Стабилизатор постоянного напряжения

 

ОПИСАНИЕ()9

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 26,03.81 (21) 3266456/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30. 08. 82 ° Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 30, 08. 82 (Sl )NL. Кл.

G 05 F 1/46

5Ьсумратнанны1 квинтет

CCCP ае,делен нзебретенн1 н открытка (53) УДК 621. 316. .722.1(088.8) 1

1 1Ч р Ггр 1 51, :

1 1 Ъ (72) Автор изобретения

19.И.Медведев уц ДЦО g j" к л

1-й Московский ордена Ленина и ордена Т (71) Заявитель

Знамени медицинский институт им. И.М.Сеченова (54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехническим устройствам для стабилизации постоянного напряжения и может быть использовано в различных электронных блоках при электропитании электронных схем и устройств, в том числе медицинской аппаратуры, Известно стабилизирующее устройство с регулируемым выпрямителем с вольтодобавкой, В устройстве минимальное напряжение на выходе обеспечивается обычным выпрямителем, а повышение напряжения достигается включением тиристора, питающегося через добавочные обмотки вольтодобавки силового трансформатора

Недостатками регулируемого выпрямителя с вольтодобавкой является низкий КПД, кроме того, невцсокое быстродействие и низкий коэффициент стабилизации, его предпочтительно применять в многофазных системах.

Известно стабилизирующее устройство последовательного типа, которое состоит из регулирующего элемента - проходного транзистора, включенного между входной и выходной клем5 мами, управляющий вход регулирующего элемента соединен с выходом узла управления, роль которого выполняет полупроводниковый усилитель, на--вход которого подаются напряжения с опорного элемента — стабилитрона и выходное напряжение стабилизатора по принципу отрицательной обратной связи (2), -Основным недостатком стабилизатора последовательного типа является низкий КПД, который равен 0,45-0,5.

Низкий КПД устройства обьясняется тем, что проходной транзистор работает е го режиме, когда он открыт при напряжениях нагрузки минимальном, номинальном и максимальном и на проходном транзисторе рассеивается огромная мощность даже в номинальном режиме, 3 95497 когда устройство вообще не нуждает я в стабилизаторе.

Цель изобретения — повышение КПД устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор постоянного напряжения введены второй регулирующий элемент, второй узел управления, второй опорный элемент, клеммы для подключения выпрямителя вольтодобав- 10 ки, два ключевых элемента и два пороговых элемента, причем первый ключевой элемент подключен параллельно первому регулирующему элементу, первый пороговый элемент входом соединен с 1S выходом первого узла управления, а выходом — с управляющим входом первого ключевого элемента, второй ключевой элемент подсоединен одним вы-. водом к клемме для подключения выпря- 20 мителя вольтдобавки,, а другим выводом через второй регулирующий элементк выходной клемме, при этом второй .узел управления одним выводом. подключен к второму опорному элементу 25 другим входом - к выходной клемме, а выходом - к управляющему входу второго регулирующего элемента непосредственно и к управляющему входу второго ключевого элемента через второй

30 пороговый элемент.

На чертеже представлена структурная.схема стабилизатора, Стабилизатор постоянного напряже" ния содержит нагрузку 1, подключенную к выходным выводам, первый регулирующий элемент 2, входнур кремму

3, первый узел 4 управления, первый опорный элемент 5, второй регулирующий элемент 6, клемму 7 для подключения выпрямителя .вольтодобавки, второй узел 8 управления, второй опорный элемент 9, первый ключевой элемент 10, пороговый элемент 11, второй ключевой элемент 12 и второй пороговый элемент 13, Стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом.

Нагрузка 1, регулирующий элемент .

2, включенный между входной клеммой

3 и нагрузкой, узел 4 управления и . 50 опорный элемент 5 составляют классическую схему стабилизатора напряжения последовательного типа. Второй регулирующий элемент 6, включенный между клеммой для подключения выпря- у мителя 7 вольтдобавки и нагрузкой, второй узел 8 управления и второй опорный элемент 9 образуют также схе4 4 му стабилизатора последовательного типа.

Если напряжение в нагрузке не отклонилось от нормы, то пороговые элементы,11 и 13 делают нечувствительными входы ключевых элементов 10 и

12, При этом ключевой элемерт 10, включенный параллельно первому регулирующему элементу, некоротко закорачивает его и нагрузка 1 оказывается непосредственно подключенной к входной клемме 3, второй ключевой элемент 12 при этом разомкнут и на регулирующий элемент б не подается напряжение от выпрямителя вольтдобавки. Таким образом, в номинальном режи" ме при отсутствии необходимости в регулировании напряжения оба регули рующих элемента 2 и б оказываются выключенными и не потребляют электроэнергию, Предположим, что напряжение в нагрузке упало ниже нормы, тогда пороговый элемент 13 включает ключевой элемент 12 и регулирующий элемент 6 оказывается подключенным к напряже- нию вольтдобавки, к клемме 7, так как напряжение вольтдобавки заведомо больше напряжения основного выпрямителя, подкючаемого к входной -клемме, то выпрямитель вольтдобавки запирает вентили основного выпрямителя и необходимое напряжение в нагрузке при повышенном питающем напряжении выполняет стабилизатор, выполненный на элементах 6, 8, 9, Если же напряжение на нагрузке превышает норму, .то ключевой элемент 12 отключает выпрямитель вольтдобавки а порого" вый элемент 11 отключает также ключевой элемент 10, который закорачивает накоротко регулирующий элемент 2, При повышенном напряжении питания необходимое напряжение в нагрузке поддерживает стабилизатор на элементах 2, 4, 5 °

В предлагаемом стабилизаторе постоянного напряжения в номинальном режиме отсутствуют потери мощности на регулирующих элементах, КПД предлагаемого устройства повышается на

0,8-0,85. формула изобретения

Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий первый регулирующий элемент, включенный между входной и выходной клеммой, управляющий

5 95497 вход которого соединен с выходом первого узла управления, один вход которого подключен к первому опорному элементу, а другой - к выходной клемме, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, в него введены второй регулирующий элемент, второй узел управления, второй опорный элемент, клеммы для подключения выпрямителя вольтдобавки, два клю- 10 чевых элемента, и два пороговых элемента, причем первый ключевой элемент подключен параллельно первому регулирующему элементу, первый пороговый

" элемент входом соединен. с выходом пер45 вого узла управления, а выходом - с управляющим входом первого ключевого элемента, второй ключевой элемеят подсоединен одним выводом к клемме дя подключения выпрямителя вольтдо- 2ф

4 6 бавки, а другим выводом через второй регулирующий элемент — к выходной клемме, при этом второй узел управления одним входом подключен к второму опорному элементу, другим входом - к выходной клемме, а выходомк управляющему входу второго регулирующего элемента непосредственно и к управляющему входу второго ключевого элемента через второй пороговый элемент.

Источники иЪФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Иванов — Цыганов А.И, Электротехнические устройства радиосистем..

И., "Высшая школа", 1973, с. 196-200, 2. Степаненко И;-П, Основы теории транзисторов и транзисторных схем.

И., "Энергия", 1967, с. 575-595, l

33/ 9 Тйраж 91 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская Ha6., д. 4/5

Заказ

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Про

Составитель С, Чернышева

Редактор А.Иотыль Техред З.Палий Корректор В. Бутяга