Инвариантный стабилизатор постоянного напряжения

, СОЦИАЛИОГИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК аоСЮ ВОВ 1/ САНИ И ВИДЕТЕЛЬСТ ВТОРСН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1, Карпов В. И. Полупроводниковые компенсационные стабилизаторынаряжения и тока, М.,Энергия",1967 с. 84, рис. 81.2, Авторское свидетельство СССР.838673, кл. б 08 1/86,01.03.77.(84) (87) 1 а ИНВАРИАНТНЫЙ СТАВИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ,содержащий регулирующий орган, блок .управления, входной каскад которого выполнен по схеме дифференциального усилителя, один из управляющих входов которого соединен непосредственно с делителем выходного напряжения и черезпервый резйстор - с противоположным его выходом, при этом другой выход дифференциального усилителя через согласующий каскад соединен со Входом выходно го усилительного каскада, выходом соединенного с управляющим входом регулирую щегооргана, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности пу. тем разгрузки источника эталонного:нап ряжения, повышения надежности и расширения функциональных возмоицюстей, другой управапощий вход дифференциального усилителя соединен через введенные второй и третий резисторы соответственно с его противоцоложным., выходом и источником эталонного напряжения.2 Инвариантный .стабилизатор по и. 1, отличающийся тем, что в коллекторной и эмиттерной цепях транзистора выходного каскада блока управления установлены введенные четвертый. и пятый резисторы включения и выкаочения стабилизатора,йИзобретение относится к электротехнике, а именно к системам автоматического управления в частности к источникам питания прецизионной точности с самозащитой,Известны стабилизаторы постоянногонапряжения, в которых защита основана на включении в силовую цепь стабилизатора напряжения резистора, .на котором измеряется падение напряжения,оценивается его величина и при достижении уставки срабатывает исполнительныйорган защиты 13 . Однако такив схемыимеют низкие КПД и точность.Наиболее близким к изобретению является стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий орган,блок управления, входной каскад которого 20выполнен по схеме дифференциальногоусилителя, одпн из управляющих входовкоторого соединен непосредственно сделителем выходного напряжения.и черезпервый резистор-с противоположным еговыходом, при этом выход дифференциагп:ного усилителя через согласующий каскадсоединен с входом выходного усилительного каскада, выходом соединенного суправляющим входом регулирующего орйана 2Недостатком известного устройстваявляется недостаточная надежность ивлияние входного каскада в процессе егоработы на величину напряжения эталонного источника.35Цель изобретения - повышение надежности и точности устройства путемразгрузки источника эталонного напряжения и расширение функциональных возможностей.40Поставленная цель достигается тем,что в стабилизаторе постоянного напряжения, содержащем регулирующий органблока управления, входной каскад которого выполнен по схеме дифференциаль-ного усилителя, один из управляющихвходов которого соединен непосредственно с делителем выходного напряжения ичерез первый резисгор - с противоположным его выходом при этом другой 50. выход дифференциального усилителя через согласующий каскад соединен свходом выходного усилитеелвного каскада, выходом соединенным с управляющим. входом регулирующего органа, другой 55управляющий вход дифференциального усилителя соединен через введенные второйи третий резисторы соответственно сего противоположным выходом и источником эталонного напряжения, кроме того в коллекторной и эмиттерной цепях транзистора выходного каскада блока управления установлены введенные четвертый и пятый резисторы включения и выключения стабилизатора.Стабилизатор содержит регулирующий орган Г(транзистор), резисторы 2 - 18 транзистор 16 выходного каскада усили теля, стабистор 17, согласующий кас,кад 18 (эмиттерный или истоковый повторитель), транзисторы 19 и 20 (биполярные, полевые), источник 21 эталонного напряжения, резонансные контуры 22 24 на основе конденсаторов различной емкости с учетом монтажных соединений, нагрузку 28 (объект),Регулирующий транзистор 1 включен последовательно в силовую цепь устройства, а его база соединена с резистором 2 и коллектором транзистора 16 выходного каскада усилителя, эмиттер которого через резистор 4 соединен с выходной шиной, соединенной с коллектором регулирующего транзистора, а через последовательно включенныв резистор 5 и стабистор 1 7 - с противоположной выходной шиной устройства, при этом к эмиттеру транзистора 16 подключен резистор 7. База транзистора 16 соединена с выходом согласующего каскада 3.8, вход которого соединен с управляющим выходом входногодифференциального