Стабилизатор постоянного напряжения

к авт. свид Ву6 (21) 2405130/24 ополнительно 51) М. Кл.в 2) Заявлен 05 Г 1 присоединением заявки Мв Государственный комит ГГгР то делам изобретеии и отгоытий(54) СТАБ ИЛ ИЗА электротехни но в источни иотехническо отно тть и разли ится к ользов ой ра ся повышение равления стадинамических3 Изобретение ске и может бь сп аках питания чн даппаратуры.Известны стабилизаторы постоянного напряжения 1, 2.Первое из известных устройств содержитрегулирующий элемент, выполненный в виде последовательного соединения нескольких транзисторов, и орган управления, состоящий из измерительного элемента иусилителя постоянного тока.Второе из известных устройств, являющееся наиболее близким техническим решением к данному изобретению, содержит 15два последовательно соединенных регулирующих транзистора, включенных в однуцз силовых шин, цепь обратной связи, состоящую из последовательно соединенныхизмерительного элемента, подключенного 20параллельно выходным выводам, органасравнения и усилителя постоянного тока,и дополнительный источник питания. Недостатком этих устройств является низкийКПД и сложная схема управ. пения стабилизатором,Целью изобретения являетКПД и упрощение схемы упбилизатором при сохранениикачеств. 0 Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор постоянного напряжения, содержащий два последовательно соединенных регулирующих транзистора, включенных в одну из силовых шин, цепь обратной связи, состоящую из последовательно соединенных измерительного элемента, подключенного параллельно выходным выводам, органа сравнения и усилителя постоянного тока, и дополнительный источник питания, дополнительно введен задающий генератор, соединенный входами с соответствующими базами двух дополнительно введенных переключающих транзисторов, к коллекторам которых соответственно подключены одни концы первичных обмоток дополнительно введенного трансформатора, другие концы которых соединены друг с другом и через дополнительно введенный делитель на резисторах подключены к дополнительному источнику питания, причем параллельно одному из резисторов делителя переходом эмиттер коллектор включен дополнительно введенный транзистор, база которого соединена с выходом усилителя постоянного тока, при этом одна из вторичных обмоток указанного трансформатора через дополнительно введенный первый диодный мост с параллельно включенным конденсатором5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 б 0 65 соединена с переходом база в эмитт одного регулирующего транзистора, другая из вторичных обмоток через второй дополи тельно введенный диодный мост соединена с переходом база - эмиттер другого регулирующего транзистора, а между точкой соединения двух регулирующих транзисторов и общей шиной включен дополнительно введенный резистор.На чертеже изображена схема стабилизатора.Стабилизатор содержит последовательно соединенные регулирующие транзисторы 1, 2, задающий генератор 3, переключающие транзисторы 4, коллекторы которых подключены к первичным обмоткам трансформатора, делитель на резисторах 5, 6. Параллельно резистору 5 переходом эмиттер в коллект подключен транзистор 7, оаза которого соединена с выходом усилителя 8 чостоянного тока, диодный мост 9, диодный мост 10 с конденсатором 11, конденсатор 12 выходного фильтра и шунтирующий выход стабилизатора, высокочастотный конденсатор 13, тумблер 14 для подключения внешнего сигнала управления, симметрирующий резистор 15, клеммы 16, 17 тумблера 14,Стабилизалор работает следующим образом.При работе стабилизатора без сигнала управления (тумблер 14 в положении клеммы 16) с выхода задающего генератора 3 подается последовательность одно- полярных импульсов на базы переключающих транзисторов 4, которые коммутируют напряжение встречно включенных первичных обмоток трансформатора. Во вторичных обмотках индуктируется переменное напряжение прямоугольной формы (меандр), которое выпрямляется диодными мостами 9, 10 и подается на базы регулирующих транзисторов 1, 2. Этим напряжением управляются регулирующие транзисторы 1, 2, Сигнал разности выходного напряжения и опорного, усиленный усилителемем 8 постоянного тока, изменяет ток коллекторного перехода транзистора 7 и тем самым управляет амплитудой напряжения на первичных и вторичных обмотках трансформатора через переключающие транзисторы 4. Вследствие чего изменяется напряжение на выходе мостов 9, 10, которое управляет величиной падения напряжения на переходах эмиттер в коллект регулирующих транзисторов 1, 2, так, чтобы при всех дестабилизирующих факторах, действующих на входе и выходе стабилизатора выходное напряжение оставалось неизменным.Выходное напряжение диодного моста 10 сглаживается конденсатором 11 небольшой емкости, а на выходе диодного моста 9 конденсатора нет. Поэтому на выходе диодного моста 9 будут иметь место провалы напряжен я, определяе.