Стабилизатор постоянного напряжения

Стабилизатор постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик н>838682

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.10.79 (21) 2831760/24-07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 150631. Бюллетень ¹ 22

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

G 05 F 1/56

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 621 316.

722 1 (088 8) (72) Авторы изобретения

A.À. Кузнецов и В.Я. Сироткин (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯХЕНИЯ

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в измерительных приборах и системах.

Известны стабилизаторы постоянного напряжения, используемые для питания различной радиоэлектронной аппаратуры (11 и (21.

Наиболее. близким по технической сущности к предлагаемому является стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий элемент, сигнальный вход которого соединен с входом стабилизатора, а управляющий — с выходом сумматора, выход регулирующего элемента соединен с 15 одним из входов порогового узла и через опорный резистор — с выходом стабилизатора, выход стабилизатора, в свою очередь, соединен с другим входом порогового узла, через два 20 последовательно соединенных резистора — с общей шиной и, кроме этого, через выходной конденсатор соединен с общей шиной, средняя точка последовательно соединенных резисторов сое- 25 динена с одним из входов сравнивающего узла, другой вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, выход сравнивающего узла .соединен с одним из входов сумматора, 30 другой его вход соединен с выходом триггера, установочныи вход триггера соединен с выходом порогового узла,а сбросовый — с выходом источника сбросового сигнала. В нормальном режиме работы стабилизатора триггер находится в состоянии, при котором его выходное напряжение равно нулю и не оказывает влияние на работу стабилизатора в целом. При этом входное напряжение стабилизатора с некоторым коэффициентом передачи передается через регулирующий элемент на выход.

Если выходное напряжение не соответствует номинальному значению, то с выхода сравнивающего узла через сумматор на регулирующий элемент оказывается воздеиствие, изменяющее егo коэффициент передачи таким образом, чтобы на выходе стабилизатора установилось напряжение, равное номинальному значению.

При возникновении перегрузки или короткого замыкания на выходе стабилизатора образующийся на опорном резисторе перепад напряжений, равный

u< =- oo где JH — ток нагрузки;

R — сопротивление опорного резистора, 838682 превышает напряжение срабатывания порогового узла, в результате чего на выходе триггера появляется напряже.Ние, запрещающее прохождение входного напряжения через регулирующки элемент на выход стабилизатора, В момент включения стабилизатора на вхо5 де, а следовательно, к на его выходе происходит скачкообразное (инерционностью регулирующего элемента можно пренебречь) изменение напряжения, прк котором в цепи выходного конденсатора возникает переходной процесс, вызывающий резкое нарастание тока (i o) в цепи: регулирующий элемент, опорнык резистор, выходной конденсатор (2), 15

Однако в данном устройстве на опорном резисторе, определяемое из выражения U = (Л + Jс)Ro, может превысить напряжение срабатывания порогового узла даже в случае, когда 2{)

J<< =О, в результате чего происхоцит ло,«ное срабатывание триггера. Стабилизатор отключается. Таким образом, ток <-. обусловленный переходным процессом в цепи выходного конден- д сатора, можно рассматривать как помеху, приводящую к отказу в работе стабилизатора. Аналогичное явление происходит и при подключении к выходу стабилизатора емкостной нагрузки, т.е. ток, обусловленный переходным процессом в цепи нагрузки, также приводит к отказу в работе стабилизатора.

Цель изобретения — повышение надежности стабилизатора постоянного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор, содержащий регулирующий элемент, сигнальнык вход которого соединен с Входньпч 4О выводом стабилизатора, а управляющий — с выходом сумматора, один из входов сумматора соединен с выходом триггера, сбросовый вход триггера соединен с источником сбросового 4» сигнала, второй вход сумматора соединен с выходом сравнивающего узла, один из входов сравнивающего узла соединен с источником опорного напряжения, второй вход сравнивающего узла соединен со средней точкой последовательно соединенных резисторов, включенных между выходными выводами, первый вход порогового узла через опорный резистор соединен с выходным выводом, который, в свою очередь, соединен со Вторым входом порогового узла и через два последовательно соединенных резистора — с Общей шиНой ОДИН Кз ВЫВОДОВ ВЫХОДНОГО КОН— денсатора соединен с выходным выво- фО дом, а второй вывод — c общей шиной, введены линия задержки, коммутирующий элемент, формирователь управляющего сигнала, дополнительный триггер, ограничивающий резистор и схема совпадения, причем вход коммутирующего элемента соединен с выходом регулирующего элемента„ один кз выходов коммутирующего элемента через ограничивающий резистор соединен с его другим выходом, который, в свою очередь, соединен с первым входом порогового узла, Выход формирователя управляющего сигнала соединен с управляющим входом коммутирующего элемента и через линию "-адержки со сбросовым входом дополнительного триггера, выход дополнительного триггера соединен с одним из входов схемы совпадения, выход порогового узла соединен со входом формирователя управляющего сигнала, со счетным входом дополнительного триггера к со вторым входом схемы совпадения, выход схемы совпадения соединен с установочным входом триггера.

Иа чертеже приведена функциональная схема предлагаемого стабилизатора постоянного напряжения.

Стабилизатор содержит регулирующии элемент 1, сумматор 2, линию 3 задержки, коммуткрующик элемент 4, формирователь 5 управляющего сигнала, дополнктельнык триггер 6, триггер 7, сравнивающий узел 8, огранкчква<ощкк резистор 9, опорный резистор 10,. пороговый узел 11, схему 12 совпадения, источник 13 сбросового сигнала, источник 14 опорного напряжения, последовательно соединенные резисторы 15 к 16, выходной конденсатор 17.

