Комбинированный стабилизатор постоянного напряжения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ТЮЛЬСТ®У

Союз Советскнк

Социалистических

Ресеублнк

Р (Ьт) Дополнительное к ает. сеид-ау— (22) Заявлено 1604.79 Q3) 2754647/24-07 с присоединением заявки МУ »«

{23) Приоритет—

Окуб ано 150а81.аюлет N9 30

Дата опубликования описания 15 0Ц81 (5Ф)М. КлЗ

С 05 F 1/56

Государетаеоомй комотет

СССР оо аеааы мзобзетеной и открмтий (53) УДК 621.316. . 722. 1 (088. 8) (72) Автор изобретения

>

Г ,т

P. Г. Константинов (7 t ) Заяеитель (54) КОМБИНИРОВАННЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть ыс нольэовамо в комбинированных источим. ках питания радиоэлектронной аппаратуры, содержащих непрерывный и импульсный стабилизаторы.

Известен комбинированный стабилизатор напряжения, содержащий включенные последовательн. импульсный и линейный стабилизаторы. Импульсный стабилизатор содержит устройство формирования сигнала обратной связы, вкл»ченное параллельно регулирующему аргану (РО) линейного стабилизатора, выполненное в виде последовательно соединенных источника опорного мапряження (ИОН), резистора и конденсатора, причем напряжение опорного источника всегда меньше напряжения ка

РО линейного стабилизатора. Сигнал обратной связи формируется путем сглаживания при помощи РС фильтра пульсирующего напряжения на PO линейного стабилизатора f13 .

Недостатком данного стабилизатора является то, что величина сигнала обратной связы получается пропорциональной среднему значению пулъсиру»- щего напряжения, точность поддержания напряжения на PO линейного стабилизатора при иэмвняищейся велжине пульсации низка, что снижает КПД стабилизатора. Здесь, кроме того, велика инерционность цепи обратной связи импульсного стабилизатора вследствие инерционности РС фильтра.

Известен также комбинированный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий вклоченмые последовательно м;дтульсный и линейный регулирующие органы, вход первого кз которых через последователъыо соединенные. схему управлеыия блок формирования сигнала обратной связи подключен к выходу линейного регулирующего орга.на, а вход второго через усилитель, обратмой связи с узлом сравнеккя - к © выходу стабилизатора 21.

Недостатком стабилизатора является относительная сложность блока фореаирования сигнала обратной связи. (два детектора, мквертирующее устройство). Кроме того, цепь обратной связи импулъсного стабилизатора имеет болъщув инерционность прм скачкообразном снижении напряжения на входе линейыого стабклмзатора, предоп- ® ределяемув необходимой степеыьв

855633 сглаживания пульсирующего напряжения на РО линейного стабилизатора (чем выше степень сглаживания, тем больше инерционность).

Цель изобретения — упрощение стабилизатора за счет упрощения блока формирования сигнала обратной связи и повышение быстродействия при скачкообразном уменьшении напряжения на входе линейного стабилизатора путем снижения инерционности цепи обратной связи импульсного стабилизатора.

Для достижения поставленной цели в данном комбинированном стабилизаторе постоянного напряжения блок формирования сигнала обратной связи выполнен в виде последовательно соединенных источника опорного напряжения, вентиля и конденсатора, причем вентиль включен в проводящем направлении по отношению к напряжению опорного источника и в непроводящем направлении по отношению к напряжению на линейном

РО, а величина напряжения опорного источника выбирается не менее минимального амплитудного значения пульсирующего напряжения на PO линейного стабилизатора. Такое включение опорного источника и вентиля относительно РО линейного стабилизатора позволяет более просто измерить минималь-. ное амплитуднбе значение пульсирующего напряжения на РО линейного стабилизатора и сформировать сигнал обратной связи, обратно пропорциональный величине этого напряжения.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства на фиг. 2 - временная диаграмма на° пряжения на PO линейного стабилизатора.

Устройство состоит из последовательно включенных импульсного 1 и линейного 2 стабилизаторов. Импульсный стабилизатор 1 содержит включенный последовательно в силовую шину pervлирующий орган 3, вход которого через блок 4 управления и блок 5 формирования сигнала обратной. связи соединен с выходом РО 6 линейного стабилизатора. Вход РО через усилитель 7 обратной связи с, узлом сравнения соединен с выходом комбинированного стабилизатора. Устройство формирования сигнала обратной связи, включенное параллельно РО 6, со стоит, из включенных последовательно конденсаторов 8, диода 9 и ИОН 10. Конденсатор 8, стоящий н выходе уст> ройства 5, своими выводами подключен к входу блок 4 управления, ИОН 10 включен встречно по отношению к напряжению на РО 6, а отрицательный полюс ИОН 10 соединен с катодом диода 9. B качестве ИОН, например, можно испольэовать простейший парамет1 рический стабилиз атор на ст абилитроне.

