SU1764047A1 - Стабилизатор посто нного тока - Google Patents

Abstract

Использование: во вторичных источниках электропитани  радиоэлектронной аппаратуры с повышенной надежностью. Сущность изобретени : стабилизатор содержит последовательный регулирующий элемент с датчиком тока в выходной цепи, усилитель сигнала рассогласовани , источник опорного напр жени , первый делитель (выходнго) напр жени , второй делитель (опорного) напр жени , третий делитель напр жени . Подключение вывода третьего делител  к неинвертирующему входу усилител , первого крайнего вывода к среднему выводу второго делител , а второго крайнего вывода к среднему выводу первого делител  через разв зывающий диод позвол ет упростить устройство и тем самым повысить его надежность. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано при проекти- ровании источников электропитани  электротехнической и радиоэлектронной аппаратуры различного назначени .

Известен транзисторный стабилизатор посто нного тока, содержащий последовательно соединенные регулирующие элемент и датчик тока нагрузки, включенные в одну из силовых шин, усилитель посто нного тока и источник опорного напр жени , входы усилител  посто нного тока св заны с датчиком тока нагрузки и источников опорного напр жени , а выход под- ключен к управл ющему входу регулирующего элемента.

Недостатком стабилизатора  вл етс  низка  надежность из-за отсутстви  устройства защиты от обрыва нагрузки или устройства , ограничивающего выходное напр жение стабилизатора в режиме холостого хода, так как при отключении или обрыве нагрузки, т.е. при работе стабилизатора на холостом ходу, его выходное напр жение резко повышаетс , что может привести к пробою конденсаторов, установленных на выходе стабилизатора тока, и к выходу из стро  других элементов.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  стабилизатор посто нного тока, содержащий транзисторный регулирующий элемент и датчик тока нагрузки, включенные последовательно в одну из силовых шин, источник опорного напр жени  и дифференциальный усилитель посто нного тока , один вход которого подключен к датчику тока нагрузки, другой вход св зан с выходом источника опорного напр жени , а выход подключен к управл ющему входу регулирующего элемента.

Недостатком этого стабилизатора тока также  вл етс  низка  надежность вследствие отсутстви  устройства защиты или устройства , ограничивающего выходное

(Л

С

N о

о

VI

напр жение стабилизатора в режиме холостого хода.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности стабилизатора посто нного тока.

На чертеже представлена структурна  схема предлагаемого стабилизатора посто нного тока.

Стабилизатор содержит регулирующий элемент 1, подключенный к входной шине 2 непосредственно, а к выходной шине 3 - через датчик тока 4 нагрузки, дифференциальный усилитель сигнала рассогласовани  5, подключенный выходом к управл ющему входу регулирующего элемента 1 через согласующий элемент 6, инвертирующим входом - к датчику тока 4 нагрузки, источник опорного напр жени  7, подключенный первым выводом к выходной шине 3, вторым выводом - к общей шине через первый делитель напр жени  8, состо щим из резисторов 9 и 10, второй делитель напр жени  11, подключенный параллельно источнику опорного напр жени  7, трети  делитель напр жени  12, состо щий из резисторов 13 и 14 и подключенный средним выводом к неинвертирующему входу дифференциального усилител  сигнала рассогласовани  5, первым крайним выводом - к среднему выводу второго делител  напр жени  11 непосредственно , а вторым крайним выводом - к среднему выводу первого делител  напр жени  8 через разв зывающий диод 15.

Стабилизатор посто нного тока может быть непрерывным или импульсным и содержит регулирующий элемент 1 непрерывного или импульсного действи . Непрерывный регулирующий элемент содержит транзисторы, а в состав импульсного регулирующего элемента вход т также дроссель, конденсатор и обратный диод.

В непрерывном стабилизаторе согласующий элемент 6 может отсутствовать или представл ет собой просто резистор, а в импульсном стабилизаторе в состав согласующего устройства вход т импульсный усилитель, широтно-импульсный модул тор , задающий генератор и другие элементы , необходимые дл  обеспечени  импульсного регулировани .

Стабилизатор посто  иного тока работает следующим образом.

При включении стабилизатора на неинвертирующий вход дифференциального усилител  сигнала рассогласовани  5 подаетс  напр жение опорного источника 7 и на выходе дифференциального усилител  сигнала рассогласовани  5 по вл етс  положительное напр жение, которое через согласующий элемент 6 подаетс  на вход

регулирующего элемента 1. Регулирующий элемент 1 открываетс , на выходную шину 2 стабилизатора поступает напр жение и через его нагрузку и датчик тока 4 нагрузки

начинает протекать ток. Напр жение с датчика тока 4 нагрузки поступает на инвертирующий вход дифференциального усилител  сигнала рассогласовани  5, обеспечива  отрицательную обратную св зь по

току нагрузки и его стабилизацию.

