Стабилизатор напряжения постоянного тока

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН . 9) О) 55 С 05 Г 1/5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОЫИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАН Н АВТОРСКОМ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВИДЕТЕЛЬСТ Ь 1 , В,0,Леск ри стианов 8) 1 (088 идетел 5 Г/5 етельст 05 Г НАПР ЯЖ ство СССР6, 1976.во СССР569, 1987.ЕНИЯ ПОСТОЯНно сит сятропитан источниЦелью я уменьшениеьности выходинальном токе н(54) СТАБИЛИЗ АТОРНОГО ТОКА(57) Изобретение окам вторичного элеизобретения являетнамической нестабилнапряжения, При номи 2рузки стабилизатора напряжения резис;тор 7 йодгрузки отключен, так как ключ 8 разомкнут. Через светодиод оп- топары 14 ток в этом случае не течет, поэтому ключ 15 замкнут и регулирую, щий транзистор 3 заиунтирован разгрузочным резистором 16 через замкну тый ключ 15. Подгрузка стабилизатораа работает только при малых токах нагрузки и отключается при повышенных токах нагрузки, а регулирукций транзистор 3 шунтируется разгрузочным резистором 16 только при повышенноч мощности, при этом значительно облегчается режим работы регулирующего транзистора 3, что приводит к улучшению динамической нестабильности выходного напряжения. 3 ил.Изобретение относится к электро"технике и может быть использовано для 1электропитания различной радиоэлектронной аппаратуры,Цель изобретения - уменьшение ди-намической нестабильности выходногонапряжения.На Фиг. 1 представлена электрическая схема стабилизатора напряжения постоянного тока; на фиг. 2 - на-.грузочная характеристика выпрямителяна Фиг. 3 - график изменения выходного напряжения стабилизатора при скач-кообразном изменении тока нагрузки.Стабилиз атор (Фиг. 1) содержиттрехфазный трансформатор 1, начала"первичных обмоток которого подключены к входным выводам, а концы - к входам регулирующего элемента 2, состоящего из коммутирующего диодного моста.с регулирующим транзистором 3 в егодиагонали. Вторичные обмотки трехфазного трансформатора 1 через выпрямитель 4 с Фильтром соединены с выход"ными выводами стабилизатора напряжения, к которым, подключен вход измерительного органа 5, выход которогосоединен с усилителем 6 постоячного тока, выход которого соединен с входом регулирующего тран зистора 3, К одному из выходных выводов стабилизатора напряжения.присоединен резистор 7 подгрузки, которыйсвоим вторым выводом подключЕн к другому выходному выводу через ключ 8подгрузки. Вход ключа 8 подгруэки сое.динен с выходом блока 9 управления,Блок 9 управления выполнен в видекомпаратора 10, первым входом соеди 40ненного с входом блока 9 управления,а вторым входом - с выходом делителя11 напряжения, вход которого подключен к источнику 12 опорного напряжения, а выход компаратора 10 - к выходу блока 9 управления, Вход блока 9управления соединен с выходом датчи-.ка 13 тока. Выход блока 9 управлениясоединен через оптопару 14 с управляющим входом ключа 15 разгрузки,который через резистор 1 б разгрузки50подключен к силовым выводам регулирующего транзистора 3.Стабилиз атор работает следукцимобразом.При номинальном токе нагрузки стабилизатора напряжения резистор 7 под"груэки отключен и не подгружает ста-бнлиэатор, так как ключ 8 подгрузки разомкнут, Через светодиод оптопары 14 ток не течет, поэтому ключ 15 раз-. грузки замкнут и регулирующий транзистор 3 эашунтирован резистором 16 разгрузки через замкнутый ключ 15 раз. груз ки аПри сбросе тока нагрузки стабилизатора уменьшается напряжение на датчике 13 тока и компаратор 10 вырабатывает сигнал на включение ключа 8 подгрузки. Одновременно через светодиод оптопары 14 протекает ток, открывая транзистор оптопары 14. В результате размыкается ключ 15 разгрузки и резистор 16 разгрузки перестает шунтировать регулирующий транзистор 3.Необходимо отметить, что быстродействие цепей коммутации резисторов 7 и 1 б значительно вьппе, чем быстродействие цепей обратной связи, так как в цепях коммутации отсутствуют звенья запаздывания, а передача сигнала управления осуществляется через быстродействующие элементы, в частности, через транзисторную оптопару 14.Подгрузка стабилизатора напряжения работает только при малых токах нагрузки и отключается при повьппенных токах нагрузки. Одновременно с отключением происходит шунтирование регулирующего транзистора 3 резистором 16, что в режиме большой нагрузки стабилизатора налряжения облегчает режим работы регулирующего транзистора 3 и тем самым уменьшает рассеиваемую на . нем мощность.Наиболее существенным преимущест.вом. стабилизаторов данного типа яв, ляется уменьшение динамической нестабильности выходного напряжения, обус ловленной режимом одновременного воздействия подгруэки стабилизатора и .шунтирования регулирующего транзистора 3,Вз аимодействие данных воздействий уменьшает результирующую величину динамической нестабильности выходного напряжения.