лые временем переключения диодов и длительностью фронта переменного прямоугольного напряжения. 1 ак как можно обеспечить малую длительность фронта и малое время переключения диодов, то длительность провала составит доли микросекунды. Такой провал в значительной степени интегрируется емкостью эмиттерного перехода регулирующего транзистора 2. Полное сглажпвание высокочастотной составляющей, обусловленной провалом напряжения в момент переключения диодов моста 9, обеспечивает высокочастотный конденсатор 13, который необходим независимо от характера нагрузки (импульсная или постоянная) и длины токоведущих проводов нагрузки. Постоянные времени по регулирующему воздействию на регулирующие транзисторы 1, 2 различны, причем для транзистора 1 постоянная времени больше за счет действия конденсатора 11. Поэтому быстропротекающие возмущения отрабатываются регулирующим транзистором 2, а более медленные и установившиеся - обоими транзисторами 1 и 2, Вследствие чего динамические качества стабилизатора не ухудшаются, Наличие конденсатора 11 обеспечивает более устойчивую работу стабилизатора и исключает насыщение только одного из регулирующих транзисторов, что могло бы иметь место в реальных случаях, обусловленных неидентичностью параметров регулирующих транзисторов и регулирующего воздействия на их базах по времени и по амплитуде. Для более устойчивой работы и равного распределения напряжения на коллекторах регулирующих транзисторов 1, 2 необходимо, чтобы постоянные времени по регулирующему воздействию значительно отличались. По этой же причине может возникнуть неравное распределение напряжения на коллекторах транзисторов 1, 2 при полном сбросе нагрузки, когда неидентичность характеристик транзисторов особенно сильно сказывается, Включение симметрирующего резистора 15 обеспечивает выравнивание напряжений.При переключении тумблера 14 в положение клеммы 17 стабилизатор работает от внешнего сигнала управления, подаваемого относительно общей точки, В этом случае внешний сигнал управления является опорным. Поэтому выходное напряжение стабилизатора изменяется в соответствии с его величиной и формой.В качестве регулирующего элемента может быть использован один регулирующий транзистор (составной), его база соединяется с диодным мостом без сглаживающего конденсатора. Включение конденсатора может привести к ухудшению устойчивости и динамических качеств стабилизатора, 650061Так как измерительные цепи гальвани- чески развязаны с силовой цепью, находящейся под повышенным напряжением, то отпадает необходимость в высоковольтных транзисторах на выходе УПТ, т. е. становится возможным использование микросхем,в измерительной цепи, Независимое управление каждым регулирующим транзистором позволяет исключить симметрпрующие резисторы достаточно большей 10 мощности и обеспечить стабилизацию выходного напряжения от единиц вольт до сотен вольт.Формул а изобр етсн и яСтабилизатор постоянного напряжения, содержащий два последовательно соединенных регулирующих транзистора, включенных в одну из силовых шин, цепь обратной связи, состоящую из последователь. 20 но соединенных измерительного элемента, подключенного параллельно выходным выводам, органа сравнения и усилителя постоянного тока, и дополнительный источник питания, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, 25 с целью повышения КПД и упрощения управления стабилизатором при сохранении динамических качеств, в него дополнительно введен задающий генератор, соединенный входами с соответствующими базами З 0 двух дополнительно введенных переключающих транзисторов, к коллекторам которых соответственно подключены одни концы первичных обмоток дополнительно введенного трансформатора, другие концы которых соединены друг с другом и через дополнительно введенный делитель на резисторах подключены к дополнительному источнику питания, причем параллс.".ьпо одному из резисторов делится переходом эмиттер в коллект включен дополнительно введенный транзистор, база которого соединена с выходом усилителя постоянного тока, при этом одна из вторичных оомоток указанного трансформатора через дополнительно введенный первый диодный мост с параллельно включенным конденсатором соединена с переходом база эмиттер регулирующего транзистора, др- гая из вторичных обмоток через второй дополнительно введенный диодный мост соединена с переходом база - -эмиттер другого регулирующего транзистора, а между точкой соединения двух регулирующих транзисторов и общей шиной, включен дополпительно введенный резистор.Источники информации,принятые во внимание прп экспертизе 1. Белопольский И. И. и др. Транзисторные стабилизаторы на повышенные и высокие напряжения, М., Энергия, 1971, с. 6 - 8, рис. 1, 2.2. Петрова Т, Н. и Петренко В. Г, Полупроводниковый стабилизатор напряжения 500 в, 100 ма, Информационный листок М 75 в 08, ВИМИ, 2 декабря 1975.