При обрыве или отключении нагрузки, т.е. при работе стабилизатора тока на холостом ходу, например при работе стабилиза- тоора на подключенный, но не

подожженный лазер, выходное напр жение стабилизатора при отсутствии введенных элементов - третьего делител  напр жени  12 и разв зывающего диода 15 - резко увеличиваетс , так как при отсутствии тока нагрузки регулирующий элемент 1 полностью открываетс  под действием цепи отрицательной обратной св зи.

Вследствие этого стабилизатор тока без введенных элементов имеет низкую надежность , так как к его выходным цеп м - выходному конденсатору и другим элементам - в режиме холостого хода прикладываетс  весьма высокое напр жение, равное входному напр жению стабилизатора при работе его первичного источника питани  на холостом ходу. При наличии первого делител  напр жени  8, третьего делител  напр жени  12 и разв зывающего диода 15 осуществл етс  стабилизаци  выходного

напр жени  стабилизатора в режиме холостого хода. Причем велчиина выходного напр жени  при этом устанавливаетс  выбором сопротивлений резисторов 9 и 10 первого делител  напр жени  8 или сопротивлени  14 третьего делител  напр жени  12. Дл  обеспечени  плавной регулировки этого напр жени  один из указанных резисторов может быть выполнен переменным. Сопротивлени  резисторов 9, 10 и 14, т.е.

коэффициенты передачи первого 8 и третьего 12 делителей напр жени , выбираютс  такими, что при работе стабилизатора в режиме стабилизации тока потенциал катода разв зывающего диода 15 относительно

выходной шины 3 стабилизатора выше потенциала его анода, разв зывающий диод 15 закрыт и первый делитель напр жени  8 не вли ет на работу стабилизатора.

При увеличении выходного напр жени 

стабилизатора за установленный предел при недопустимом увеличении сопротивлени  нагрузки или при ее отключении напр жение на первом делителе напр жени  8 увеличиваетс , потенциал общей точки резисторов 9 и 10 и катода разв зывающего

диода 15 относительно выходной шины 3 понижаетс  и диод 15 открыватс . В этом режиме напр жение на неинвертирующем входе дифференциального усилител  сигнала рассогласовани  5 определ етс  напр - жением опорного источника 7, выходным напр жением стабилизатора, а также соотношением сопротивлений резисторов 9,10, 13 и 14.

При изменении выходного напр жени  стабилизатора напр жение на неинвертирующем входе дифференциального усилител  5 измен етс , тогда как напр жение на его инвертирующем входе остаетс  посто нным , причем при отсутствии тока нагруз- ки это напр жение относительно выходной шины 3 равно нулю.

При изменении сигнала рассогласовани  на входах дифференциального усилител  5 измен етс  напр жение на его выходе и, следовательно, на выходе регулирующего элемента 1. Регулирующий элемент 1 измен ет свое состо ние и возвращает выходное напр жение стабилизатора практически к первоначальной величине.

Таким образом, в предлагаемом стабилизаторе обеспечиваетс  стабилизаци  его выходного напр жени  при работе в режиме холостого хода при отключении или обрыве нагрузки, а также при увеличении сопротивлени  нагрузки за установленный предел.

Существенным отличием предлагаемого стабилизатора от известных  вл етс  введение третьего делител  напр жени  и подключение его среднего вывода к неинвертирующему входу дифференциального усилител  сигнала рассогласовани , а одного из крайних выводов - через разв зывающий диод к среднему выводу другого делител  напр жени , включенного между положительным выводом источника опорного напр жени  и общей шиной стабилизатора. Это обеспечивает повышение надежности стабилизатора - увеличение времени наработки на отказ на 10-15% за счет ограничени  напр жени  холостого хода, прикладываемого к выходным элементам стабилизатора при отключении или обрыве нагрузки.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Стабилизатор посто нного тока, содержащий регулирующий элемент, подключенный к входной шине непосредственно, к выходной шине - через датчик тока нагрузки , дифференциальный усилитель сигнала рассогласовани , подключенный выходом к управл ющему входу регулирующего элемента через согласующий элемент, инвертирующим входом-к датчику тока нагрузки, источник опорного напр жени , подключенный первым выводом к выходной шине, вторым выводом - к общей шине через первый делитель напр жени , второй делитель напр жени , подключенный параллельно источнику опорного напр жени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности, в него введен третий делитель напр жени , подключенный средним выводом к неинвертирующему входу дифференциального усилител  сигнала рассогласовани , первым крайним выводом - к среднему выводу второго делител  напр жени  непосредственно, а вторым крайним выводом - к среднему выводу первого делител  напр жени  через введенный разв зывающий диод.

   + /7

   о t

   :U

   ъч

   |з

   - -ч--t-т

   U I 3

   Ki -

   ч: 13 . J

   - -o

   +

   i5

   I1

   12

   У

   0

   .)