Прецизионный стабилизатор постоянного напряжения
ОП ИСАНИЕ <)425168
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 19.12.70 (21) 1605088/24-7 с присоединением заявки №вЂ” (32) Приоритет—
Опубликовано 25.04.74. Бюллетень № 15
Дата опубликования описания 16.12.74 (51) М. Кл. G 05f 1/56
Государственный комитет
Сввета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) У ДК 621.316.722 .1 (088.8) (72) Авторы изобретения М. Б. Лейтман, М. Б. Гладштейн и В. 8. Голоскоков (71) Заявитель Смоленский филиал Московского энергетического института (54) ПРЕЦИЗИОННЫЙ СТАБИЛИЗАТОР
ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ
Изобретение относится к прецизионным стабилизаторам напряжения постоянного тока, используемым в информационно-измерительной технике для питания высокоточных устройств.
Известны прецизионные стабилизаторы постоянного напряжения, состоящие из источника эталонного напряжения, регулирующего элемента на основе эмиттерного повторителя и управляющего устройства.
Однако известные стабилизаторы отличаются сложностью схем, а также необходимостью индивидуальной подборки элементов схемы, что создает дополнительные трудности при их изготовлении и настройке.
Целью изобретения является повышение коэффициента стабилизации, уменьшение выходного сопротивления по постоянному току, уменьшение величины пульсаций и повышение температурной стабильности.
Это достигается тем, что управляющее устройство состоит из двух балансных диоднорегенеративных компараторов, триггера с раздельными входами, двух ключей, двух дифферепцирующих цепей и интегрирующей RCцепи, причем цепь положительной обратной связи одного из компараторов и цепь отрицательной обратной связи другого соединены с выходом стабилизатора, а цепи отрицательной обратной связи первого и положительной обратной связи второго — с выходом источника эталонного напряжения. Выходы компараторов соединены с выходными зажимами ключей и через дифференцирующие цепи с входами триггера. Выходы триггера подсоединены к управляющим цепям ключей, причем один из выходов подключен также ко входу интегрирующей RC-цепи, выход которой соединен со входом эмиттерного повторителя.
На фиг. 1 изображена принципиальная блок-схема предлагаемого стабилизатора; на фиг. 2 — принципиальная электрическая схема стабилизатора.
Стабилизатор состоит из диодно-регенеративных схем сравнения СУ1 и СУе, триггера управления ТрУ, транзисторных ключей Кл/ и Кл2, интегрирующей цепи R>C>, источника эталонного напряжения Эо и эмиттерного повтор и тел я 3 П.
Постоянное выходное напряжение U„...,. поступает в цепь положительной обратной связи
ПОС сравнивающего устройства СУ, и в цепь отрицательной обратной связи ООС сравнивающего устройства СУь На вторые входы сравнивающих устройств подается напряжение or эталонного источника.
При подаче на схему питающего напряжения срабатывает сравнивающее устройство СУ1 вследствие того, что эталонное напряжение. действующее в цепи положительной обратной
425168
65 связи, больше выходного напряжения в цепи отрицательной обратной связи. Выходной сигнал сравнивающего устройства СУ1 поступает на дифференцирующую цепочку ДЦ и переводит триггер управления ТрУ в такое состояние, при котором транзистор Т, заперт. Конденсатор С1 заряжается, напряжение на пем увеличивается, увеличивается выходное напряжен не эм и ттер ного по Втор и тел я Э П.
Когда выходное напряжение эмиттериого повторителя становится больше эталонного, срабатывает сравнивающее устройство СУ2, так как напряжение в цепи его положительной обратной связи больше, чем в цепи отрицательной обратной связи.
Выходной импульс сравнивающего устройства СУ> дифференцируется цепочкой ДЕ4 и запирает транзистор Т, триггера управления.
Транзистор Т, насыщается, сопротивление Ri подключается к общей нулевой точке. Конденсатор С1 разряжается, что приводит к уменьшению вь,ходпого напряжения.
При значении выходного напряжения меньшем, чем эталонное, положительная обратная связь превалирует у сравнивающего устройства
СУь и оно вновь срабатывает, триггер управления переключается, вследствие чего конденсатор вновь начинает заряжаться, и выходное напряжение растет.
Таким образом, входное напряжение будет все время пульсировать возле своего установившегося значения, равного эталонному напряжению. Максимальная двойная амплитуда пульсаций равна разности напряжений, до которь|х заряжается и разряжается интегрирующая емкость, и определяется величинами настройки порогов срабатывания сравнивающих устройств.
Для повышения помехозащищенности стабилизатора, устранения взаимосвязи сравнивающих устройств в схеме используются ключи
Кл1 и Кл2, управляющие работой сравнивающих устройств СУ, и СУ . Сразу же после срабатывания одного из сравнивающих устройств (например, СУ1) и переключения триггера ТрУ ключ Кл 1 замыкается и блокирует сравнивающее устройство. Второй ключ Кл2 при этом размыкается, разблокируя сравнивающее устройство СУ, и подготавливая тем са,мым его к работе. Благодаря такому построению схемы каждое сравнивающее устройство вырабатывает только один им пульс, что исключает возможность одновременной работы сравнивающих устройств и вследствие этого возникновения взаимосвязи между ними через источники сравниваемых напряжений.
