Импульсный стабилизатор постоянного напряжения

 

(72) Автор изобретения

В. В. Чугаев (7l) Заявитель (54) ИМП УЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО

Н.АПРЯЖЕ НИЯ

Изобретение относится к вторичным источникам электропитания с импульсными стабилизаторами постоянного напряжения в устройствах вычислительной техники, систем автоматического регулирования и измерения.

Известен импульсный стабилизатор постоянного налряжения, содержащий фильтр, резистивный делитель напряжения, источник опорного напряжения, усилитель рассогласования, регулируюший ток разряда хронируюшего конденсатора модулятора (11 .

Наиболее близким к изобретению является стабилизатор, содержащий регулирующий элемент; подключенный входом к входному выводу, а выходом через сглаживаюший фильтр — к выходному выводу, усилитель рассогласования, в выполненный на двух транзисторах, эмит- 20 теры которых объединены и через токостабилизируюшпй двухполюсник подключены к входному выводу, коллектор первого транзистора подкаючен к обшей ши2 не, а база — к выходу источника опорного напряжения, коллектор второго транзистора подключен через резистор к обшей шине и через релейный усилитель к управляюшему входу регулирующего элемента, база второго транзистора подключена к выходу делителя напряжения Р 2)

Недостатком известных устройств является низкий запас устойчивости. Это обусловлено тем, что при пульсации выходного напряжения стабилизатора, cpasнимой по величине со средним значением статической ошибки, существенно сказывается нелинейность входной характеристики транзистора усилителя рассогласования. Коэффициент передачи усилителя рассогласования, определенный относительно средних. значений сигнала с пульсацией равной нулю,. в этом случае меньше, чем для сигнала с пульсацией, отличной от нуля. Увеличение коэффициента .усиления снижает запас устойчивости.

39

15 менту времени 1-,4.

3 98

1!елью изобретения является г овышенне устойчивости стабилизатора.

Поставленная цель достигается тем, что в импульсном стабилизаторе постоянного напряжения, содержащем ключ, подключенный входом к входному выводу,, а выходом через сглаживающий фильтр — к выходному выводу, резистивный делитель напряжения, подключенный к выходным выводам, выход которого соединей с входом первого транзистора усилителя рассогласования, к входу второго транзистора подключен первый вывод источника опорного напряжения, выход усилителя рассогласования подключен к первому входу широтно-импульсного модулятора, выходом соединенного с управляющим входом силового ключа, усилитель рассогласования выполнен на транзисторах разной, проводимости, коллекторы которых обьединены и подключены к выходу усилителя рассогласования, эмиттер первого транзистора подключен через резистор к обшей шине, первый вывод источника опорного напряжения подключен к второму входу широтно-импульсного модулятора, второй вывод через резистор— к эмиттеру второго транзистора.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого стабилизатора; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Стабилизатор содержит силовой ключ

1, сглаживающий фильтр 2, резистивный делитель напряжения 3, источник опорного напряжения 4, усилитель рассогла, сования 5, содержащий транзисторы 6 и

7 разной проводимости н резисторы 8 и 9, широтно-импульсный модулятор 10, работающий, например, по принципу сбалансированного перезаряда хронируюшего конденсатора.

Стабилизатор работает следующим образом.

Ток коллектора q yg транзистора 6, з определяемый величиной сигнала с выхода делителя напряжения 3 и величиной резист ра 8, суммируется с током коллектора 4 транзистора 7, который, в свою очередь, определяется величиной напряжения источника опорного напряжения 4 и: величиной резистора 9. Разность коллекторных токов транзисторов 6 и 7 поступает в модулятор 10 и регулирует длительность импульса, поступающего на управляющий вход силового ключа, следующим образом.

9549 б

B установившемся режиме (фиг. 2) к моменту времени „конденсатор модулятораС цодэаряжен до уровни напряжения Ц „. В момент времени,.1 формируется передний фронт имульса напряжения на входе сглаживающего фильтра 2 и одновременно начинается разряд хронирующего конденсатора. В момент времени Е конденсатор С>О разряжается до нуля и формируется задний фронт импульса. С этого момента времени процессы заряда — разряда повторяются и, таким образом, на входе фильтра устанавливается определенная скважность импульс os.

В динамическом режиме, например при увеличении напряжения на выходе стабилизатора, в момент времени . увеличивается ток коллектора транзистора

6, увеличивается ток разряда хронирук щего конденсатора. Это приводит к тому, что с этого момента времени увеличивается длительность интервалов разомкнутого состояния силового ключа 1 и уменьшается нестабильность, возникшая на выходе стабилизатора, до нуля к моТранзистор 7 включен цо схеме с общей базой, поэтому коллекторный ток транзистора 7 практически не зависит от изменения напряжения на хронирующем конденсаторе, включенном между выходом усилителя рассогласования и первым выводом источника опорного напряжения. С другой стороны, напряжение источника опорного напря жения 4 по величине должно быть больше максимального напряжения на конденсаторе модулятора. В этом случае через коллекторный переход транзистора 7 протекает ток, создающий разностный ток разряда Сщ)д .

Поскольку изменение мгновенного значения стабилизированного напряжения вызывает пропорциональное изменение коллекторного тока транзистора 6 и, следовательно, пропорциональное изменение разности токов 6 и 7 на входе широтно-импульсного модулятора.

Это обеспечивается тем, что включение транзистора 6 в режиме усиления преобразования позволяет выбрать рабочую точку на линейном участке его входной характеристики; Рабочая точка устанавливается с помощью реэистивного делителя напряжения 3 и резистора 8. Такое выполнение усилителя рассогласования повышает запас устойчивости стабилиза9895

-ции, что существенно улучшает динамические свойства.

В предлагаемом стабилизаторе повышается температурная стабильность при изменении обратных токов коллекторов ф и коэффициентов передачи транзисторов . усилителя рассогласования.

Предлагаемое устройство может бьгть использовано для любого характера нагрузки со сглаживаюшим фильтром типа аС ЬВС и ЬВ.

Формула изобретения

Импульсный стабилизатор .постоянного напряжения, содержаний силовой ключ, подключенный входом к входному выводу, а выходом через сглаживаюший фильтр — к выходному выводу, резистивный делитель напряжения, подключенный к выходным выводам, выход которого соединен с входом первого транзистора усилителя рассогласования, к входу второ- го транзистора подключен первый вывод источника опорного напряжения, выход усилителя рассогласования подключен к первому входу широтно-импульсного модулятора, выходом соединенного с управляющим входом силового ключа, о т— л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения устойчивости стабилизатора, усилитель рассогласования выполнен на транзисторах разной проводимости, KoJ1лекторы которых объединены и подключены к выходу усилителя рассогласования, эмиттер первого транзистора подключен через резистор к обшей шине, первый вывод источника опорного напряжения подключен к второму входу широтно импульсного модулятора, его второй вывод через резистор — к эмиттеру второго транзистора.

Источники информации, принятые во- внимание при экспертизе

1. Александров Ф. И., Сиваков А. P.

Импульсные преобразователи и стабили заторы. Л., Энергия», 1970, с. 37.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 636594, кл. GO5F l/56, 1976.

989549

Составитель О. Г. Мещерякова

Редактор.М. Петрова Техред К. Мыиьо Корректор Г. Огар

Заказ 11130/68 Тираж 872 Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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