каскада (ВДК). ВДК выполнен по извест ной схеме дифференциального усилителя, нагрузки которого в виде резисторов 9 и 10 соединены с выходной шиной устройства; в эмиттерной (истоковой) цепи транзисторов 19 и 20 ВДК включены резисторы 13 и 3,4, общая точка которых через резистор 15 соединена с противоположной выходнойшиной устройства. Первый вход ВДК через резистор 3 соединен с противоположным выходом ВДК, а через резистор 6 - с источником эталонного напряжения 23., второй вход ВДК через резистор 8 соединен с соотноситепьно противоположным выходом ВДК и непосредственно с делителем выходного напряжения на резисторах 3.1 и 12. К выходным шинам устройства подключены резонансные контуры на основе конденсаторов 22-24 и нагрузка 25. При смене полярности шин устройства соответственно изменяется на противоположный вид проводимости всех транзистороа и источника эталонного напряжения. Транзисторы 19 и 20 выполнены в виде согласованной пары. Резисторы 13, и 12 должны иметь дос1023297 Составитель С, ГорбачеваРедактор Н. Воловик Техред А.Ач Корректор Г. Огар Заказ 4211/32 . Тираж. 974 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035 Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная. 4 таточно малый одного знака и величины температурный коэффициент сопротивления. Резисторы 2 и 9 предназначены для включения и выключения устройст 5 ва путем соединения их с выходными . шинами - направление включения и выключения показано на. чертеже стрелками; на вход каждого из резисторов 2 или 7 0 могут быть поданы раздельно импульсы напряжения, включающие или выключаю щие устройство - при этом способе включения или выключения уетройства резисторы 2 и 7 могут быть исключены из схемы. Согласующий каскад может быть. исключен из схемы, если выходной каскад усилителя выполнен на полевом транзисторе. Число конденсаторов, т.е. число резонансных контуров, определя 20 . ется качеством монтажа устройства в целом, а в определенных условиях эти контуры могут отсутствовать.При подаче питающего напряжения на вход устройства на его выходе нап 25 ряжение отсутствует или имеет незначительную величину, После запуска стабилизатора напряжения по любому из выше описанных способов на его выходе . появляется номинальное напряжение и начинается нормальный процесс инвариант . ного регулирования выходного напряжения. Когда резисторы 3,8 выключены, то схема устройства работает как компенсационный стабилизатор напряженияс ошибкой, величина которой определя- З 5 ется глубиной главной отрицательной обратной связи, которая ограничена устойчивостью и динамикой регулирования. Введение в схему резисторов 3, 8 достаточно большой величины и умень шенив их сопротивления вызывает увеличение глубины общей положительной .;обратной связи, вследствие чего умень"шается ошибка устройства; при определенной глубине положительной обратной 45 связи в каждом канаде, а в сумме равной единице ошибка устройства равнанулю - схема устройства настроена наэффект бесконечного усиления. Схема :стабилизатора напряжения работает на 50 принципе регулирования по отклонению ипоэтому при настройке ее на эффектбесконечного усилвнйя она обеспечиваетабсолютно инвариантное регулированиеко всем возмущениям - точность устройства определяется только качествомисточника эталонного напряжения. Схема устройства осуществляет устойчивоерегулирование и в режиме перекомпенсации, т.е. в режиме отрицательнойошибки, к любому возмущению,При увеличении тока нагрузки с выховдом за пределы площадки стабилизацийустройства напряжения на его выходеуменьшается, что вызывает увеличениесопротивления транзистора выходногокаскада усилителя и вследствие этогопроисходит еще большее понижение выходного напряжения - этот процессзаканчивается запиранием регулирующьго транзистора. Бсли в нагрузке возникло короткое замыкание, то устройство автоматически выключается. Включение устройства производится одним азвыше описанных способов и, если аварийное состояние объекта ликвидировано, то начинается нормальная работаустройства.Технико-экономический эффект изобретения состоит в том, что созданасхема стабилизатора напряжения с инвариантным регулированием выходной координаты устройства при воздействиина него возмущений, а также осуществля-ется его самозащита, при этом, достигнутое качество реализуется простыми техническими,средствами,Схема устройства является технологичной для интегрального исполнения,Примененный способ самозащиты, нв требующий специально выделенных элементовдля этой функции, расширяет тавке и комьмутационные возможности, позволяя производить коммутационные операции с устройством без разрыва силовой цепи, приэтом все. эти операции осуществляютсяимпульсами напряжения, что особенноважно для систем с резервированиемпитания,