close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY1860

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 1860
(13)
C1
6
(51) G 05F 1/56
(12)
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
(21) Номер заявки: 950837
(22) 31.08.1995
(46) 30.12.1997
СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ
(71) Заявитель: Маринич В.Д. (BY)
(72) Авторы: Маринич В.Д., Цыганов А.Г., Стратилатов
В.И. (BY)
(73) Патентообладатели: Маринич Виктор Дмитриевич,
Цыганов Анатолий Григорьевич, Стратилатов
Валерий Игоревич (BY)
(57)
1. Стабилизатор напряжения, содержащий задатчик в виде резистивного делителя, схему сравнения с регулирующим элементом, выход которой соединен со входом резистивного делителя задатчика, при этом
первый вход схемы сравнения с регулирующим элементом предназначен для подачи напряжения питания,
отличающийся тем, что в него дополнительно введены инвертор напряжения и преобразователь «напряжение-ток», причем вход преобразователя «напряжение-ток» подключен к выходу резистивного делителя задатчика, а выход связан со входом инвертора напряжения, выход которого соединен со вторым входом схемы сравнения с регулирующим элементом, а третий вход схемы сравнения соединен с общим полюсом
питания.
Фиг.1
2. Стабилизатор напряжения по п.1, отличающийся тем, что инвертор напряжения содержит диодный
оптрон и два резистора, причем первый вывод второго резистора соединен с выходом преобразователя «напряжение-ток», а второй вывод второго резистора соединен с первым выводом первого резистора и с анодом
BY 1860 C1
излучающего диода, катод которого соединен с общим полюсом питания и с анодом фотодиода, катод которого соединен со вторым выводом первого резистора и является выходом инвертора напряжения.
(56)
1. Источники электропитания на полупроводниковых приборах. Проектирование и расчет/Под ред. С.Д.
Дудика, Е.И. Гальперина. - М.: Советское радио, 1969. - С. 98-202.
2. Искусство схемотехники/ Под ред. М.В. Гальперина. - М.: Мир, 1983. - Т1. - С. 319-321.
Изобретение относится к области электротехники, а именно к стабилизаторам напряжения и может быть
использовано при разработке источников электропитания и в измерительных приборах.
Известен линейный стабилизатор напряжения, представляющий собой систему автоматического регулирования, в которой с заданной точностью поддерживается постоянным напряжение на выходе независимо от
параметров схемы [1].
Однако этот стабилизатор имеет низкую точность стабилизации выходного напряжения, так как любое
относительное изменение опорного напряжения полностью повторяется выходным напряжением.
Наиболее близким к предлагаемому является стабилизатор напряжения запрещенной зоны на базе «токового зеркала», содержащий резистивный делитель задатчика, стабилитрон с напряжением «запрещенной зоны», схему сравнения с регулирующим элементом. В этом устройстве для повышения точности стабилизации характерно сложение напряжения базового перехода транзистора с напряжением, созданным парой
транзисторов, работающих с некоторым заданным отношением плотностей токов [2].
Недостатком известного устройства является низкая точность стабилизации выходного напряжения, так
как расчет стабилизатора построен на предположении о том, что пара транзисторов по своим параметрам абсолютно одинакова, что ограничивает точность стабилизации и выходное напряжение стабилизировано
весьма приближенно.
Задача изобретения - повышение заданной точности стабилизации, независимо от параметров схемы.
Поставленная задача достигается тем, что в стабилизатор напряжения, содержащий резистивный делитель задатчика, схему сравнения с регулирующим элементом, выход которой соединен со входом резистивного делителя задатчика, при этом на первый вход схемы сравнения с регулирующим элементом подается
входное напряжение, дополнительно введены инвертор напряжения и преобразователь «напряжение-ток»,
вход которого подключен к выходу резистивного делителя задатчика, а выход связан со входом инвертора
напряжения, выход которого соединен со вторым входом схемы сравнения, третий вход схемы сравнения
соединен с общим полюсом питания.
Инвертор напряжения содержит диодный оптрон и два резисторa. Первый вывод второго резистopa является выходом преобразователя «напряжение-ток», а второй вывод второго резистора соединен с первым выводом первого резисторa и с анодом излучающего диода, катод которого соединен с общим полюсом питания и с анодом фотодиода, катод которого соединен со вторым выводом первого резистора и является
выходом инвертора напряжения.
Технический результат изобретения - это снижение нестабильности заданного выходного напряжения
стабилизатора в зависимости от внешних возмущающих факторов, например от температуры, до бесконечно
малой величины вследствие того, что система регулирования не содержит источника опорного сигнала, а отслеживает ноль разнополярного сигнала, что можно сделать достаточно точно.
Суть изобретения поясняется чертежами, где:
на фиг.1 приведена функциональная схема стабилизатора напряжения.
на фиг.2 приведена схема одного из вариантов инвертора напряжения на базе диодного оптрона.
на фиг.3 приведен график передаточной функции инвертора напряжения.
