Стабилизатор постоянного напряжения

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 25.10,79 (21) 2831760/24-07с присоединением заявки Но 05 Г 1/5 су ственныи комите СССРам изобретений открытий 23) Приори убл ано 1506.81, Бюллетень М 22 икования описания 15 . 06, 81(71) Заявите 54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯХЕНИЯ О коротко билизат резисто где ЗН - то о зиИзобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в измерительных приборах и системах.Известны стабилизаторы постоянного напряжения, используемые для питания различной радиоэлектроннойаппаратуры 11 и 21.Наиболее. близким по технической сущности к предлагаемому является стабилизатор постоянного напряжения, О содержащий регулирующий элемент, сигнальный вход которого соединен с входом стабилизатора, а управляющий - с выходом сумматора, выход регулирующего элемента соединен с15 одним из входов порогового узла и через опорный резистор - с выходом стабилизатора, выход стабилизатора, в свою очередь, соединен с другим входом порогового узла, через два 2 последовательно соединенных резистора - с общей шиной и, кроме этого, через выходной конденсатор соединен с общей шиной, средняя точка последовательно соединенных резисторов сое динена с одним из входов сравнивающего узла, другой вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, выход сравнивающего узла .соединен с одним из входов сумматора,30 другой его вход соединен с выходомтриггера, установочныи вход триггерасоединен с выходом порогового узла,асбросовый - с выходом источника сбросового сигнала. В нормальном режимеработы стабилизатора триггер находит.ся в состоянии, при котором его выходное напряжение равно нулю и неоказывает влияние на работу стабилизатора в целом. При этом входное напряжение стабилизатора с некоторымкоэффициентом передачи передаетсячерез регулирующий элемент на выход.Если выходное напряжение не соответствует номинальному значению, то свыхода сравнивающего узла через сумматор на регулирующий элемент оказывается воздеиствие, изменяющее егокоэффициент передачи таким образом,чтобы на выходе стабилизатора установилось напряжение, равное номинальному значению.При возникновении перегрузки илиго замыкания на выходе стаора образующийся на опорномре перепад напряжений, равныйц 1= з цок нагрузки;противление опорного рестора, 838682превышает напряжение срабатыванияпорогового узла, в результате чего навыходе триггера появляется напряжеНие, запрещающее прохождение входного напряжения через регулирующик элемент на выход стабилизатора, В момент включения стабилизатора на вхо 5де, а следовательно, к на его выходепроисходит скачкообразное (инерционностью регулирующего элементаможно пренебречь) изменение напряжения, при котором в цепи выходного конденсатора возникает переходной процесс, вызывающий резкое нарастание тока ( с) в цепи: регулирующий элемент, опорнык резистор,выходной конденсатор (21,15Однако в данном устройстве наопорном резисторе, определяемое извыражения О = ( Лк + Лс)йо, можетпревысить напряжение срабатыванияпорогового узла даже в случае, когда 20Эн =О, в результате чего происхоцитложное срабатывание триггера, Стабилизатор отключается. Таким образом,ток )с обусловленный переходнымпроцессом в цепи выходного конден- дсатора, можно рассматривать как помеху, приводящую к отказу в работестабилизатора. Аналогичное явлениепроисходит и при подключении к выходу стабилизатора емкостной нагрузки, т.е. ток, обусловленный переходным процессом в цепи нагрузки, такжеприводит к отказу в работе стабилизатора,Цель изобретения - повышение надежности стабилизатора постоянногонапряжения.Поставленная цель достигаетсятем, что в стабилизатор, содержащийрегулирующий элемент, сигнальныквход которого соединен с входньпч 4 Овыводом стабилизатора, а управляющий - с выходом сумматора, один извходов сумматора соединен с выходомтриггера, сбросовый вход триггерасоединен с источником сбросового 4сигнала, второй вход сумматора соединен с выходом сравнивающего узла,один из входов сравнивающего узласоединен с источником опорного напряжения, второй вход сравнивающегоузла соединен со средней точкой последовательно соединенных резисторов,включенных между выходными выводами,первый вход порогового узла черезопорный резистор соединен с выходным выводом, который, в свою очередь,соединен со вторым входом порогового узла и через два последовательносоединенных резистора - с общей шиной, один из выводов выходного конденсатора соединен с выходным выво- фодом, а второй вывод - с общей шиной,введены линия задержки, коммутирующий элемент, формирователь управляюще.го сигнала, дополнительный триггер,ограничивающий резистор и схема у совпадения, причем вход коммутирующего элемента соединен с выходомрегулирующего элемента один кз выходов коммутирующего элемента черезограничивающий резистор соединен сего другим выходом, который, в своюочередь, соединен с первым входомпорогового узла, выход формирователяуправляющего сигнала соединен с управляющим входом коммутирующегоэлемента и через линию задержкисо сбросовым входом дополнительноготриггера, выход дополнительноготриггера соединен с одним из входовсхемы совпадения, выход пороговогоузла соединен со входом формирователя управляющего сигнала, со счетным входом дополнительного триггера к со вторым входом схемы совпадения, выход схемы совпадения соединен с установочным входом триггера.Иа чертеже приведена функциональная схема предлагаемого стабилизаторапостоянного напряжения.