SU467436A1 - Source of stabilized direct current voltage - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к области электротехники и может быть использовано в качестве источника питани  радиоэлектронных устройств, в частности устройств, работающих на импульсную нагрузку.The invention relates to the field of electrical engineering and can be used as a power source of electronic devices, in particular devices operating on a pulsed load.

Известны источники стабилизированного напр жени  посто нного тока, содержащие импульсный стабилизатор тока с регулирующим транзистором, база которого подключена к выходу модул тора длительности импульсов, и подключенный параллельно стабилизатору тока компенсационный стабилизатор напр жени  с непрерывным регулированием, построенный на основе операционного усилител .Sources of stabilized DC voltage are known, which contain a pulsed current regulator with a regulating transistor, the base of which is connected to the output of a pulse duration modulator, and a compensation regulator voltage regulator connected in parallel with a current regulator, built on the basis of an operational amplifier.

Недостатком известного устройства  вл етс  то, что при отключении нагрузки по вл етс  значительна  величина перерегулировани  выходного напр жени , обусловленна  инерционностью дроссел , следовательно, указанный источник при импульсном характере нагрузки обладает больщой динамической нестабильностью .A disadvantage of the known device is that when the load is disconnected, there is a significant amount of output voltage overshoot due to the inertia of the throttle, therefore, the specified source with a pulsed nature of the load has a large dynamic instability.

Дл  уменьщени  выбросов выходного напр жени  при работе источника на импульсную нагрузку в предлагаемом устройстве обща  входна  клемма питани  операционного усилител  подключена к точке соединени  силового зажима регулирующего транзистора стабилизатора тока с одной из выходных клемм и со входом модул тора длительностиIn order to reduce the output voltage spikes when the source is operating on a pulsed load in the proposed device, the common input terminal of the op amp power supply is connected to the connection point of the power clamp of the regulator transistor of the current stabilizer with one of the output terminals

импульсов, а выход операционного усилител  соединен с другой выходной клеммой.pulses, and the output of the operational amplifier is connected to another output terminal.

Функциональна  схема описываемого источника стабилизированного напр жени  посто нного тока представлена на чертеже.The functional diagram of the described source of stabilized DC voltage is shown in the drawing.

Источник состоит из стабилизатора 1 непрерывного действи  и подключенного параллельно ему импульсного стабилизатора тока 2. Импульсный стабилизатор тока содержитThe source consists of a continuous stabilizer 1 and a pulse current regulator 2 connected in parallel with it. The pulse current regulator contains

транзистор 3, управл емый модул тором длительности 4. На выходе импульсного стабилизатора включен диод 5 и фильтр, состо щий из дроссел  6 и конденсатора 7. Стабилизатор непрерывного действи  состоит из операционного усилител  8, к неинвертирующему входу которого подключен источник опорного напр жени , а к инвертирующему входу - делитель напр жени  на резисторах 9 и 10, между общим приводом источНИКОВ питани  операционного усилител  и одним из выводов нагрузки включен резистор 11 - датчик тока, св занный со входом модул тора 4.a transistor 3 controlled by a modulator of duration 4. At the output of the pulse stabilizer, a diode 5 and a filter consisting of droplets 6 and a capacitor 7 are connected. The continuous stabilizer consists of an operational amplifier 8, to which non-inverting input is connected, the inverting input is a voltage divider on resistors 9 and 10, between the common drive of the power sources of the operational amplifier and one of the load terminals there is a resistor 11 — a current sensor connected to the input of the modulator 4.

Схема работает следующим образом.The scheme works as follows.

При отсутствии или малом значении тока нагрузки выходное напр жение определ етс  соотношением сопротивлений резисторов 9 и 10 и делител  в цепи обратной св зи операционного усилител  8 и величиной опорногоIn the absence or low value of the load current, the output voltage is determined by the ratio of the resistances of the resistors 9 and 10 and the divider in the feedback circuit of the operational amplifier 8 and the magnitude of the reference

напр жени . При этом ток нагрузки и делител   вл етс  вытекающим выходным током операционного усилител . Так как в таком режиме падение напр жени  на сопротивлении датчика тока недостаточно дл  управлени  модул тором длительности 4, ключевой транзистор 3 закрыт. При подключении к выходу стабилизатора нагрузки, потребл ющей ток номинальной дл  данного стабилизатора величины, на входе модул тора по вл етс  сигнал ощибки, пропорциональный уменьщению выходного напр жени  стабилизатора..tension In this case, the load current and the divider is the output current flowing from the op amp. Since in this mode the voltage drop across the current sensor resistance is not enough to control the modulator of duration 4, the key transistor 3 is closed. When connected to the output of a load stabilizer, which consumes a nominal current for a given value stabilizer, an error signal appears at the input of the modulator, which is proportional to the decrease in the output voltage of the stabilizer.

