Стабилизатор напряжения постоянно-го toka

Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 16. 08.78 (21) 2655425/24-07 51)М, Кл,05 Г 1/58 с прмсоедииеиивм заявки2 1 оеударствениый комитет СССР по делам изобретениИ и открытий(53) УДК 621.З 16. .722.1 088.8 Дата опубликования описания 09.02. 81(72) Автор мзобре тени я В. Р. Скегин(54) СТАБИЛИЗАТ ове расностей, абилиИзобретение относится к электротехнике, в частности к стабилизированным источникам питания, и может быть использовано для электропитания различной электро и радиоаппаратуры, а также аппаратуры связи, измерительной и вычислительной техники.Известен стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий. регулирующий элемент, соединенный с из-. мерительным блоком, подключенным к выходу стабилизатора через усилитель постоянного тока, выполненный по дифференциальной схеме, и блок для защиты от понижения и повышения выходного напряжения 113 . Недостатками этого стабилизатора являются низкие надежность и температурная стабильность.Известен также стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий последовательно включенный в силовую шину регулирующий элемент, выход которого соединен с выходным выводом и через измерительный блок - с первым входом сравнивающего блока, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения, усилитель постоянного тока, выполненный по дифференциальной схеме, состоящий ЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА из токозадающего элемента, вход которого подключен к выводу для подключения источника смещения, активных элементов, управляющие входы которых подключены к первому и второму выходам сравнивающего блока, выходпервого активного элемента подключенк управляющему входу регулирующегоэлемента, резисторов, подключенных ксоответствующим активным элементам,точка соединения которых подключенак выходу токозадающего элемента, диодов и блока защиты 2Недостатком этого стабилизатора 5 является ограниченные функциональные возможности, т.е. невозможностьраздельной и плавной регулировки ирога срабатывания защиты как при уличении, так и прн уменьшении тока 20 нагрузки, а также низкие надежность и КПД.Целью изобретения являютсяширение функциональных возможповышение надежности и КПД ст 5 затора.Это достигается тем, что в стабилизаторе напряжения постоянного токав усилителе постоянного тока резисторы выполнены переменными, подвижные 30 контакты которых через соответствую 802953щие диоды подключены к входам блоказащиты, выход которого подключен кточке соединения активных элементов.На чертеже представлена блок-схемастабилизатора напряжения постоянноготока.Стабилизатор содержит последова"тельно включенный в силовую шину регулирующий элемент 1, выход которогосоединен с выходным выводом и черезизмерительный блок 2 с первым входом сравнивающегоблока 3, второйвход которого соединен с источником4 опорного напряжения, усилитель 5постоянного тока, выполненный по дифференциальной схеме, содержащий токозадающий элемент б, вход которогоподключен к выводу для подключенияисточника смещения О , выход - кточке соединения активных элементов7,8, резисторы 9, 10, диоды 11, 12блок 13 зациты. К управляющим входамактивных элементов 7, 8 подключеныпервый и второй выходы сравнивающегоблока 3, выход активного элемента. 7подключен к управляющему входу регу,лирующего элемента 1Резисторы 9,10 выполнены переменными и подключены к,соответствующим активным элементам 7,8, подвижные контакты резисторов 9, 10 через соответствующие диоды 11, 12 подключены к входамблока 13, выхоц которого подключенк точке соединения активных элементов. Свободные контакты резисторов 9,10 подключены к выводу для подключения напряжения питания О, усилителяпостоянного тока,В нормальном режиме стабилизаторработает следующим образом,Сигнал разности между опорным напряжением, получаемым от источника 4и частью выходного напряжения, определяемой блоком 2, выделяется иусиливается в блоке 3 и подается навходы элементов 7 и 8 оконечного дифференциального каскада усилителя постоянного тока.В зависимости от величины и полярности сигнала на выходе блока 3 изменяется ток, протекающий через элементы 7 и 8, причем изменения токовв активных элементах равны по величине и противоположны по знаку. Изменение"тока в элементе 7 вызывает изменение напряжения в управляющей цепи элемента 1, а следовательно, иизменение падения напряжения на элементе 1, работающем в линейном режиме. Таким образом, падения напряжения на регулирующем элементе компенсирует влияние дестабилизирующихфакторов и на нагрузке поддерживается неизменное напряжение ОЬ,Существенным является тот факт, что токи, протекающие через активные элементы, а следовательно, и напряжения на подвижных контактах нагру" эочных резисторов 9 и 10 находятсяПри увеличении (уменьшении) тока нагрузки незначительное понижение(повышение) выходного напряжения выявляется и усиливается блоком 3, при этом ток, протекающий через элемент 7(8), растет, а через элемент 8(7) - уменьшается. Напряжение на подвижном контакте резистора 10(9)растет и через диод 12(11)поступает на вход блока для защиты, поскольку напряжение на подвижном контакте резистора 9(10) при этом уменьшается и диод 11(12) оказывается запертым.