Стабилизатор содержит регулирующки элемент 1, сумматор 2, линию 3задержки, коммуткрующик элемент 4,формирователь 5 управляющего сигнала, дополнктельнык триггер 6, триггер 7, сравнивающий узел 8, ограничивающий резистор 9, опорный резистор 10,. пороговый узел 11, схему 12 совпадения, источник 13 сбросового сигнала, источник 14 опорного напряжения, последовательно соединенные резисторы 15 к 16, выходной конденсатор 17,В нормальном режиме работы стабилизатора коммутирующий элемент 4находится в состоянии, при которомвыход регулирующего элемента 1 подключен к опорному резистору 10, минуя ограничивающий резистор 9,атриггер 7 находится в состоянии, прикотором его выходное напряжение равно нулю и не оказывает влияния на работу стабилизатора в целом, При этомвходное напряжение стабилкзатора снекоторым коэффициентом передачипередается через регулирующий элемент 1 на выход, Если выходное напряженке не соответствует номкнальному значению, то с выхода сравнивающего узла 8 через сумматор 2на регулирующий элемент 1 оказывается воздействие, изменяющее егокоэффициент передачи таким образом,чтобы на выходе стабилизатора установилось напряжение, равное номинальному значению.В момент включения стабилизатора на входе, а следовательно, и наего выходе происходит скачкообразное изменение напряжения, при котором в цепи выходногоконденсатора17 к нагрузки (если она обладает емкостными свойствами) возникаетпереходной процесс, обуславлквающийрезкое нарастание тока в цепи: ре 838682О гулирующии элемент 1, опорныи резистор 10 и параллельно соединенныевыходной конденсатор 17 и емкостнаянагрузка стабилизатора, Образующийся на опорном резисторе 10 перепадНапряжений поступает на входы порогового узла. Если перепад напряжений на опорном резисторе 10 превышает порог срабатывания порогового узла 11, на его выходе формируетсяположительный перепад напряжения,при этом на выходе формирователя 5управляющего сигнала формируетсяперепад напряжения, по которомукоммутирующий элемент 4 подключаетвыход регулирующего элемента 1 копорному резистору 10 через ограничивающий резистор 9. Длительностьвыходного импульса формирователяуправляющего сигнала выбираетсятакой, чтобы переходный процесс,происходящий на выходном конденсаторе 17 и емкости нагрузки, закончился. За счет подключения ограничивающего резистора 9 к выходу регу-,лирующего элемента 4 происходит ограничение тока переходного процесса, поэтому падение напряжения на опорном резисторе оказывается меньшепорога. срабатывания, порогового узала 11 и яа его выходе формируется отрйцательный перепад напряжения,покоторому дополнительный триггер 8переводится в единичное состояние,а коммутирующий элемент 4 отрицательным перепадом напряжения, поступающим с формирователя 5 управляющего сигнала, переводится в состояние,при котором выход регулирующего элемента 1 подключается к опорному резистору 10, минуя ограничивающии резистор 9, Если после этого падение напряжения на опорном резисторе 10снова превышает порог срабатыванияпорогового узла 11, на его выходеформируется положительный перепаднапряжения, Так как управляющеенапряжение с формирователя 5 управляющего сигнала, переводящее дополнительный триггер б в нулевое состояние, поступает на него с задерккой во времени, на обоих входах схемы 12 совпадения в этот момент присутствует положительный потенциали на ее выходе формируется импульс,переводящий триггер 7 в состояние,при котором запрещается прохождениевходного напряжения стабилизаторачерез регулирующий элемент 1 на выход. Если перепад напряжений на опорном резисторе 10 после отключения ограничивающего резистора 9 не превышает порога срабатывания порогового узла 11, выход регулирующего элемента 1 остается подключенным к выходу стабилизатора через опорный резистор 10, минуя ограничивающий 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 резистор 9, и стабилизатор работаетв нормальном режиме. Таким образом, введение в схему линии задержки, коммутирующего элемента, формирователя управляющего сигнала, дополнительного триггера, ограничивающего резистора, схемы совпадения и указанных выше связей исключает возможность ложного срабатывания триггера во время переходного процесса. Формула изобретения Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий элемент, сигнальный вход которого соединен с входным выводом, а управляюции - с выходом сумматора, один извходов сумматора соединен с выходомтриггера, сбросовый вход триггерасоединен с источником сбросовогосигнала, второй вход сумматора соединен с выходом сравниваюцего уз,а,один из входов сравнивакщего узласоединен с источником опорного напряжения, второй вход сравнивающего узла соединен со средней точкой последовательно соединенных резисторов,включенных между выходными выводами,первый вход порогового узла черезопорный резистор соединен с выходнымвыводом, ко;орый, в свою очередь,соединен со вторым входом порогового узла и через два оследовательно соединенных резистора - с общей шиной,один из выводов выходного конденсатора соединен с выходным выводом, авторои вывод - с общей шиной, о тл и ч а ю щ и и с я тем, что, сцелью повышения надежности, в неговведены линия задержки, коммутирующий элемент, формирователь управляющего сигнала, дополнительныи триггер,ограничивающии резистор и схема совпадения, причем вход коммутирующегоэлемента соединен с выходом регулируюцего элемента, один из выходовкоммутирующего элемента через ограничивающий резистор соединен с егодругим выходом, который, в свою очередь, соединен с первым входом порогового узла, выход формирователяуправляющего сигнала соединен суправляющим входом коммутирующего элемента и через линию задержки - сосбросовым входом дополнительноготриггера, выход дополнительноготриггера соединен с одним из входов схемы совпадения, выход порогового узла соединен со входом формирователя управляющего, сигнала, сосчетным входом дополнительного триггера и со вторым входом схемы совпадения, выход схемы совпадениясоединен с установочным входом триггера,838682 Редактор В. Роман аказ 4445/ Тираж 940 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретении и открытий 35, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/113 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,4 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1., Авторское свидетельство СССР ф Р 535562, кл. 0 05 Г 1/56, 1975, 2. Венгеровский Л,В, Вайнштеин А,Х Прецизионные полупроводниковые стабилизаторы, "Энергия", 1974, с, 106- 112, рис. 11-2. Составитель В, КругловаТехредН.Ковалева Корректор О. Бил