Ключевой стабилизатор постоянногонапряжения

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских.

Социалистических

Республик

< 813388

Ф

J гл

З 1 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 24.01.77 (21) 2444723/24-07 с присоединением заявки № 2444733/24-07 (23) Приоритет— (51) М. Кл.

G 05 F 1/58

Государственный комитет

СССР

Опубликовано 15.03.81. Бюллетень № 10 по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.316. .722.1 (088.8) Дата опубликования описания 25.03.81 (72) Автор изобретения

Б. Д. Гладков (7l ) Заявитель (54) КЛЮЧЕВОЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам питания прецизионной точности.

Известны ключевые стабилизаторы постоянного напряжения (1).

Наиболее близким к предложенному яв- 5 ляется ключевой стабилизатор постоянного напряжения, содержащий включенный последовательно в питающую шину регулирующий элемент с LCD сглаживающим фильтром на выходе, измерительный элемент, входом соединенным с выводом для подключе 1о ния нагрузки, модулятор, состоящий из двух плеч, одно из которых выходной цецью соединено с управляющим входом регулирующего элемента, а входом через диод — с выходом другого плеча (2).

Однако данное устройство малонадежно, поскольку в нем не обеспечена защита от короткого замыкания в нагрузке.

Целью изобретения является повышение надежности.

Указанная цель достигается тем, что в до ключевом стабилизаторе постоянного напряжения, содержащем включенный последовательно в питающую шину регулирующий элемент с LCD сглаживающим фильтром на выходе, измерительный элемент, соединенный входом с выводами для подключения нагрузки, модулятор, состоящий из двух плеч, одно из которых выходной цепью соединено с управляющим входом регулирующего элемента, а входом через диод — с выходом другого плеча, указанное другое плечо модулятора выполнено в виде повторителя, входом соединенного с выходом усилителя измерительного элемента через резистор.

Кроме того, с целью повышения качества стабилизации, усилитель измерительного элемента через введенный дополнительно повторитель напряжения охвачен единичной положительной обратной связью.

Ключевой стабилизатор дополнительно снабжен маломощным быстродействующим регулятором.

Вход второго плеча модулятора соединен с соответствующей питающей шиной через запускающую цепочку кратковременного действия.

На фиг. 1 представлена схема стабилизатора; на фиг. 2 — то же, с улучшенными параметрами.

813388

Формула изобретения

Предложенный стабилизатор содержит схему 1 управления (модулятор), кнопку 2 включения стабилизатора, конденсатор 3, резисторы 4, 5, регулирующий элемент 6 (транзистор), дроссель LCD 7 сглаживающего фильтра, диод LCD 8 сглаживающего фильтра, конденсатор LCD 9 сглаживающего фильтра, измерительный элемент 10, стабилитрон 11 и токозадающий резистор

12, образую1цие источник эталонного напряжения, усилительный транзистор 13, вход которого соединен с выходом делителя напряжения с резисторами 14 — 16, а выход через резистор 17 — со входом схемы управлен ия.

Схема 1 управления (модулятор) содержит также резистор 18, транзисторы 19, 20, резисторы 21 — 23 диод 24, резисторы 25—

28 и усилитель тока на транзисторе 29.

Элементы 2 — 5 образуют цепочку включения стабилизатора. Схема управления 1 управляет регулирующим элементом 6.

Устройство содержит также низковольтный источник питания для надежного запирания регулирующего элемента 6. Параметры цепочки включения стабилизатора выбираются исходя из наименьшего переходного процесса на выходе устройства при его включении кнопкой 2.

Стабилизатор содержит также маломощный быстродействующий регулятор 30 на транзисторе, режим работы которого задается резисторами 31, 32 и конденсаторами 33, 34, причем управляющие входы основного регулирующего элемента 6 и маломощного быстродействующего регулятора

30 соединены соответственно через согласующе-усилительный каскад 35, резисторноконденсаторную цепь 36, 37 и согласующеусилительный каскад 38, с вы" îäîì согласующего каскада 39 измерительного элемента 10, входной усилитель 40 которого охвачен через согласующий каскад 39 единичной положительной обратной связью;

41 — источник эталонного напряжения; 42 нагрузка.

Устройство работает следующим образом.