V Mgkc и Чи„„(фиг. 2) обозначают соответственно, максимальное и минимальное амплитудные значения пульсирующего напряжения на РО 6.

Принцип действия предлагаемого устройства заключается в том, что линейный стабилизатор обеспечивает высокую стабильность выходного напряжения, а импульсный стабилизатор поддерживает напряжение íà PO линейМого стабилизатора на минимально необходимом уровне, обеспечивая общий высокий КПД устройства.

Л

Процесс формирования сигнала обратной связи импульсного стабилизатора происходит следующим образом.

Так как напряжение опорного источника 10 всегда больше напряжения Vù„„ то при достижении пульсирующим напряжением íà PO 6 величина Ч,„„„ конденсатора 8 через диод 9 заряжается до

20 напряжения V, Vð„ = Vддн . При дальнейшем увеличении пульсирующего напряжения от величины VM„„ äî Чдд, диод

9 выключается обратййм напряжением и конденсатор 8 медленно разряжается

25 через входное сопротивление схемы 4 управления. Этот процесс повторяется каждый период. Блок 4 управления отрегулирован, так, что при напряжении на его входе, равном Чо„, импульсный стабилизатор поддерживает минимально-необходимую величину Ч 1дд напряжения íà PO линейного стабйлиэатора.

При кратковременном быстром уменьшении напряжения на входе линейного стабилизатора (при снижении величины

V „„ ) конденсатор 8 быстро (эа время, не превышающее длительности периода пульсации) подэарядится до напряжения, величина которого больше номинальной величины V на величину скач40 ка напряжения на входе линейного стабилизатора, и импульсный .стабилизатор отработает это изменение. При увеличении напряжения на входе линейного стабилизатора диод 9 эакрывает45 ся обратным напряжением и конденсатор

8 разряжается через входное сопротивление блока 4 управления (инерционность цепи обратной связи импульсного стабилизатора в этом случае больше, чем при отрицательном скачке напряжения).

Положительный эффект от использования предлагаемого устройства выражается в том, что схема устройства упрощается и значительно расширяется область применения подобных стабили- заторов эа счет повышения быстродействия при возможном скачкообразном . уменьшении напряжения на входе линейного стабилизатора. Так, например, 40 если известное устройство наиболее целесообразно испольэовать при относительно больших выходных напряжениях, где более важна быстрая реакция импульсного стабилизатора на положитель65 ный (в сторону увеличения) скачок на855633

Фо1 мула изобретения пряжения (так как регулирующий тран" зистор в этом случае работает при относительно больших напряжениях на переходе коллектор-эмиттер), то предлагаемое устройство имеет преимущество при низком уровне выходного напряжения, когда режим работы регулирующегс траизистора линейного стабилизатора выбирают для снижения потерь близким к режиму насыщения. В этом случае для исключения "провалов" выходного напряжения важна быстрая реакция импульсного стабилизатора на отрицательный скачок напряжения.

Комбинированный стабилизатор постоянного .напряжения, содержащий включенные последовательно импульсный и линейный регулирунхаие органы, вход первого из которых через после- Щ довательно соединенные схему упрарления и блок формирования сигнала обратной связи подключен к выходу линейного регулирующего органа, а вход второго через усилитель обрат- р ной связи с узлом сравнения - к выходу стабилизатора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения и повьиаения быстродействия при .скачкообразном уменьшении напряжения на входе линейного регулирующего органа, блок формирования сигйала обратной связи выполнен в виде последовательно соединенных источника опорного напряжения, вентиля и конденсатора, причем вентиль включен в проводящем направлении по отношению к напряжению опорного источника и в не« проводящем направлении по отношению к напряжению на линейном регулирующем органе, а величина напряжения опорного источника меньше минимального амплитудного значения пульсхрующего напряжения на регулирующем органе линейного стабилизатора.

Источники информации, принятые во внимание прх экспертизе

1. Обмен опытом в радиопромыален! ности", вып. 6, 1976, с. 40-41.

2. авторское свидетельство СССР по заявке В 2688406/24-07, кл. G 05 F 1/56, 1978. ВНИИПИ Заказ 6907/68 .Тираж 940 Подписное

ЮЮЮВЮ» ЮВЮ Ю филиал ППП Патент", z .Óòîðîä, ул. Проектная, 4