SU789978A1 - Стабилизатор напр жени посто нного тока - Google Patents

Description

Изобретение относится к электротехни-. ке и может быть использовано для питания различной радиоэлектронной аппаратуры

Известен стабилизатор напряжения гго— стоянного тока, содержащий последовательный регулирующий транзистор,' усилитель- ^S ный транзистор, источник опорного напряжения, делитель выходного напряжения, выходной корректирующий конденсатор £1).

Недостатками известного стабилизато— ра являются недостаточно высокие объем·* но-весовые и динамические характеристики, а также органические функциональные возможности из-за включения корректирующего конденсатора на выход стабилизатора.

Известен также стабилизатор напряжения постоянного тока, -содержащий регулирующий транзистор, соединенный коллектором с входным, а эмиттером — с выходным _м выводами стабилизатора, базой - с входным выводом через элемент смещения, С общим выводом - через корректирующий конденсатор, коллектором транзистора уси лителя обратной связи, база и эмиттер которого соединены соответственно с делителем выходного напряжения и источником опорного напряжения На стабилитроне и токоограничительном резисторе ^2].

Недостатком стабилизатора является низкое быстродействие при скачкообразном' увеличении тока нагрузки из-за большой постоянной времени заряда корректирующего конденсатора, величина которой при выполнении элемента смещения регулирующего транзистора в виде стабилизатора тока определяется в основном входным сопротивлением регулирующего транзистора относительно общего вывода и емкостью корректирующего конденсатора Су и находится по формуле

С к

Нель изрбретения - улучшение динамических характеристик стабилизатора.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор дополнительно введен з · 789978 нелинейный измерительно-усилительный узел, вход которого соединен с делителем выходного напряжения и источником опорного напряжения, а выход подключен между коллектором и базой регулирующего транзистора. При этом нелинейный измерительно-усилительный узел выполнен на транзисторе и оптроне, причем база и зистор 12 нелинейного измерительно-усилительного узда 11, увеличивается входной и выходной токи оптрона 16, в результате чего конденсатор 10 заряжается не только током генератора тока на полевом транзисторе 2, но и выходным током оптрона 16, что позволяет уменьшить время заряда конденсатора и тем самым велиэмиттер транзистора являются входом узла, коллектор соединен с общим выводом стабилизатора через выводы источника чину спада и длительность переходного процесса выходного напряжения. Постоянная времени заряда конденсатора 10 в света оптрона,- выводы приемника света которого являются выходом узла.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема стабилизатора. 1:

Устройство содержит регулирующий транзистор. 1, элемент смещения в виде источника тока на полевом транзисторе 2 с резистором 5 в цёпи источника, являющегося одновременно нагрузкой усилите- ц ля постоянного тока обратной цепи, выполненного на каскадно включенных биполярном'4 и полевом 5 транзисторах, делитель выходного напряжения на резисторах 6 и 7, средняя точка которого соединена с 2: базой усилительного транзистора 4, эмиттер которого соединен с источником опорного напряжения на стабилитроне 8 с ограничительным резистором 9, корректирующий конденсатор 10, нелинейный изме- 3ι рительно-усилительный узел 11 выполнен на биполярном транзисторе 12, база которого соединена с выходом делителя напряжения на резисторах 6 и 7, эмиттер со стабилитроном 8 через согласующую 3. цепочку из диода 13 и резистора 14, вкпю ченную последовательно с токоограничительным резистором 9, коллектор - с общим выводом стабилизатора через светодиод 15 оптрона 16, фотоприемник которого 41 на основе фототранзистора 17 подключен между коллектором и базой регулирующего транзистора 1.

Для согласования характеристик приемника 17 света и источника 15 света при- 4 менен масштабирующий усилительный каскад на транзисторе 18.

.Цепочка из диода 13 и резистора 14 улучшает линейность схемы и расширяет диапазон пропорциональной зависимости j между приращениями выходного напряжения и зарядного тока корректирующего конденсатора 10.

