Стабилизатор напряжения постоянного тока

 

пц777646

ОПИСАН ИЕ

ИЗОБАТЕ 1 ЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеюа CoaereOe

Ссциаяистических

РеспубяцИ (61) Дополнительное х авт. евид-ву (22) Заявлено 11.01.79 (21) 2713667/24 -07 с прйсоеди1генивм заявки № =(23) Приоритет (43) Опубликовано 07.11.80. Бюллетень 4 41 (45) Дата опубликования описания 07.11,80 (51) K> з

6 05F lj56

focyhaPcf6ihiibii ксМитй

СС,СР йо яеяай изебрйейий и еткры ий (53) УДК 621.316.722. .1 (088.8) (72) Авторы изобретения

М. Е. Глу1пковский и H. В. Розва)1овская (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТО T Б

/ «., .1ф И, «1«

""" м4Р ф

1 2

Изобретейие отнбсится к вычислитеЛьной технике и автоматике, предназначено для стабилизации напряжения питания интегральных микросхем широкого применения.

В настоящее время интегральные микросхемы широкого применения имеют напряжение питания Ь В, в то время как стандартные источники питания имеют напряжение 6 В. Возникает задача построения стабилизатора постоянного тока, имеющего малое падение напряжения на последовательном элементе при токе порядка нескольких ампер.

Широко известны последовательные стабилизаторы напряжения, в которых регули- 15 рующий элемент включен последовательно с нагрузкой (1 — 2J. Стабилизаторы такого типа имеют значительное падение напряжения на регулирующем транзисторе, что при низких выходных напряжениях резко 20 ухудшают КПД устройства.

Известны также параллельные стабилизаторы напряжения (3), которые состоят из регулирующего элемента с балластным резистором, включенного параллельно на- 25 грузке, причем управляющий вход регулирующего элемента через стабилизирующий усилитель соединен с источником опорного напряжения и нагрузкой.

Недостатком известного стабилизатора 30 является то, что прй умейьШенйй илй отключении нагрузки вся Мощность переключается в регулирующий элемент и балластный резистор.

Цель изобретения — повышение коэффициента полезности действия при повышенной мощности, Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем гасящее сопротивление, включенное между входной клеммой питания и нагрузкой, транзисторный регулирующий элемент с балластным резистором в коллекторной цепи, включенный параллельно нагрузке, стабилизирующий усилитель, один вход которого соединен с нагрузкой, другой — с источником опорного напряжения, а выход — с входом регулирующего элемента, в качестве гасящего сопротивления применен преобразователь код-сопротивление и введены блок дискриминаторов, интегрирующий конденсатор, первый и второй инверторы, первый и второй ключи, одновибратор и реверсивный счетчик, причем балластный резистор через последовательно включенные блок дискриминаторов, интегрирующий конденсатор, одновибратор, второй ключ и реверсивный счетчик соединен с управляющим входом преобразователя код-сопротивление, выход дискриминатора максимума блока дискри777646 ляющему входу преобразователя 2, Один

20 конец резистора 3 подключен через нагрузку 11 к корпусу 12 и к входу стабилизирующего усилителя 13, а другой †через регулирующий элемент 14, усилитель 13 и источник 15 опорного напряжения к корпусу 12, подключенному также к элементу 14.

Выход дискриминатора 16 максимума блока дискриминаторов 4 через первый инвертор 17 и первый ключ 18 соединен с входом

19 вычитания счетчика 9 и со вторым вхо- зр дом второго ключа 8, а выход одновибратора 7 подключен ко второму входу первого ключа 18 и через второй инвертор 20 к конденсатору 6. Регулирующий элемент 14 выполнен в виде транзистора 21 и антигенера- з5 ционного конденсатора 22, Преобразователь код-сопротивление 2 состоит из цепочек, последовательно соединенных транзисторов

23 и резисторов 24, а блок 4 состоит из дискриминатора максимума, выполненного на 40 дифференциальном каскаде 25, с опорным делителем 26 напряжения и дискриминатора минимума с сумматором, выполненного на схеме ИЛИ 27.

Стабилизатор работает следующим обра- 45 зом.

