Стабилизатор постоянного напряжения и тока

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника электропитания с улучшенными параметрами. Цель изобретения - повышение быстродействия во всем диапазоне выходных напряжений и одновременное упрощение схемы при сохранении высокой стабильности выходного тока. Устройство работает в двух режимах - стабилизации тока и напряжения. Выполнение одного из плеч делителя напряжения в виде стабилизатора тока позволяет не только повысить быстродействие устройства, но и отказаться от ряда лишних узлов (второй группы источников постоянного напряжения). 1 ил.

. СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕаЪБЛИК (l9(SU (Ill 1

А1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

flO ИЗбБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (»)Z С 05 Р 1/56

1 (21) 4618079/24-07 (22) 09,12.88 (46) 15.11.90. Бюл. и 42 (22) А.А.Иванов (53) 621.316.722,1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1053085, кл. G 05 F 1/56, 1982.

Патент США У 3303412, кл. С 05 Р.1/56,.1967. .(54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯ1КЕНИЯ И ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника электропитания с

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано B качестве источника электропитания с улучшенными параметрами.

Цель изобретения — повышение быстродействия во всем диапазоне выходных напряжений и упрощение схемы при сохранении высокой стабильности выходного тока.

На чертеже(изображена функциональная схема стабилизатора постоянного напряжения и тока.

Стабилизатор содержит входной 1, выходной 2 и общий 3 выводы. Последо- вательный регулирующий элемент 4 выходом подключен к выходному выводу 2 через датчик 5 тока нагрузки. Узел

6 обратной связи по току входом подключен к датчику 5 тока. Источник 7 .постоянного напряжения подключен одним полюсом к выходу регулирующего элемента 4, а другим полюсом - к вхоулучшенными параметрами. Цель изобретения — повышение быстродействия во всем диапазоне выходных напряжений и одновременное упрощение схемы при сохранении высокой стабильности выходного тока, Устройство работает в двух режимах — стабилизации тока и напряжения. Выполнение одного из плеч делителя напряжения в виде стабили- затора тока позволяет не только повысить быстродействие устройства, но и отказаться от ряда лишних узлов (второй группы источников постоянного напряжения). 1 ил, ду делителя напряжения с плечами

С:

8 и 9. Узел 10 обратной связи по на" пряжению входом подключен к выходному выводу 2 и выходу делителя напряжения.

В делителе плечом 8 является резистор с регулируемым сопротивлением, а 4Р плечом 9 — стабилизатор тока с основными выводами ll и 12, который вы- в» полнен, например, в простейшем слу- и чае на транзисторе 13 с резистором

14 в эмиттерной цепи и со стабилитроном 15 и диодом 16 в базовой цепи,,питающимися от источника 7 через резистор 17.

Выходы узлов 6 и 10 через элемент

ИЛИ 18 соединены с управляющим входом регулирующего элемента 4.

Стабилизатор работает следующим образом.

В режиме стабилизации напряжения выходное напряжение стабилизатора

,нри достаточно большом. петлевом уси1606967 ленин) определяется практически только падением напряжения на резисторе

8 которое линейно зависит от тока делителя напряжения. Указанный ток является выходным током стабилизатора

9 тока, который (ток) легко может быть сделан независимым от величины

- напряжения, приложенного к основным выводам 11 и 12 стабилизатора 9 тока.

Поэтому изменение напряжения на датчик 5 тока„ вызванное изменением тока нагрузки, не будет влиять на стабильность выходного напряжения стабилизатора. Если принять во внимание, что коэффициент передачи по переменному току делителя напряжения определяется отношением сопротивления резистора 8 к сумме этого сопротивления и дифференциального сопротив" ления стабилизатора 9 .тока, которое всегда может быть сделано много большим максимального сопротивления резистора 8, то очевидно, что указанный коэффициент передачи делителя в предлагаемом стабиЛизаторе будет близок к единице при любом значении сбпротивления резистора 8 и, соответственно, при любом значении выходного напряжения стабилизатора, Поэтому в предлагаемом стабилизаторе при любом значении выходного напряжения глубина отрицательной обратной связи (ООС) практически не меняется и может быть выбрана максимально возможной. При этом соответственно не меняется и может быть выбрана максимально возможной частота единичного усиления в петле ООС и, следовательно, обеспечивается неизмен- 40 ное и максимально возможное быстродействие стабилизатора при любом зна-. чении его выходного напряжения.

В режиме стабилизации тока ток делителя, зависящий от отношения напряжения на нагрузке к его максимальному значению, протекает с выхода регулирующего элемента 4 через источник 7 и стабилизатор 9 тока, минуя датчик 5 тока. Благодаря этому в предлагаемом стабилизаторе обеспечивается высокая стабильность выходного тока независимо от величины тока, протекающего через делитель напряжения, Таким образом, в предлагаемом ста55 билизаторе обеспечивается в режиме стабилизации напряжения максимально высокое быстродействие во всем диапазоне выходных напряжений в отличие от прототипа, где с увеличением выходного напряжения быстродействие стабилизатора уменьшается, а стабильность выходного тока в режиме стабилизации тока такая же высокая, как и в прототипе.

Реализация предлагаемого стабилизатора значительно проще прототипа, так как вместо двух групп вспомогательных источников питания с изолированными общими проводами и дополнительного операционного усилителя, необходимых в прототипе, в предлагаемом стабилизаторе достаточно только одной группы вспомогательных источников питания с общим проводом, соединенным с выходом регулирующего элемента, и относительно несложного дополнительного стабилизатора тока.

Кроме того, благодаря неизменности

ООС здесь не требуется наклона

6 дБ/окт логарифмической амплитудночастотной характеристики (ЛАЧХ) петлевого усиления в области верхних частот в широких пределах.

Поэтому в предлагаемом стабилизаторе может быть обеспечена более широкая полоса частот петлевого усиления (за счет организации такой ЛАЧХ этого усиления, у которой в области средних частот наклон превышает

6 дБ/окт), что, соответственно, позволяет расширить полосу частот, в которой обеспечивается высокая стабильность выходного напряжения н низкое выходное сопротивление стабилизатора.

Формула и з обретения

Стабилизатор постоянного напряжения и тока, содержащий последовательно соединенные регулирующий элемент и датчик тока нагрузки, включенные между входным и выходным выводами, узел обратной связи по току, входом

coePHHeHHbIA c. o H bHbi BbIxoPoM датчика тока, делитель напряжения, подключенный между общим выводом и выводом для подключения первого полюса источника постоянного напряжения, и узел обратной связи по напряжению, вход которого подключен к выходу делителя напряжения и к выходному выводу, причем выходы обоих узлов обратной связи через элемент ИЛИ подключены к управляющему входу регулирующего элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия во всем диапазоне выходных

5 1 606967 6 напряжений и упрощения схемы при со- ника постоянного . напряжения,, использо" хранении высокой стабильности выход- . ван стабилизатор тока, а вывод для ного тока, в качестве плеча делителя подключения второго полюса указаннонапряжения, соединенного с выводом го источника соединен с выходом регудля порключения первого полюса источ- лирующего элемента.

Составитель С.Ситко

Редактор Е.Конча Техред Л.Олийнык Корректор О.Ципле

Заказ 3550 Тираж б51 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственко-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101