Работа стабилизатора происходит следующим образом.

При набросе нагрузки уменьшается выходное напряжение. Это приводит к закрытию транзисторов 4 и 5 усилителя обратной связи, Одновременно открывается тран этом случае определяется в основном выходным сопротивлением]?, оптрона 16 (фоторезистора, фотодиода или фототранзистора) и находится по формуле

V^So-!

Следует отметить, что время заряда при наличии корректирующего узла в десятки раз меньше, чем без предложенного корректирующего узла.

В установившемся режиме транзисторы 4 и 5 усилителя обратной связи открыты, находятся в усилительном режиме, а транзистор 12 нелинейного узла 11 закрыт.

При сбросе нагрузки выходное напряжение увеличивается, что приводит к увеличению управляющего напряжения и тока коллектора транзистора 4, в результате чего происходит быстрый разряд конденсатора 10 до необходимого уровня. Транзистор 12 корректирующего узла 11 в этом режиме закрыт_; и узел 11 не оказывает влияния на работу стабилизатора.

Таким образом, за счет введения новых элементов происходит форсирование процесса заряда корректирующего конденсатора, что позволяет на один-два порядка увеличить быстродействие стабилизатора и тем самым улучшить его динамические характеристики без корректирующего конденсатора на выходе.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  питани  различной радиоэлектронной аппаратуры Известен стабилизатор напр жени  ггосто нного тока, содержащий последователь ный регулирующий транзистор, усипитетть- ный транзистор, источник опорного напр жени , делитель выходного напр жени , выходной корректирующий конденсатор Ij. Недостатками известного стабилизатора  вл ютс  недостаточно высокие объем- но-весовые и динамические характеристики , а также органические функциональные возможности из-за включени  корректирующего конденсатора на выход стабилизатора . Известен также стабилизатор напр жени  посто нного тока, -содержащий регулирующий транзистор, соединенный колпекто- фОМ с входным, а эмиттером - с выходным выводами стабилизатора, базой - с вход ным выводом через элемент смешени , С общим выводом - через корректирующий конденсатор, коллектором транзистора усв лител  обратной св зи, база и эмиттер которого соединены соответственно с делителем выходного напр жени  и источником опорного напр жени  на стабилитроне и токоограничительном резисторе 2. Недостатком стабилизатора  вл етс  низкое быстродействие при скачкообразном увеличении тока нагрузки из-за большой посто нной времени зар да tj корректирующего конденсатора, величина которой при выполнении элемента смещени  регулирующего транзистора в виде стабилизатора тока определ етс  в основном входным сопротивлением Я. регулирующего транзистора относительно общего вывода и емкостью корректирующего конденсатора GV и находитс  по формуле Г - Т г Цель изрбретени  - улучщение динамических характеристик стабилизатора. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в стабилизатор дополнительно введен нелинейный измерительно-усилительный узел, вход которого соединен с делителем выходного напр жени  и источником опорного напр жени , а выход подключен между коллектором и базой регулирующего транзистора. При этом нелинейный измерительно-усилительный узел выполнен на транзисторе и оптроне, причем база и эмиттер транзистора  вп ютс  входом узла , коллектор соединен с общим выводом стабилизатора через выводы источника света оптрона, выводы приемника света которого  вл ютс  выходом узла, На чертеже изображена принципиальна  электрическа  схема стабилизатора. Устройство содержит регулирующий транзистор. 