Напряжение на нагрузке 11 сравнивается с напряжением источника 15 на выходе усилителя 13, который управляет током через элемент 14 таким образом, чтобы падение 50 напряжения на сопротивлении преобразователя 2 компенсировало изменение напряжения на нагрузке 11. Резистор 3 позволяет снизить рассеиваемую мощность на элементе 14, а также определить при помощи бло- 55 ка 4 границы области стабилизации. При срабатывании какого-либо из дискриминаторов через суммирующий выход 5 запускается одновибратор 7, который через ключ 8 или 18 изменяет состояние счетчи- 60 ка 9 на единицу. Определяет знак изменения выхода 16 через инвертор 17. Если напряжение на нагрузке 11 превышает номинальное, а элемент 14 близок к насыщению, то срабатывает дискриминатор 27 миниму- 55 минаторов соединен со вторым входом второго ключа и через первый инвертор и первый ключ соединен с входом сложения реверсивного счетчика, а выход одновибратора через второй инвертор подключен к ин- 5 тегрирующему конденсатору, кроме того, преобразователь код-сопротивление выполнен в виде ряда параллельных цепочек из последовательно соединенных транзисторов и резисторов. 10

На чертеже приведено предлагаемое устройство.

Входная клемма 1 через последовательно соединенные преобразователь код-сопротивление 2, балластный резистор 3, блок 4 дис- 15

-криминаторов с суммирующим выходом 5, интегрирующий конденсатор 6, одновибратор 7, второй ключ 8, реверсивный счетчик

9 с входом 10 сложения подключен к управ4. ма и код в счетчике 9 уменьшается на единицу, При этом сопротивление преобразователя 2 увеличивается {за счет отключе ния цепочки транзистор 23 — резистор 24) и напряжение на нагрузке 11 снижается.

Если напряжение на нагрузке 11 меньше . номинального,.а.элемент 14 почти закрыт, то соответственно срабатывает дискриминатор максимума 25, код счетчика 9 увеличивается и сопротивление преобразователя

2 уменьшается..

Зона регулировки элемента 14 по току выбирается на 30 — 40 больше, чем изменение тока при единичном изменении кода реверсивного счетчика. При этом обеспечивается работоспособность стабилизатора в широком диапазоне по току нагрузки.

Конденсатор 6 со схемой сброса через одновибратор 7 и инвертор 20, выполненный на схеме с открытым коллектором (как и на схеме 27), необходимы для получения задержки в цепи управления преобразователя код-сопротивление, чтобы система сохраняла устойчивость.

Формула изобретения

1. Стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий гасящее сопротивление, включенное между входной клеммой питания и нагрузкой, транзисторный регулирующий элемент с балластным резистором в коллекторной цепи, включенный параллельно нагрузке, стабилизирующий усилитель, один вход которого соединен с нагрузкой, другой — с источником опорного напряжения, а выход — с входом регулирующего элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента полезного действия при повышенной мощности, в устройстве в качестве гасящего сопротивления использован преобразователь код-сопротивление и введены блок дискриминаторов, интегрирующий конденсатор, первый и второй инверторы, первый и второй ключи, одновибратор и реверсивный счетчик, причем балластный резистор через последовательно включенные блок дискриминаторов, интегрирующий конденсатор, одновибратор, второй ключ и реверсивный счетчик соеди-.. нен с управляющим входом преобразователя код-сопротивление, выход дискриминатора максимума блока дискриминаторов соединен со вторым входом второго ключа и через первый инвертор и первый ключ сое- . динен с входом сложения реверсивного счетчика, а выход одновибратора через второй инвертор подключен к интегрирующему конденсатору.

2. Стабилизатор по п. 1, о т л и ч а ю щ и й-. с я тем, что преобразователь код-сопротив- . ление выполнен в виде ряда параллельных цепочек из последовательно соединенных транзисторов и резисторов.

777646

Составитель Л. Стрелкин

Техред В. Серякова Корректор Е. Николаева

Редактор Петрова

Заказ 2417713 Изд. № 566 Тираж 956 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4, 5

Типография, пр. Сапунова, 2

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 613309, кл. G 05F 1/56, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР № 631904, кл. G 05F 1/56, 1975.

3. Авторское свидетельство СССР № 203007, кл. G 05F 1/60, 1968 (прототип).