В момент достижения напряжением на входе блока 13 порога срабатывания ток на его выходе резко увеличивается, что приводит к возрастанию напряжения в общей точке элементов 7 и 8 до величины, большей, чем величина напряжения на их входах,определяемого величиной опорного напряжения, и их одновременному полному запиранию, а следовательно, и к полному запиранию элемента 1. Таким образом, питание нагрузки прекращается. Это состояние будет сохраняться до момента отключения первичного источника питания.Существенным является то обстоятельство, что при уменьшении тока, протекающего через элемент б, падение напряжения на элементе 1 увеличивается и в пределе, когда ток через элемент б не протекает, регулирующий элемент 1 полностью за= перт. В этом случае регулирующим элементом не потребляется мощность, что приводит к повышению КПД стабилизатора.В качестве регулирующего элемента 1 стабилизатора, выполняющего также функции исполнительного элемента, может быть использован активный элемент любого типа (биполярный или полевой транзистор, ЭВП и т.п.)В качестве блока для защиты может быть использован трехэлектродный прибор с релейной характеристикой и порогом срабатывания порядка нескольких вольт (однопереходный транзистор, тиристор с последовательно включенным в цепь управляющего электрода стабилитроном и т.п.) .Работа стабилизатора и его чувствительность не зависят от установленного выходного напряжения, так как режим оконечного дифференциального каскада усилителя постоянного тока незначительно меняется при изменении заданного значения выходного напряжения. Поскольку элементы блока для защиты включены не на входФ а на выходе усилителя постоянного тока, они не снижают температурную стабильность выходного напряжения. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 в линейной зависимости от тока нагрузки и коэффициент пропорциональности между ними имеет постоянную величину.802953 Формула изобретения 20 Составитель С. Готрава Техре М. Кошт а ачева Кор ектор ешетник Редактор Г,Тираж 9 1 ПодписноеГосударственного комитета СССРделам изобретений и открытий5 Москва БР окая наб. , 4 5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 аказ 10619/61ВНИИПИпо11303 Таким. образом, предлагаемый стабилизатор обладает высокой чувстви тельностью, температурной стабильностью и быстродействием, характеризуется также высокой надежностью, высоким КПД, а также возможностью раздельной плавной регулировки порога срабатывания защиты по максимальному и минимальному току нагрузки. Стабилизатор обладает указанными 10 свойствами и в том случае, если в качестве сравнивающего блока используется оконечный дифференциальный каскад. В этом случае источник 8 опорного напряжения подсоединяют к одно му входу каскада, а выход измерительного блока - к другому.,Стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий последовательно включенный в силовую шину регулирующий элемент, выход которого соединен с выходным выводом и через измерительный блок - с первым входом сравнивающего блока, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения, усилитель постоянноготока, выполненный по дифференциальной схеме, состоящей из токозадающего элемента, вход которого подключенк выводу для подключения источникасмещения активных элементов, управляющие входы которых одключены кпервому и второму вых дам сравнивающего блока, выход первого активногоэлемента подключен к управляющемувходу регулирующего элемента, резисторов, подключенных к соответствующим активным элементам, точка соединения которых подключена к выходутокозадающего элемента, диодов и блока защиты, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения функциональных возможностей, повышения надежности и КПД, в усилителе постоянного тока резисторы выполнены переменными, подвижные контакты которыхчерез соответствующие диоды подключены к входам блока защиты, выход которого подключен к точке соединенияактивных элементов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США У 3512044,кл. 317-16, 1967.2, Авторское свидетельство СССРР 554531, кл. 6 05 Р 1/58, 1976,