1, элемент смещени  в виде источника ток1а на полевом транзисторе 2 с резистором S в цбпи источника,  вл ющегос  одновременно нагрузкой усилител  посто нного тока обратной цепи, выпол ненного на каскаднр включенных бипол рном4 и полевом S транзисторах, делител выходного напр же ш  на резисторах 6 и 7, средн   точка которого соединена с базой уЬилительного транзистора 4, эмиттер которого соединен с источником опорного напр жени  на стабилитроне 8 с ограничительным резистором 9, корректирующий конденсатор 10, нелинейный измерительно-усилительный узел 11 выполнен на бипол рном транзисторе 12, база кото рого соединена с выходсж делител  напр  жени  на резисторах 6 и 7, эмиттер со стабилитроном 8 через согласующую цепочку из диода 13 и резистора 14, вкт ченную последовательно с токоограничител ным резистором 9, коллектор - с общим выводом стабилизатора через светодиод 15 оптрона 16, фотоприемник которого на основе фототранзистора 17 подключен между коллектором и базой регулирующего транзистора 1, Дл  согласовани  характеристик прием ника 17 света и источника 15 света применен масштабирующий усилительный каскад на транзисторе 18. .Цепочка из диода 13 и резистора 14 улучшает линейность схемы и расшир ет диапазон пропорциональной зависимости между приращени ми выходного напр жени  и зар дного тока корректирующего конденсатора 10. Работа стабилизатора происходит следующим образом. При набросе нагрузки уменьшаетс  выходное напр жение. Это приводит к закры тию транзисторов 4 и 5 усилител  обратной св зи. Одновременно открываетс  тра истор 12 неш1нейного измерительно-усиительного узла 11, увеличиваетс  входой и выходной токи оптрона 16, в резульате чего конденсатор 10 зар жаетс  не олько током генератора тока на полевом ранзисторе 2, но и выходным током опрона 16, что позвол ет уменьшить вре  зар да конденсатора и тем самым велиину спада и длительность переходного роцесса выходного напр жени . Посто на  времени зар да конденсатора 10 в этом случае определ етс  в основном выходным сопротивлениемИп оптрона 16 (фоторезистора, фотодиода или фототранзистора ) и находитс  по формуле - о . (Ь w. о Следует отметить, что врем  зар да при наличии корректирующего узла в дес тки раз меньше, чем без предложенного корректирующего узла. В установившемс  режиме транзисторы 4 и 5 усилител  обратной св зи открыты, наход тс  в усилительном режиме, а транзистор 12 нелинейного узла 11 закрыт. При сбросе нагрузки йыходное напр жение увеличиваетс , что приводит к увеличению управл ющего напр жени  и тока коллектора транзистора 4, в результате чего происходит быстрый разр д конденсатора 10 до необходимого уровн . Транзистор 12 корректирующего узла 11 в этом режиме закрыт и узел 11 не оказывает вли ни  на работу стабилизатора. Таким образом, за счет введени  новых элементов происходит форсирование процесса зар да корректирующего конденсатора , что позвол ет на один-два пор дка увепичить быстродействие стабилизатора и тем самым улучшить его динамические характеристики без корректирующего конденсатора на выходе. Формула изобретени  1. Стаб-илизатор напр жени  посто нного тока, содержащий регулирующий транзистор , соединенный кЬллектором с входным , эмиттером - с выходным выводами стабилизатора, базой - с входным выво дом через элемент смещени  и с общим выводом - через корректирующий конденсатор а также с коллектором транзистора усилител  обратной св зи, база и эмиттер которого соединены соответственно с делителем выходного напр жени  н источником опорного напр жени  на стаби57 литроне и токоограничительном резисторе отличающийс  тем, что, с це лью улучшени  динамических характеристик стабилизатора, в него допопнитепьно введен нелинейный измерительно-усилительный узел, вход которого соадинен с делителем выходного напр жени  и источником опорного напр жени , а выход подключен между- коллектором и базой регулирующего транзистора. 2. Стабилизатор поп. Х.отлича о щ и и с   тем, что нелинейный измерительно-усилительный узел выполнен на 8 .. 6 транзисторе и оптроне, причем Ь за и эмиттер транзистора  вл ютс  входом уз, ла, коллектор соединен с общим вывoдo стабилизатора через выводы источника света оптрона, выводы приемника света которого  вл ютс  выходом узла. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР № 463955, кл. Q 05 R 1/56, 1973.
2. 2.Штильман В. И. Микроэлектронные стабилизаторы напр жени . Киев, Техника , 1976, с. 110, рис. 27а. .

   ою

   п