Устройство содержит схему сравнения с регулирующим элементом 1 (фиг.1), резистивный делитель задатчика 2, преобразователь «напряжение-ток» 3, инвертор напряжения 4, причем на первый вход схемы
сравнения с регулирующим элементом 1 подается входное напряжение Uвх, а с выхода снимается выходное
напряжение Uвых, которое также поступает на вход резистивного делителя задатчика 2, с выхода которого
сигнал поступает на вход преобразователя «напряжение-ток» 3, выход которого соединен со входом инвертора напряжения 4, выходное напряжение которого поступает на второй вход схемы сравнения с регулирующим элементом 1, где оно сравнивается с нулевым потенциалом по входу три, усиливается и в необходимой фазе воздействует на регулирующий элемент.
Инвертор напряжения 4 содержит оптрон Д1, Д2 (фиг.2) и два резисторa R1, R2. Первый вывод R2 является выходом преобразователя «напряжение-ток» 3 (фиг.1), а второй вывод R2 (фиг.2) соединен с первым
выводом R1 и с анодом излучающего диода Д2, катод которого соединен с общим полюсом питания и с ано-
2
BY 1860 C1
дом фотодиода Д1, катод которого соединен со вторым выводом R1 и является выходом инвертора напряжения 4 (фиг.1).
Устройство работает следующим образом. Входное напряжение Uвх поступает на первый вход схемы
сравнения с регулирующим элементом 1 (фиг.1), где падает часть напряжения и с выхода которого снимается выходное напряжение Uвых меньше Uвх, которое также поступает на резистивный делитель задатчика 2.
Резистивный делитель задатчика 2 делит Uвых в заданной пропорции, с выхода которого сигнал поступает на вход преобразователя «напряжение-ток» 3. Преобразователь «напряжение-ток» 3 преобразует напряжение резистивного делителя задатчика Uзад в ток J2, который поступает на вход инвертора напряжения 4, где
проходит по цепи R2, Д2 (фиг.2). Ток J2 определяется выражением:
J2 =
Uз ад- U Д2
Uз ад U R 2 + U Д2
=
=
;
r2 + R 2
r2 + R 2
R2
где:
UR2 - падение напряжения на R2;
UД2 - падение напряжения на Д2;
r2 - внутреннее сопротивление Д2;
Прохождение тока по цепи R2, Д2 генерирует ЭДС в фотодиоде Д1 и в цепи R1, Д1 возникает ток J1, который создает падение напряжения ±UД1 на диоде Д1, которое поступает на второй вход схемы сравнения с
регулирующим элементом 1 (фиг.1), где оно сравнивается с нулевым потенциалом по входу три, усиливается
и в необходимой фазе воздействует на регулирующий элемент до тех пор, пока потенциалы на входах два и
три схемы сравнения с регулирующим элементом 1 не станут равны, что приведет систему в равновесие и
Uвых будет однозначно выражено, как функция от Uзад, которое из формулы для J2 определяется зависимостью: Uзад = UД2+UR2 ;
В этом состоянии передаточная функция инвертора напряжения (фиг.2) имеет вид:
W=
U Д 2 ⋅R2
(U зад - U Д 2 ) ⋅ R 1
=
(Uзад - U R 2 ) ⋅ R 2
;
U R 2 ⋅R1
Из графика этой функции (фиг.3) видно, что если режиму работы Д2 (фиг.2) будет соответствовать, например, левая нижняя часть половины графика (фиг.3), то изменение UД2 на величину ∆UД2 будет абсолютно линейно и противофазно по отношению к изменению UR2 на величину ∆UR2.
При изменении входного напряжения Uвх (фиг.1), выходного напряжения Uвых, а также изменении параметров схемы изменится Uзад на величину ∆Uзад или изменится UД2 на величину ∆UД2, что вызовет соответственно изменение UR2 на величину ∆UR2.
Эта зависимость описывается выражением:
Uзад ± ∆Uзад =( UД2 ± ∆UД2) + (UR2 ± ∆UR2),
но так, как ± ∆UД2 ± UR2 = 0 (фиг.3), то ± ∆Uзад = 0.
Отсюда следует, что выходное напряжение Uзад резистивного делителя задатчика 2 (фиг.1) всегда сохраняет свое изначальное значение, которое определено выбранным вариантом инвертора напряжения 4 и соотношением резисторов R1, R2 (фиг.2) и как следствие Uвых постоянно.
Таким образом, в системе регулирования компенсируется до нулевого потенциала выходной сигнал инвертора напряжения 4 (фиг.1) посредством функционирования преобразователя «напряжение-ток» и схемы
сравнения с регулирующим элементом 1. Тем самым повышается заданная точность стабилизации.
3
BY 1860 C1
Фиг.2
Фиг.3
Cоставитель Е.В. Федоров
Редактор В.Н. Позняк
Корректор Т.Н. Никитина
Заказ 3030
Тираж 20 экз.
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
BY 1860 C1
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
120 Кб
Теги
by1860, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа