Импульсный регулятор постоянного напряжения

 

1. ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий подключенный к источнику питания ключевой транзистор, соединенный последовательно с первичной обмоткой вспомогательного двухобмоточного дрос селя и выходным ЬСД-фильтром, вторичная обмотка вспомогательного двухобмоточного дросселя соединена последовательно с дополнительным диодом, образуя цепь, подключенную к выходу иСД-фильтра параллельно цепи нагрузки , отличающийся тем, что, с целью повышения KItt и надежности , и уменьшения установленной мощности , дроссель 1СД-фильтра снабжен дополнительной обмоткой, включенной последовательно в цепь вторичной обмотки вспомогательного двухобмоточного дросселя, причем дополнительная и огновная обмотки дросселя ЦСД-фильтра включены согласно. 2. Регулйтор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью упрощения, дополнительная обмотка (Л дросселя LCД-фильтpa образована частью витков его основной обмотки.

СОЮЗ СО8СТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(5!) ГОСУДАРСТ8ЕННИЙ КОМИТЕТ СССР

Ао делАм изОБРетений и ОтнРытий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3565596/24-07 (22) 11.03.83 (46) 15.03.85. Бюл. 10 (72). В.А. Баймулкин (71) Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова (53) 621.316.722(088.8} (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Н 811465, кл. Н 02 М 3/10, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

В 280572. кл. Н 02 M 3/04,, 1970. (54)(57) 1. ИМПУЛЬСНЫЙ РЕ1 УЛЯТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий подключенный к источнику питания ключевой транзистор, соединенный последовательно с первичной обмоткой вспомогательного двухобмоточного дрос,селя и выходным „СД-фильтром, вторичная обмотка вспомогательного двух„„SU „„1145426 обмоточного дросселя соединена последовательно с дополнительным диодом, образуя цепь, подключенную к выходу

1 СП-фильтра параллельно цепи нагрузки, отличающийся тем, что, с целью повышения КП;(и надежности, и уменьшения установленной мощности, дроссель .СЛ-фильтра снабжен дополнительной обмоткой, включенной последовательно в цепь вторичной обмотки вспомогательного двухобмоточного дросселя, причем дополнительная и основная обмотки дросселя

,СЛ-фильтра включены согласно.

2. Регулятор по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения, дополнительная обмотка дросселя СД-фильтра образована частью витков его основной обмотки. (1145426

Изобретение относится к преобразовательной технике, а именно к импульсным преобразователям постоянного напряжения, и может быть использовано в источниках вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Известны импульсные регуляторы напряжения (ИРН), используемые в источниках вторичного электропита- 10 ния для регулирования постоянного напряжения, содержащие ключевой транзистор, выходной 4СД-фильтр и вспомогательный двухобмоточный дроссель для уменьшения динамических потерь в транзисторе $1j.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является ИРН, содержащий подключенный к источнику питания ключевой транзистор, 20 соединенный последовательно с первичной обмоткой вспомогательного двухобмоточного дросселя, и выходной LClj-фильтр, причем вторичная обмотка вспомогательного двухобмоточного дросселя соединена последовательно с дополнительным диодом и подключена к выходу 1СД-фильтра параллельно нагрузке. В таком ИРН при выключении транзистора энергия вспомогательного дросселя, накопленная на интервале включенного сос;тояния транзистора, передается через . дополнительный диод на выход регулятора. При этом перенапряжение на транзисторе зависит от коэффициента

35 трансформации вспомогательного двухобмоточного дросселя, напряжения на нагрузке регулятора и индуктивности рассеяния вспомогательного дрос40 селя и скорости спада тока коллектора ключевого транзистора (2). !

Для получения приемлемого значения величины перенапряжения на транзисторе число витков первичной обмотки ® вспомогательного двухобмоточного дросселя в реальной схеме берут в несколько раз меньше числа. витков вторичной обмотки этого дросселя.

Это обуславливает повышенные значения индуктивностей рассеяния обмоток указанного дросселя и, соответственно, увеличение составляющей пере— напряжений, определяемой индуктивностью рассеяния. В результате в таком регуляторе не удается существенно снизить перенапряжение. Это приводит к росту динамических потерь

2 в транзисторе, снижению КПД и надежности регулятора.

Кроме того, при включении ключеНого транзистора, когда обратный диод

1.СД-фильтра еще открыт, обратное напряжение на дополнительном диоде превышает напряжение на входе ИРН во столько раз, во сколько раз число витков первичной обмотки вспомогатель" ного двухобмоточного дросселя меньше числа витков вторичной обмотки этого дросселя. Это является причиной повышенной установленной мощности дополнительного диода и соответственно устройства в целом.

