Стабилизатор постоянного напряжения

Стабилизатор постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11838678 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.10.79 (21) 2823640/24-07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 1506,81, Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания 15. 06 . 81 (51)М. Кл.з

G 05 F 1/56

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 316. .722.1 (088.8) М.В. Капитонов, Н.Н. Прокопенко, И.Т. Бабаев и А Г Курьянов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в схемах вторичных источников питания.

Известны схемы компенсационных стабилизаторов, в которых для уменьшения габаритов и улучшения коэффициента сглаживания пульсации корректирующий конденсатор включается в цепь базы выходного транзистора регулирующего элемента L 11 и (2 .

Наиболее близким к предлок<енному по технической сущности является компенсационный стабилизатор, содержащий входнои транзистор регулирующего элемента, эмиттер которого соединен с базои выходного транзистора и корректирующим конденсатором, а база подключена к первому выходу усилителя сигнала рассогласования.

При этом инвертирующии вход усилителя сигнала рассогласования связан с выходом резистивного делителя выходного напряжения стабилизатора, а неинвертирующии вход соединен с источником опорного напряжения.

Недостатком данного стабилизатора является сольшое время переходного процесса из-за динамической перегрузки входного транзистора регулирую.— щего элемента, которая возникает при сбросе тока нагрузки; при ступенчатом переходе с большего уровня стабилизируемого напря;;<ения на меньший, 5 например за счет изменения опорного напряжения; при выключении стабилизатора по командам из какого-либо цифрового управляющего устроиства (защиты)., 10

Цель изобретения — повышение быстродействия стабилизатора.

Поставленная цель достигается введением дополнительного транзис15 тора цепи нелинейнои коррекции, коллектор которого подключен к корректирующему конденсатору, эмит.тер через дополнительныи двухполюсник соединен с общей шинои стабили20 затора, а база подключена ко второму выходу усилителя .сигнала рассогласования, причем фаза переменного напряжения на втором выходе усилителя сигнала рассогласования противопо25 ложна фазе переменного напряжения на первом выходе. Такие изменения в схеме способствуют более быстрому перезаряду корректирующего конденсатора, что уменьшает время переход30 ного процесса в десятки-сотни раэ, 838678

На фиг.1 схеглатически изображен стабилизатор; на фиг. 2-4 — показаны варианты выполнения стабилизатора на фиг.1.

Стабилизатор (фиг.1) содержит входной (в общем случае составной) транзистор 1 регулирующего элемента, эмиттер которого соединен с базой выходного транзистора 2, корректирующим конденсатором 3 и коллектором дополнительного транзистора 4. Ваза транзистора 1 соединена с первым выходом

5 усилителя б сигнала рассогласова ния. Эмиттер транзистора 4 соединен с общей шиной стабилизатора через дополнительныи двухполюсник 7, а база подключена ко второму 8 выходу усилителя 6. Фазы напряжений на выходах 5 и б противоположны. Инвертирующий вход усилителя 6 соединен с выходом делителя напряк<ения, выполненного на резисторах 9 и 10, а неинвертирующий вход через источник

11 опорного напря>кения связан с общей шиной стабилизатора. В стабилизаторе (фиг.2) усилитель 6 выполнен по традиционной схеме на транзисторах 12-15, генераторах 16,17 тока, резисторе 18. Двухполюсник 7 в схеме(фиг .2)включает резистор 19 и стабилитрон 20. В частных случаях или стабилитрон 20, или резистор 19 могут отсутствовать. Стабилизатор (фиг.3) содержит более простой усилитель сигнала рассогласования (элементы 13,15,16,18). Для защиты транзистора 1 в схеме (фиг.3) включен диод 21. В стабилизаторе (фиг.4) усилитель сигнала рассогласования выполнен на основе операционного усилителя 22 и транзистора 23.

Стабилизатор работает следующим образом.

B установившемся режиме, когда напря;:<ение источника 11 максимально, эмиттерный ток транзистора 14 примерно равен эмиттерному току транзистора 15. За счет надлежащего выбора сопротивления резистора 18 и напря>.<ения пробоя стабилитрона 20 можно установить ток коллектора транзистора 4 на уровне нескольких десятков-сотен микроампер, т.е. в установившемся режиме транзистор 4 (если в этом есть необходимость) не влияет на работу стабилизатора (находится практически в обесточенном состоянии) . Если опорное напряжение уменьшается скачком, то напряжение на резисторе 18 увеличивается, стабилитрон 20 "пробивается", при этом эмиттерный и коллекторный токи транзистора 4 (разрядный ток конденсатора 3) определяются сопротивлением К резистора 19. Если выбрать R достаточно малым, то разрядный ток конденсатора 3 может в десятки и сотни раз превышать ток базы тран;зистора 2 Ig . Это приведет к умень

Стабилизатор постоянного напряже45 ния, содер><ащии входной транзистор регулирующего элемента, эмиттер которого соединен с базой выход ного транзистора и корректирующим конденсатором, а база подключена к первому выходу усилитв ,ля сигнала рассогласования, причем инвертирующий вход усилителя сигнала рассогласования связан с выходом делителя выходного напряжения стабилиза тора, а неинвертирующии вход соединен

55 с общей шиной стабилизатора через источник опорйого напряжения, о т л и-ч а ю щ и и с я тем, что, с целью по вышения быстродействия, к корректирующему конденсатору подключен коллектор дополнительного транзистора, эмиттер которого через дополнительный двухполюсник соединен с общей ши . на>. стабилизатора, а база подключена ко второму выходу усилителя сигнала рассогласования, причем фаза перемен.

5 !

О

40 шению времени переходного процесса в и раз. и — (10-100 ), тр

1

Так как время переходного процесса в стабилизаторе (фиг.2) измеряется микросекундами, то средняя мощность, выделяемая в транзисторе 4., несмотря на сравнительно большие уровни его коллекторного тока, оказывается небольшой. Это объясняется тем,что транзистор 4 работает как источник разрядного тока только в течение времени переходного процесса. Поэтому з качестве транзистора 4 может использоваться полупроводниковыи прибор малои или среднеи мощности. В схемах (фиг. 3 и 4) быстрый разряд конденсатора 5 также обеспечивается транзистором 4. Это, как показывает эксперимент, повышает быстродействие в десятки-сотни раз.

В предложенном устройстве устраняется один из самых существенных недостатков компенсационных стабилизаторов с корректирующим конденсатором в цепи базы. Учитывая перспективность этого класса вторичных источников питания, можно сделать вывод о том, что предлагаемое техническое решение позволяет улучшить параметры сравнительно большой группы радиоэлектронных устройств.

Экспериментальные исследования стабилизатора (фиг.1), проведенные при типовых параметрах элементов (С З = 1, мкФ, Т1, Т2, Т4-КТ603, R9=R10=2 ком) показывают, что введение транзистора 4 улучшает время переходного процесса с 1,5 г до 20 мкс, т.е. более чем в 70 раз.

Формула изобретения

838678

Фиа. I

gue Р

Ф г.

Составитель В. Поляков

Техред Н.Ковалева Корректор О. Билак

Редактор M. Хома

Заказ 4445/72 Тираж 940 Подписное

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретении и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал IIIlll "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 ного напряжения на втором выходе уси лителя сигнала рассогласования противоположна фазе переменного напряжения íà его первом выходе.

Источники информации, :прийятые во внимание JlpH экспертизе .

1. Электронная техника в автоматике. Сборник. Под ред. D.È. Конева.

"М., "Советское радио", 1973, вып.5, . с. 31-34, рис.2.

2. Там >ке, 1976, вып.8, с. 85-90, 5 Рис.1.