При подаче на вход устройства питающего напряжения транзисторы 19 и 29 разомкнуты, транзистор 20 замкнут, а регулирующий элемент 6 (ключ) разомкнут и напряжение на выходе устройства отсутствует. После нажатия кнопки 2 транзисторы 19, 29 замыкаются, а транзистор 20 размыкается, что вызывает включение регулирующего элемента 6 и начинается нормальный процесс работы; вследствие пульсации напряжения на выходе устройства сопротивление транзистора 13 изменяется от минимума до максимума, и соответственно этому будет разомкнут или замкнут транзистор 19. Частота работы модулятора определяется параметрами схемы устройства и величиной тока нагрузки. При пробое или

1О

15 го г5 зо

35 коротком замыкании в объекте напряжение на выходе стабилизатора понизится или будет близким к нулю, а транзисторы 13, 19 разомкнутся, регулирующий элемент 6 выключится; это состояние длится неопределенно долго, и соответствует состоянию схемы перед ее включением. Включение схемы производится нажатием кнопки 2, и если короткое замыкание на нагрузке ликвидировано, то схема продолжит нормальную работу, а если дефект объекта не устранен, то защита снова выключит устройство. Схема устройства содержит только те элементы, которые необходимы только для нормального регулирования выходного напряжения; для включения стабилизатора в его схему введена цепочка включения. Схема устройства не содержит элементов, выполняющих функцию защиты, только для включения устройства в его схему введена цепочка пуска триггера.

Схема (фиг. 2) работает на принципе регулирования по отклонению и поэтому она полностью подавляет любые возмущения. Однако напряжение на выходе согласующего каскада усилителя содержит полную информацию о выходной координате и, когда на нагрузке возникает короткое замыкание, модулятор 1 превращается в запоминающее устройство в таком состоянии, когда на ее выходе фиксируется постоянный потенциал, соответствующий размыканию регулирующего элемента 6. Это состояние модулятора длится неограниченно во времени и соответствует состоянию схемы стабилизатора перед ее включением. Включение схемы стабилизатора производится кратковременным нажатием кнопки 2 и, если короткое замыкание при нагрузке ликвидировано, то регулирующий элемент 6 будет периодически переключаться с частотой, заданной источником эталонного напряжения и режимом работы всей системы стабилизации.

Параметры конденсатора 3 и резистора 5 выбираются исходя из отсутствия переходного процесса на выходе стабилизатора после нажатия кнопки 2. Поскольку в нормальном состоянии схемы стабилизатора кнопка 2 выключена, то это означает, что схема стабилизатора выполнена без введения в схему элементов, с целью его защиты, ч. е. схема стабилизатора содержит только те элементы, которые необходимы для процесса регулирования. Примененный принцип защиты стабилизатора сочетается с высоким качеством регулирования при воздействии возмущений.

1. Ключевой стабилизатор постоянного напряжения, содержащий включенный последовательно в питающую шину регулирую813388

Финл ги 2. 2

Составитель В. Круглов

Редактор П. Коссей Техред А. Бойкас Корректор В. Бутяга

Заказ 286/60 Тираж 940 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 щий элемент с LCD сглаживающим фильтром на выходе, измерительный элемент, соединенный входом с выводом для подключения нагрузки, модулятор, состоящий из двух плеч, одно из которых выходной цепью соединено с управляющим входом регулирующего элемента, а входом через диод — с выходом другого плеча, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, указанное другое плечо модулятора выполнено в виде повторителя, входом соединенного с выходом усилителя измерительного элемента через резистор.

2. Стабилизатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения качества стабилизации, усилитель измерительного элемента через повторитель напряжения охвачен единичной положительной обратной связью.

3. Стабилизатор по пп 1, 2, отличающийся тем, что он снабжен маломощным быстродействующим регулятором, силовая цепь которого включена параллельно выходным выводам, а управляющий вход через согласующий усилительный каскад соединен с выходом указанного повторителя.

4. Стабилизатор по пп. 1 — 3, отличающийся тем, что выход второго плеча модулятора соединен с соответствующей питающей шиной через запускающую цепочку кратковременного действия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Грейвер Е. С.. Ключевые стабилизаторы напряжения постоянного тока. М., «Связь», 1970, с. 107, рис. 6,1.

2. То же, с. 134, рис. 6,21.