Сравнивающие устройства СУ и СУ совместно с ключами Кл1 и Кл2 и триггером управления ТрУ представляют собой нуль-орган с потенциальным выходом.
В качестве источника эталонного напряжения используется трехкаскадный параметрический стабилизатор на стабилитронах D — Dq (см. фиг. 2).
Сравнивающие устройства СУ, и СУ> пред5
)О
50 ставляют собой два диодно-регенеративных компаратора, выполненных на транзисторах
Т, и Т4. Для повышения температурной стабильности порогов срабатывания компараторов в качестве сравнивающих диодов применяются однотипные р — и-переходы интегрального прерывателя, обладающие идентичными характеристиками. Настройка сравнивающего устройства СУ1 производится потенциометром
R так, что оно может срабатывать до тех пор, пока выходное напряжение стабилизатора, приложенное к цепи отрицательной обратной связи, не достигнет величины (U„— 601), где ЛУ,— порог срабатывания сравнивающего устройства СУь определяемый требуемой величиной амплитуды пульсаций выходного напряжения, U,, — эталонное напряжение. При значении выходного напряжения К„„- )
) (U, — ЛУ1) превалирует отрицательная обратная связь, и сравнивающее устройство
СУ1 заперто.
Сравнивающее устройство СУ2 настраивается потенциометром R., так, что оно можег сработать при величине выходного напряжения U, (U,, + ЛУ ), где U> — порог срабатывания СУ2, выбираемый равным по абсолютной величине ЛУь
Ключи Кл1 и Кл2, управляющие работой сравнивающих устройств, выполнены на тра:гзисторах Т; и Т,. Управлсние осуществляется следующим образом. В замкнутом состоянии ключа Кл1 обмотка трансформатора Тр1 сравнивающего устройства СУ1 подключена к земле через малое сопротивление насыщенного транзистора Т5. Сопротивление нагрузки блокинг-генератора оказывается незначительным, и условие баланса амплитуд, необходимое для возникновения блокинг-процесса, не выполняется, Блокинг-генератор сравнивающего устройства СУ| не может генерировать импульсы. При этом транзистор Тб ключа Кл2 заперт, и сравнивающее устройство СУ, подготовлено к работе. После очередного срабатывания сравнивающего устройства СУ> триггер управления перебрасывается, замыкается ключ Кл2 и размыкается ключ Кл1, к работе подготавливается сравнивающее устройство
С,у,, Вследствие того, что блокирование сравнивающего устройства через обмотку трансформатора не вызывает изменения напряжений и токов транзистора блокинг-генератора, сравнивающее устройство оказывается подготовленным к работе сразу же после запирания соответствующего ключа
Триггер управления выполнен на транзисторах Т1 и Т>. Запуск его осуществляется раздельно по базам задним фронтом импульсов блокинг-генераторов сравнивающих устройств.
Резистор R< и конденсатор С выполняют операцию интегрирования коллективноого напряжения триггера управления.
Постоянная времени = Я1С1 должна быть выбрана так, чтобы за время, необходи425168 мое для восстановления компаратора после срабатывания, выходное напряжение цепи изменилось бы на величину, не превышающую
@ + И 2 .
Напряжение с конденсатора С1 подается на вход составного эмиттерного повторителя, выполненного на транзисторах Т,— Т|о. Выходное напряжение стабилизатора снимается с оконечного каскада повторителя. Регулировка выходного напряжения осуществляется потенциометром R .
Предложенный стабилизатор представляет собой замкнутую систему регулирования, в которой выходное напряжение поддерживается равным эталонному с точностью, определяемой уровнем и стабильностью порогов срабатывания сравнивающих устройств, и не зависит от тока нагрузки. Следовательно стабилизатор обладает практически нулевым выходным сопротивлением по постоянному току
Предмет изобретения
Прецизионный стабилизатор постоянного напряжения, состоящий из источника эталонного напряжения, регулирующего элемента на основе эмиттерного повторителя и управляющего устройства, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента стабилизации, уменьшения выходного сопротивления по постоянному току, уменьшения величины пульсаций и повышения температурной стабилькости, управляющее устройство выполнено из двух балансных диодно-регенеративных компараторов, триггера с раздельными входами, двух ключей, двух дифференцирующих цепей и интегрирующей RC-цепи, причем цепь положительной обратной связи одного из компараторов и цепь отрицательной обратной связи другого соединены с выходом стабилизатора, а цепи отрицательной обратной связи первого и положительной обратной связи второго — с выходом источника эталонного напряжения, выходы компараторов соединены с выходными зажимами ключей и через дифференцирующие цепи с входами триггера, выходы триггера подсоединены к управляющим цепям ключей, причем один из выходов подключен также ко входу интегрирующей RCцепи, выход которой соединен со входом эмиттерного повторителя.
425168
Составитель В. Круглова
Техред А. Камышникова
Редактор T. Фадеева
Корректор И. Симкина
Тип. Харьк. фил, пред. «Патент»
Заказ 1594/477 Изд. № 807 Тираж 760 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5
