Стабилизатор напряжения постоянного тока

Союз СоветскихСоцивиистическ ихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ 6 П."ЛЬСТВУ(51)М, Кп,2 С 05 Р 1/58 Государственный комитет СССР оо делам изобретений открытнй(53) УДН 621.З 16, ,722.1(088.8) Дата опубликования описания 250430(54) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКАПредлагаемое изобретение относится к вторичным источникам питания(ВИП) радиоэлектронной аппаратуры иустройств автоматики,Известны стабилизаторы напряжения постоянного тока, содержащие регулятор, выходной фильтр ЬС типа,усилитель обратной связи, выходомподключенный к регулятору, элементопорного напряжения, один вывод кото 10рого соединен с выходом стабилизатора одинаковой с ним полярности, авторой - с токозадающим узлом и содним из входов усилителя обратнойсвязи, второй вход которого соединенс выходом стабилизатора, дополнительный источник, один из полюсов которого подключен к общей выходной шинестабилизатора, и элементы защиты,Однако в известных стабилизаторах 2 Ообязательной составной частью их являются выходные однзвенные или миогозвенные 4 С-фильтры, переходные режимы в этих стабилизаторах сопровождаются пиками токов в силовой цепи 5и перенапряжениями на выходе, крометого существующие схемы стабилизаторовтребуют блокировки (отключения) навремя переходного процесса пуска защитных узлов, а также известные методы защиты от перегрузок и перенапряжений компенсационных стабилизаторов имеют тот существенный недостаток, что реагируют на сигналы уже совершившихся перегрузок или аварий и потому не могут быть эффективным средством ограничения переходных экстратоков и перенапряжений.Целью изобретения является создание стабилизатора напряжения, в котором исключаются переходные энстрато. ки и перенапряжения независимо от типа и выходного фильтра, тем самым повышается надежность, уменьшается стоимость ВИН и устраняются отрицательные влияния пу"ковых токов на другие потребители первичной сети. Кромеэтого, создаются благоприятные условия для упрощения защитных узлов ВИП и повышается их эффективность, так как отпадает необходимость блокировки защит на время пуска.Цель достигается тем, что вход токозадающего узла и питающий вывод усилителя обратной связи соединены с другим полюсом дополнительного источника через ключ, а элемент опорного напряжения содержит диод, включенный в прямом направлении, и последовательно соединенную с ннм РС-цепочку,55 постоянная времени которой выбрана больше постоянной времени выходнойцепи стабилизатора, кроме того в цепьтокозадающего узла включены резисторы с переключающими элементами,например тумблерами, а также один извходов элемента сравнения защиты соединен с выходом элемента опорного напряжения, например, со средней точкой его Резистора, а другой вход -с выходом стабилизатора.,На фиг. 1 и 2 представлены дваварианта схемы стабилизатора напряжения постоянного тока,Стабилизатор содержит (см, фиг. 1)Регулятор 1, выходной фильтр 2, опор. ное напряжение 3, токозадающий узел4, дополнительный источник 5, усилитель б обратной связи с входами 7 и 8,делитель на резисторах 9 и 10, ключ11,коммутатор 12;,циод 13 опорного элемента, включенного в прямом направлении,и последовательно с ним параллельно включенные резистор 14 и конден,сатор 15, а также (см. фиг, 2) тумблер 16 и усилитель 17 защиты.Предложенное устройство работает 75следующим образом.При поступлении напряжения на ре"гулятор 1 после включения коммутатора 12, а затем и на элементы 3,4 и б после замыкания ключа 11 опор"ное напряжение на элементе 3 будетплавно нарастать с нулевого дозаданного значения с постоянной времени оп - В.( С 1Так как поусловию эта постоянная больше постоянной Ск= В, С ф, .то выходноенапряжение стабилизатора будет сле.довать за медленными изменениямиопорного напряжения, т, е, усилитель б будет работать в режиме усиления малых, медленно изменяющих 40ся сигналов. Например, при появлениималого начального напряжения наэлементе 3 и на входе 7 усилителяб соответствующий по величине сигналс выхода усилителя б приведет регулятор 1 в проводящее состояние. Начнется нарастание тока в силовой цепи:и напряжения на выходе фильтра2 (согласно вышесказанному, быстрее,чем нарастни опорного напРяжения) . 50При этом первоначальная величина сигнала на входе 7 усилителя б уменьшится или изменит свою полярность, ограничивая поступление энергии черезрегулятор 1 на выход.стабилизатора.