Стабилизатор напряжения постоянного тока

(51) Х. Клб ОБГ 1/5 ГосудафстеаНиыв битв СС,СР но яемм изебрйеми и нукрымй(45) Дата опубликования описания 07.11,80 621.316,722.(71) Заявитель ЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОТ БЩя- " щФ 54) СТАБИЛИЗАТОР НА 2 Изобретейие относится к вычислитеЛьнойтехнике и автоматике, предназначено длястабилизации напряжения питания интегральных микросхем широкого применения.В настоящее время интегральные микросхемы широкого применения имеют напряжение питания Ь В, в то время как стандартные источники питания имеют напряжение -6 В. Возникает задача построениястабилизатора постоянного тока, имеющегомалое падение напряжения на последовательном элементе при токе порядка нескольких ампер.Широко известны последовательные стабилизаторы напряжения, в которых регулирующий элемент включен последовательнос нагрузкой 1 - 2. Стабилизаторы такоготипа имеют значительное падение напряжения на регулирующем транзисторе, чтопри низких выходных напряжениях резко 20ухудшают КПД устройства,Известны также параллельные стабилизаторы напряжения 3, которые состоятиз регулирующего элемента с балластнымрезистором, включенного параллельно нагрузке, причем управляющий вход регулирующего элемента через стабилизирующийусилитель соединен с источником опорногонапряжения и нагрузкой,Недостатком известного стабилизатора 30 является то, что прй умейьШенйй илй отключении нагрузки вся Мощность переключается в регулирующий элемент и балластный резистор,Цель изобретения - повышение коэффициента полезности действия при повышенной мощности,Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем гасящее сопротивление, включенное между входной клеммой питания и нагрузкой, транзисторный регулирующий элемент с балластным резистором в коллекторной цепи, включенный параллельно нагрузке, стабилизирующий усилитель, один вход которого соединен с нагрузкой, другой - с источником опорного напряжения, а выход - с входом регулирующего элемента, в качестве гасящего сопротивления применен преобразователь код-сопротивление и введены блок дискриминаторов, интегрирующий конденсатор, первый и второй инверторы, первый и второй ключи, одновибратор и реверсивный счетчик, причем балластный резистор через последовательно включенные блок дискриминаторов, интегрирующий конденсатор, одновибратор, второй ключ и реверсивный счетчик соединен с управляющим входом преобразователя код-сопротивление, выход дискриминатора максимума блока дискриляющему входу преобразователя 2, Один 20 конец резистора 3 подключен через нагрузку 11 к корпусу 12 и к входу стабилизирующего усилителя 13, а другой вчерез регулирующий элемент 14, усилитель 13 и источник 15 опорного напряжения к корпу су 12, подключенному также к элементу 14.Выход дискриминатора 16 максимума блока дискриминаторов 4 через первый инвертор 17 и первый ключ 18 соединен с входом 19 вычитания счетчика 9 и со вторым вхо- З 0 дом второго ключа 8, а выход одновибратора 7 подключен ко второму входу первого ключа 18 и через второй инвертор 20 к конденсатору 6. Регулирующий элемент 14 выполнен в виде транзистора 21 и антигенера ционного конденсатора 22, Преобразователькод-сопротивление 2 состоит из цепочек, последовательно соединенных транзисторов 23 и резисторов 24, а блок 4 состоит из дискриминатора максимума, выполненного на 40 дифференциальном каскаде 25, с опорным делителем 26 напряжения и дискриминатора минимума с сумматором, выполненного на схеме ИЛИ 27.Стабилизатор работает следующим обра зом.