) при этом уменьшается и диод

11(12) оказывается запертым.

В момент достижения напряжением на входе блока 13 порога срабатывания ток на его выходе резко увеличивается, что приводит к возрастанию напряжения в обцей точке элементов 7 и 8 до величины, большей, чем величина напря>кения на их входах, определяемого величиной опорного напряжения, и их одновременному полному запиранию, а следовательно, и к полному запиранию элемента 1. Таким образом, питание нагрузки прекращается.

Это состояние будет сохраняться до момента отключения первичного источника питания.

Существенным является то обстоятельство, что при уменьшении тока, протекающего через элемент 6, падение напряжения на элементе 1 увеличивается и в пределе, когда ток через элемент 6 не протекает, регулирующий элемент 1 полностью за= перт. В этом случае регулирующим элементом не потребляется мощность, что приводит к повышению КПД стабилизатора.

В качестве регулирующего элемента

1 стабилизатора, выполняющего также функции исполнительного элемента, может быть использован активный элемент любого типа (биполярный или полевой транзистор, ЭВП и т.п.)

В качестве блока для защиты может быть использован трехэлектродный прибор с релейной характеристикой и порогом срабатывания порядка нескольких вольт (однопереходный транзистор, тиристор с последовательно включенным в цепь управляющего электрода стабилитроном и т.п.) .

Работа стабилизатора и его чувствительность не зависят от установленного выходного напряжения, так как режим оконечного дифференциального каскада усилителя постоянного тока незначительно меняется при изменении заданного значения выходного напряжения. Поскольку элементы блока для защиты включены не на входег а на выходе усилителя постоянного тока, они не снижают температурную стабильность выходного напряжения.

802953

Формула изобретения

Составитель С. Горбачева

Редактор Г. Петрова Техре M. Кошт а Кор ектор Г.Решетник

Заказ 10619/61 Тираж 9 1 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва 1Х-35 Р окая наб.

4 5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таким. образом, предлагаемый стабилизатор обладает высокой чувстви тельностью, температурной стабильностью и быстродействием, характеризуется также высокой надежностью, высоким КПД, а также возможностью раздельной плавной регулировки порога срабатывания защиты по максимальному и минимальному току нагрузки.

Стабилизатор обладает указанными 10 свойствами и в том случае, если в качестве сравнивающего блока используется оконечный дифференциальный каскад. В этом случае источник 8 опорного напряжения подсоединяют к одно- 15 му входу каскада, а выход измерительного блока — к другому., Стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий последовательно включенный в силовую шину регулирующий элемент, выход которого соединен с выходным выводом и через измерительный блок — с первым входом сравнивающего блока, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения, усилитель постоянного тока, выполненный по дифференциальной схеме, состоящей из токозадающего элемента, вход которого подключен к выводу для подключения источника смещения активных элементов, управляющие входы которых одключены к первому и второму вых дам сравнивающего блока, выход первого активного элемента подключен к управляющему входу регулирующего элемента, резисторов, подключенных к соответствующим активным элементам, точка соединения которых подключена к выходу токозадающего элемента, диодов и блока защиты, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, повышения надежности и КПД, в усилителе постоянного тока резисторы выполнены переменными, подвижные контакты которых через соответствующие диоды подключены к входам блока защиты, выход которого подключен к точке соединения активных элементов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CII1A М 3512044, кл. 317-16, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

9 554531, кл. Q 05 F 1/58, 1976.