В нормальном рех<име работы стаби— лизатора коммутирующий элемент 4 находится в состоянии, при котором выход регулирующего элемента 1 подключен к опорному резистору 10, минуя Ограничивающий резистор 9,а триггер 7 находится в состоянии, при кОтОрОм его выходное напрях<ение рав— но нулю и не оказывает влияния на работу стабилизатора в целом. При этом входное напряжение стабилкзатора с некоторым коэффициентом передачи передается через регулирующий элемент 1 на выход. Если выходное напряженке не соответствует номкнальному значению, то с выхода сравнивающего узла 8 через сумматор 2 на регулирующий элемент 1 оказывается воздействие, изменяющее его коэффициент передачи таким образом, чтобы на Выходе стабилизатора установилось напряженке, равное номинальному значению.

В момент включения стабилизатора на входе, а следовательно, и на

его выходе происходит скачкообразное изменение напряжения, при котором в цепи выходного конденсатора

17 к нагрузки (если она обладает емкостными свойствами) возникает переходной процесс, обуславлквающий резкое нарастание тока в цепи: ре838682 гулирующии элемент 1, опорныи резистор 10 и параллельно соединенные выходной конденсатор 17 и емкостная нагрузка стабилизатора. Образующийся на опорном резисторе 10 перепад

Напряжений поступает на входы порогового узла. Если перепад напряжений на опорном резисторе 10 превышает порог срабатывания порогового .узла 11, на его выходе формируется положительный перепад напряжения, при этом на выходе формирователя 5 управляющего сигнала формируется перепад напряжения, по которому коммутирующий элемент 4 подключает выход регулирующего элемента 1 к опорному резистору 10 через ограничивающий резистор 9. Длительность выходного импульса формирователя управляющего сигнала выбирается такой, чтобы переходный процесс, -происходящий на выходном конденсаторе 17 и емкости нагрузки, закончился. 3а счет подключения ограничивающего резистора 9 к выходу регу-, лирующего элемента 4 происходит ограничение тока переходного процесса, поэтому падение напряжения на опорном резисторе оказывается меньше порога срабатывания, порогового уз— ла 11 и на его выходе формируется от рйцательный перепад напряжения,по которому дополнительный триггер 8 переводится в единичное состояние, а коммутирующий элемент 4 отрицательным перепадом напряжения, поступающим с формирователя 5 управляющего сигнала, переводится в состояние, при котором выход регулирующего элемента 1 подключается к опорному резистору 10, минуя ограничивающии резистор 9. Если после этого падение напряжения на опорном резисторе 10 снова превышает порог срабатывания порогового узла 11, на его выходе формируется положительный перепад напряжения. Так как управляющее напряжение с формирователя 5 управляющего сигнала, переводящее дополнительный триггер б в нулевое состояние, поступает на него с задер>ккой во времени, на обоих входах схемы 12 совпадения в этот момент присутствует положительный потенциал и на ее выходе формируется импульс, переводящий триггер 7 в состояние, при котором запрещается прохождение входного напряжения стабилизатора через регулирующий элемент 1 на выход.

Если перепад напря>кений на опорном резисторе 10 после отключения ограничивающего резистора 9 не превышает порога срабатывания порогового узла 11, выход регулирующего элемента 1 остается подключенным к выходу стабилизатора через опорный резистор 10, минуя ограничивающий

О

3U

65 резистор 9 и стабилизатор работает в нормальном режиме.

Таким образом, введение в схему линии з аде ржк и, коммутирующе го элемента, формирователя управляющего сигнала, дополнительного триггера, ограничивающего резистора, схемы совпадения и указанных выше связей исключает возможность ложного срабатывания триггера во время переходного процесса.

Формула изобретения

Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий элемент, сигнальный вход которого соединен с входным выводом, а управляющий — c выходом сумматора, один из входов сумматора соединен с выходом триггера, сбросовый вход триггера соединен с источником сбросового сигнала, второй вход сумматора соединен с выходом сравнивающего узла, один из входов сравнивак>щего узла соединен с источником опорного напряжения, второй вход сравнивающего узла соединен со среднеи точкой последовательно соединенных резисторов, включенных между выходными выводами, первый вход порогового узла через опорный резистор соединен с выходным выводом, ко -орый, в свою очередь,соединен со вторым входом порогового узла и через два >оследовательно соединенных резистора — с общей шиной, один из выводов выходного конденсатора coàäèüåí с выходным выводом, а второи вывод — с обще : шиной, о тл и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введены линия задержки, коммутирующий элемент, формирователь управляющего сигнала, дополнительныи триггер, ограничивающий резистор и схема совпадения, причем вход коммутирующего элемента соединен с выходом регулирующего элемента, один из выходов коммутирующего элемента через ограничивающий резистор соединен с его другим выходом, который, в свою очередь, соединен с первым входом порогового узла, выход формирователя управляющего сигнала соединен с управляющим входом коммутирующего эле мента и через линию задержки — со сбросовым входом дополнительного триггера, выход дополнительного триггера соединен с одним из входов схемы совпадения, выход порогового узла соединен со входом формирователя управляющего. сигнала, со счетным входом дополнительного триггера и со вторым входом схемы совпадения, выход схемы совпадения соединен с установочным входом триггера.

838682

Редактор В. Романенко

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 П11П "Патент", r Ужгород, ул. Проектная,4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1., Авторское свидетельство СССР

> Р 535562, кл. G 05 F 1/56, 1975.

2. Венгеровский Л.В. Вайнштеин А.Х

Прецизионные полупроводниковые стабилизаторы. "Энергия", 1974, с. 106112, рис. 11-2.

Составитель В. Круглова

ТехредН.Ковалева Корректор О. Билак