При скачкообразном уменьшении тока нагрузки от 1 д, до 1 ц напряжение О цувеличивается согласно нагру;" зочной характеристике (фиг, 2) на величину ЙО пь ОьюР "О 8 юРПриращение напряжения на выходе стабилизатора, обусловленное запаздыванием цепей обратной связи (ОС) и ре,. гулирующего транзистора 3, в интерва-. ле времени С, С-С (фиг. 3) эаряжаСтабилиз атор напряжения постоянного тока, содержащий трехфазный трансформатор, начала первичных обмоток которого подключены к входным выводам, а концы - к соответствующим входам регулирующего элемента, состоящего иэ коммутирующего диоднага моста с регулируюцим транзистором в ега диагонали, вторичные обмотки трехфазного трансформатора через выпрямитель с фильтром и датчик тока соединены с выходными выводами стабилизатора, к которым подключен вход измерительного органа, выходом соединеннага с входом усилителя постоянного тока, выход ко 5 63683ет конденсатор фильтра выпрямителя с1постоянной времени , =С Й 1, до значениями, йс:(Ь О -ЬО-) (1 "е, -")еьк Ьышр Р1,5где С - величина емкости конденсатора фильтра выпрямителя 4;Й - мгновенное значение сопроЭтивления регулирующего транзистора 3;ОЬОвыпр приращение напряжения на выпрямителе 4 эа счет уменьшения тока нагрузки;ЬО- приращение напряжения на выГпрямителе 4 за счет увеличения напряжения на регулирующем транзисторе 3 при отключении резистора 6 разгрузки.Таким образом, величина ЬОапределяется с учетом одновременного подключения резистора 7 падгрузки и отключения резистора 16 разгрузки,При скачкообразном увеличении тока нагрузки от 1 доНо резистор 257 подгрузки отключается и одновременно параллельно регулирующему транзистору 3 подключается резистор 16 разгрузки,В этом случае напряжение на выходе стабилизатора за время переходного процесса й"й=Дйг (фиг, 3) умень-шается с постоянной времени с =щС,Й до значенияЬОфф (ЬО ЬО 35где С - величина емкости конденсатора фильтра выпрямителя 4;Й - значение сопротивления нагрузки при номинальном токестабилиз атор а;ЬО - уменьшение напряжения навыпрямителе 4 за счет увеличения тока нагрузки стабилиэ атор а; 45ЗО - приращение напряжения на выЭпрямителе 4 эа счет уменьшения напряжения на регулирующем транзисторе 3 пришунтировании ега резчстором 5016 разгрузки.На фиг. 3 приведены кривые зарядаи разряда емкости выходного фильтравыпрямителя 4 стабилизатора С прискачкообразном изменении тока нагрузки от ром до 1 ции и ат щирдорр ц еАмплитуды кривых заряда зависят ат величины возмущающих факторов (1 О), воздействующих на конденсатор С в интер 6 бвале времени запаздывания цепи обрат-ной связи и регулирующего элемента 2стабилиэ атор а ( С- С =Ь йС -ЛС),причем кривые А определяют величинувыброса и спада выходного напряжениябез наличия резисторов 7 и 16 автоматической подгрузки и разгрузки, кривые В " при наличии только резистора .7 автоматической подгрузки и кривыепри наличии резисторов 7 и 6 ав"томатическай подгруэки и разгрузки.Из приведенного анализа видно, чтоналичие автоматической подгрузки встабилизаторе напряжения и автоматической разгрузки регулирующего транзистора 3 при обеспечении их одновременнога срабатывания позволяет значительно улучшить динамические характеристики стабилизатора, работающего врежиме импульсной нагрузки. В этомслучае величины резисторов 7 и 16 подгрузки и разгрузки могут быть рассчитаны таким образом, что при обеспечении высокого КЩ стабилизатора в широком диапазоне тока нагрузки, высокой .надежности и одновременном уменьшениигабаритов обеспечивается минимальнаядинамическая нестабильность стабилизатора, работающего в режиме импульсной нагрузки,Положительный эффект изобретениязаключается также в том, чта при включении стабилизатора на емкастную нагрузку из-эа значительного тока заряда конденсаторов отключается падгрузка стабилизатора, а регулирущций транзистор 3 шунтируется резисторам 16разгрузки, что облегчает режим работырегулирующего транзистора 3 при включении стабилиз атара. фа р мул а и э а б р е т е ни я1636836 Фщх ЩрМамаи Составитель И, Кладов дактор В. Данко Техред Л.Сердюкова Корректор А, ОбручарТираж 474 венного комитета по 113035, Москва, ЖЗаказ 816НИИПИ Госуда Подписноезобретениям и открытиям при ГКНТ СССР Раушская наб., д. 4/5. Производственно-издательский комбинат "Патент",город, у гари торого подключен, к управлякщему входу регулирующего транзистора, оптопара, о т л и ч а ю щ и Й с я тем, что, с целью уменьшения динамической нестабильности выходного напряжения, в не-,5 го введены ключ подгрузки, ключ разгрузки, резистор подгрузкн, резистор разгрузки, блок управления, причем вход блока управления соединен с выходом датчика тока, а выход - с управляющим входом. ключа подгрузки и через оптопару с управляющим входом ключа разгрузки, при этом ключ поду";. груэки через резистор подгрузки соединен с выходными выводами, ключ разгрузки через резистор разгрузки - ссиловыми выводами регулирующего транзистора, а блок управления выполненв виде компаратора, первый вход которого соединен с входом блока управления, второй вход - с выходом делителя напряжения, вход которого под-"ключен к источнику опорного напряжения, а выход компаратора -, к выходублока управления.