Напряжение на нагрузке 11 сравнивается с напряжением источника 15 на выходе усилителя 13, который управляет током через элемент 14 таким образом, чтобы падение 50 напряжения на сопротивлении преобразователя 2 компенсировало изменение напряжения на нагрузке 11. Резистор 3 позволяет снизить рассеиваемую мощность на элементе 14, а также определить при помощи бло ка 4 границы области стабилизации. При срабатывании какого-либо из дискриминаторов через суммирующий выход 5 запускается одновибратор 7, который через ключ 8 или 18 изменяет состояние счетчи ка 9 на единицу. Определяет знак изменения выхода 16 через инвертор 17. Если напряжение на нагрузке 11 превышает номинальное, а элемент 14 близок к насыщению, то срабатывает дискриминатор 27 миниму минаторов соединен со вторым входом второго ключа и через первый инвертор и первый ключ соединен с входом сложения реверсивного счетчика, а выход одновибратора через второй инвертор подключен к ин тегрирующему конденсатору, кроме того, преобразователь код-сопротивление выполнен в виде ряда параллельных цепочек из последовательно соединенных транзисторов. и резисторов. 10На чертеже приведено предлагаемое устройство.Входная клемма 1 через последовательно соединенные преобразователь код-сопротивление 2, балластный резистор 3, блок 4 дис -криминаторов с суммирующим выходом 5, интегрирующий конденсатор 6, одновибратор 7, второй ключ 8, реверсивный счетчик 9 с входом 10 сложения подключен к управ 4.ма и код в счетчике 9 уменьшается на еди. ницу, При этом сопротивление преобразователя 2 увеличивается (за счет отключе ния цепочки транзистор 23 - резистор 24) и напряжение на нагрузке 11 снижается, Если напряжение на нагрузке 11 меньше . номинальногоа.элемент 14 почти закрыт, то соответственно срабатывает дискриминатор максимума 25, код счетчика 9 увеличивается и сопротивление преобразователя 2 уменьшается, .Зона регулировки элемента 14 по току выбирается на 30 - 40% больше, чем изменение тока при единичном изменении кода реверсивного счетчика. При этом обеспечивается работоспособность стабилизатора в широком диапазоне по току нагрузки.Конденсатор 6 со схемой сброса через одновибратор 7 и инвертор 20, выполненный на схеме с открытым коллектором (как и на схеме 27), необходимы для получения задержки в цепи управления преобразователя код-сопротивление, чтобы система сохраняла устойчивость,Формула изобретения1. Стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий гасящее сопротивление, включенное между входной клеммой питания и нагрузкой, транзисторный регулирующий элемент с балластным резистором в коллекторной цепи, включенный параллельно нагрузке, стабилизирующий усилитель, один вход которого соединен с нагрузкой, другой - с источником опорного напряжения, а выход - с входом регулирующего элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента полезного действия при повышенной мощности, в устройстве в качестве гасящего сопротивления использован преобразователь код-сопротивление и введены блок дискриминаторов, интегрирующий конденсатор, первый и второй инверторы, первый и второй ключи, одно- вибратор и реверсивный счетчик, причем балластный резистор через последовательно включенные блок дискриминаторов, интегрирующий конденсатор, одновибратор, второй ключ и реверсивный счетчик соеди-нен с управляющим входом преобразователя код-сопротивление, выход дискриминатора максимума блока дискриминаторов соединен со вторым входом второго ключа и через первый инвертор и первый ключ соединен с входом сложения реверсивного счетчика, а выход одновибратора через второй инвертор подключен к интегрирующему конденсатору.2. Стабилизатор по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что преобразователь код-сопротив-ление выполнен в виде ряда параллельных .цепочек из последовательно соединенных транзисторов и резисторов,777646 оставитель Л, СтрелкинТехред В. Серякова Корректор Е. Николае дактор Петр Заказ 2417/13 Изд.566 Тира НПО Поиск Государственного комитета СССР по де 113035, Москва, Ж, Раушская наТипография, пр. Сапунова,6Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР613309, кл. 6 05 Р 1/56, 1975,62. Авторское свидетельство СССР631904, кл. б 05 Р 1/56, 1975.3. Авторское свидетельство СССР203007, кл, 0 05 Г 1/60, 1968 (прототип).