В первый момент после подключени  нагрузки ток нагрузки обеспечиваетс  импульсом вытекающего тока операционного усилител . Изменение напр жени  на выходе источника определ етс  параметрами усилител  8. Увеличение выходного тока модул тора вызывает увеличение падени  напр жени  на сопротивлении датчика тока, срабатывает пороговое устройство модул тора длительности и транзистор 3 открываетс , пропуска  ток в нагрузку . Далее ток, протекающий в нагрузку с выхода усилител  8, уменьщаетс , величина напр жени  на датчике тока становитс  меньще порогового значени , и модул тор длительности запирает ключ. Дальнейшее протекание тока в нагрузку обеспечивают дроссель 6 и диод 5. При уменьщении тока, текущего в нагрузку из цепи ключевого регул тора, ток усилител  снова увеличиваетс , происходит срабатывание модул тора и ключ открываетс . Далее процесс повтор етс .At the first moment after the load is connected, the load current is provided by the pulse of the flowing current of the operational amplifier. The change in the voltage at the source output is determined by the parameters of the amplifier 8. An increase in the output current of the modulator causes an increase in the voltage drop across the resistance of the current sensor, the threshold device of the duration modulator is triggered, and transistor 3 opens, passing current to the load. Further, the current flowing to the load from the output of amplifier 8 decreases, the voltage value at the current sensor becomes less than the threshold value, and the duration modulator locks the key. Further current flow to the load is provided by choke 6 and diode 5. As the current flowing to the load from the key controller circuit decreases, the current of the amplifier rises again, the modulator responds and the key opens. The process then repeats.

Если в любой момент времени произойдет отключение нагрузки, т. е. скачкообразные уменьшени  тока от номинального до нул , цепь тока ключевого регул тора будет разорвана . Ток усилител  уменьшаетс , и ключ запираетс . Так как благодар  энергии, накопленной в дросселе 6, ток ключевого регул тора не может скачком изменитьс  до нул , происходит увеличение напр жени  на выходе источника, возникает сигнал ошибки на входе усилител , пропорциональный увеличениюIf at any time a load is disconnected, i.e., an abrupt decrease in current from nominal to zero, the current circuit of the key regulator will be broken. The amplifier current decreases and the key is locked. Since, due to the energy accumulated in the inductor 6, the current of the key regulator cannot abruptly change to zero, an increase occurs in the voltage at the source output, an error signal appears at the input of the amplifier, proportional to the increase in

выходного напр жени . При этом усилитель 8 открываетс  дл  пропускани  импульса тока ключевого регул тора и поддерживает изменение выходного напр жени  в пределах, обусловленных параметрами усилител . ТаКИМ образом, благодар  тому, что операционный усилитель работает как в режиме отдачи , так и в режиме потреблени  тока, исключаютс  выбросы напр жени  на выходе источника напр жени  при отключении нагрузки,output voltage In this case, the amplifier 8 is opened to pass the current pulse of the key regulator and maintains the output voltage variation within the limits determined by the parameters of the amplifier. In this way, due to the fact that the operational amplifier operates both in the recoil mode and in the current consumption mode, voltage surges at the output of the voltage source during load shedding are eliminated,

т. е. источник позвол ет работать на импульсную нагрузку при изменении тока от номинального до нул  с большой крутизной.i.e., the source allows operation of a pulsed load when the current changes from nominal to zero with a large slope.

Предмет изобретени Subject invention

Источник стабилизированного напр жени  посто нного тока, содержащий импульсный стабилизатор тока с регулирующим транзистором , база которого подключена к выходуA source of stabilized DC voltage containing a pulsed current regulator with a regulating transistor, the base of which is connected to the output

модул тора длительности импульсов, и подключенный параллельно стабилизатору тока компенсационный стабилизатор напр жени  с непрерывным регулированием, построенный на основе операционного усилител , отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  выбросов выходного напр жени  при работе источника на импульсную нагрузку, обща  входна  клемма питани  операционного усилител  подключена к точке соединени  силового зажима регулирующего транзистора стабилизатора тока с одной из выходных клемм и со входом модул тора длительности импульсов , а выход операционного усилител  соединен с другой выходной клеммой. Ia pulse duration modulator, and a continuous-voltage compensating voltage regulator connected in parallel with a current regulator, built on the basis of an operational amplifier, characterized in that, in order to reduce output voltage spikes when the source operates on a pulse load, the common input terminal of the operational amplifier power is connected to the connection point of the power clamp of the regulator transistor of the current stabilizer with one of the output terminals and with the input of the pulse duration modulator, and the output of the operational amplifier is connected to another output terminal. I