Тем бременем опорное напряжение продолжает нарастать, что вызовет появление нового сигнала отпирания регулятора 1, а затем последующее егозапирание и т. д. до достижения опорным напряжением своего конечного 60значения и начала процесса номинальной стабилизации выходного напряжения стабилизатора.При описанном процессе амплитудатока в силовой цепи (через регуля тор 1 и фильтр 2) не превысит номинального значения тока нагрузки, Для этого, например, при Г-образном ЬС- фильтре 2 достаточно, чтобы оп 2%нНазначение диода 13 - предотвращение разряда конденсатора 15 на низкое входное сопротивление усилителя б и нагрузку стабилизатора, а также обеспечение стабильности опорного напряжения в динамических режимах изменения выходного напряжения стабилизатора, Ключ 11 обеспечивает поступление напряжения питания от вспомогательного источника на элементы 3, 4 и б после подачи напряжения на входы узлов 1 и 5 и установления их рабочих режимов. Тем самым обеспечивается независимость пусковых переходных процессов от момента подачи и крутизны фронта нарастания питающих стабилизатор напряжений.Для того, чтобы исключить появле" ние переходных экстратоков и перенапряжений при ступенчатом изменении установки выходного напряжения, достаточно в предлагаемой схеме скачкообразно изменить (например, с помощью резисторов и тумблеров) величину то" ка узла 4, как это показано на фиг. 2. При замыкании тумблера 16 ток в цепи элемента 3 скачком увеличится, однако рост напряжения произойдет медленно, что обеспечит монотонный рост тока в силовой цепи стаби лизатора и напряжения на его выходе до нового установленного значения.Размыкание тумблера 16 приводит к монотонному снижению тока и выходного напряжения до нового значения. Обычно в электронно-вычислительных машинах требуется ступенчатое изменение напряжения в обе стороны от номинального значения, Тогда в узле 4 предусматриваются два элемента переключения.Другим преимуществом предлагаемой схемы является возможность осуществления контроля и защиты стабилизатора от понижения .выходного напряжения без блокировки (отклюЧения) схемы защиты на время пуска. Дюя.этого в качестве элемента сравнения (задатчика) использована часть напряженияна эле" менте 3 (фиг.2). На -один из входов усилителя 17 защиты подано выходное напряжение стабилизатора, а второй вход подключен к средней точке резистора 14. Так как в исправном ста 6 илизаторе во всех режимах, в том числе и при пуске, выходное нагряжение следует за опорным, то и напряжение на входе усилителя 17 будет следовать за напряжением на выходеи будет всегда больше последнего. Сигнала на выходе усилителя 17 при этом не будет. Если же по каким-либо причинам при пуске нарушится указанное соотношение напряжений, то на выходе639338 Формула изобретения 1 егоЬ усилителя 17 возникнет,сигнал дозавершения пускового процесса,1. Стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий регулятор, выходной фильтр 1 С-типа, усилитель обратной связи, выходом подключенный крегулятору, элемент опорногО напря"жения, один вывод которого соединенс выходом стабилизатора одинаковойс ним полярности, а другой - с токозадающим узлом и с одним иэ входовусилителя обратной связи, второй входкоторого соединен с выходом стабилизатора, дополнительный источник,.один иэ полюсов которого подключенк общей выходной шине стабилизатора,и элементы защиты, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью упро" 20щения и повышения надежности, улучшения пусковых характеристик стабилизатора, вход токозадающего узлаи питающий вывод усилителя обратной связи соединены с другим полюсомдополнительного источника через ключ,а элемент опорного напряжения содержит диод, включенный в прямомнаправлении, ц последовательно соединенную с ними РС-цепочку, постояннаявремени которой выбрана больше постоянной времени выходной цепи стабилизатора. 2, Стабилизатор пс и. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения переходных характеристик при ступенчатом изменении выходного напряжения, в цепь токоэацающего узла вклю-, чены резисторы с переключающими элементами, например тумблерами.3. Стабилизатор по пп. 1 и 2, о т. л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения защиты от понижения напряжения, один из входов элемента сравнения защиты соединен с выходом элемента опорного напряжения, например со средней точкой его резистора, а другой вход - с выходом стабилизатора.639338 8 н Составитель И. ИвановскаяТехред Н,Бабурка КОрректор В,синицкая едактор Е. пов За одписно Патент , г. Ужгород, ул. Проект илиал