Цель изобретения — повышение КПД и надежности и уменьшение установленной мощности импульсного регулятора напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в импульсном регуляторе постоянного напряжения, содержащем подключен— ный к.источнику питания ключевой транзистор, соединенный последовательно с первичной обмоткой .вспомогательного двухобмоточного дросселя и выкодным .СД-фильтром, вторичная обмотка вспомогательного двухобмоточного дросселя соединена последовательно с дополнительным диодом, образуя цепь, подключенную к выходу „СД-фильтра параллельно цепи нагрузки, дроссель 1„СД-фильтра снабжен дополнительной обмоткой, включенной последовательно в цепь вторичной обмотки вспомогательного двухобмоточного дросселя, причем дополнительная и основная обмотка дросселя 1СД-фильтра включены согласно.

Кроме того, с цельк упрощения дополнительная обмотка. дросселя СД-фильтра образована -частью витков его основной обмотки.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого импульсного регулятора постоянного напряжения; на фиг. 2 — схема регулятора, в котором дополнительная обмотка дросселя !

LCg-фипьтра образована отводом от части витков основной обмотки.

Импульсный регулятор постоянного напряжения (см.фиг.1) содержит подключенный к источнику питания ключевой транзистор 1, последовательно с которым соединена первичная обмотка 2 вспомогательного двухобмоточного дросселя 3 и вьЫоцной 1.СД-фильтр

4, образованный основной обмоткой 5 дросселя 6, обратным диодом 7 и кон1145

3 денсаторам Й. K конденсатору 8 подключена нагрузка 9. Вторичная обмотка 10 вспомогательного дросселя 3 соединена последовательно с дополнительным диодом 11, введенной дополнительной обмоткой 12 дросселя 6

1СД-фильтра 4 и подключена к выходу регулятора параллельно нагрузке 9.

В предлагаемом регуляторе числа витков обмоток 2 и 10 дросселя 3 1р должны быть равны. Это позволяет при бифилярной конструкции этих обмоток получить минимальные индуктивности рассеяния. Число витков дополнительной обмотки 12 дросселя

6 меньше числа витков основной обмотки 5 и определяется минимально необходимым напряжением на обмотке

10 дросселя 3, которое на интервале закрытого состояния транзистора 1 обеспечивает спад тока дросселя 3 до нуля и запирание дополнительного диода 11.

Регулятор (фиг. 1) работает следующим образом. 25

При включении транзистора 1 напряжение источника питания прикла. дывается к первичной обмотке 2 вспо,могательного двухобмоточного дрос селя 3, поскольку обратный диод 7

;продолжает оставаться в открытом состоянии. Полярность напряжения на обмотках 5 и 12 дросселя 6 при этом продолжает оставаться такой, как показано на фиг. 1 без скобок. На35 растание,коллекторного тока происходит при напряжении на транзисторе 1, близком к нулю. Следовательно, потери в транзисторе 1 на этапе включения отсутствуют. Обратное напряжение на, 4р дополнительном диоде 11 до момента запирания обратного диода 7 незначительно превьппает напряжение источника литания.

С момента запирания обратного дио-4

45 да 7 полярность напряжения на обмот. ках 5 и 12 дросселя 6 меняется (показана на фиг. 1 в скобках), а напряжение на обмотке 2 и, следовательно, на обмотке 10 дросселя 3 ста50 нет близким нулю, так как индуктивность вспомогательного дросселя 3 намного меньше индуктивности дросселя 6. Обратное напряжение на до426 4 полнительном диоде 11 при этом остается на уровне н,.пряжения источника питания регулятора.

При запирании транзистора 1 ток обмотки 5 дросселя 6 замыкается через

1 обратный диод 7, напряжение на обмотке 5 дросселя 6 меняет полярность и становится равным напряжению на нагрузке 9. Ток дросселя 3 замыкается по цепи: обмотка 10 дросселя 3— обмотка 12 дросселя 6 — конденсатор

8 — диод 11, и начинается его спад под действием разности напряжений на нагрузке 9 и обмотке 12 дросселя 6.

Напряжение на выключенном транзисторе 1 равно сумме напряжений источника питания и упомянутой разности напряжений на нагрузке 9 и обмотке

12 дросселя 6. После спада тока дросселя 3 до нуля дополнительный диод 11 запирается. Процессы в даль-. нейшем повторяются.

На фиг. 2 представлена схема импульсного регулятора постоянного напряжения, в которой дополнительная обмотка 12 дросселя 6 образована отводом 13 от части витков обмотки 5..

Процессы в этой схеме аналогичны процессам в регуляторе по фиг. 1.

Использование дополнит льной обмотки дросселя СД-фильтра выгодно отличает предлагаемый регулятор от прототипа, так как появляется возможность применения вспомогательного дросселя с бифилярной конструкцией обмоток. В результате достигаются минимальные индуктивности рассеяния обмоток вспомогательного дросселя, что обусловливает уменьшение величины перенапряжений на транзисторе, вызванные указанными индуктивностями рассеяния. Следовательно, динамические потери в транзисторе уменьшаются, возрастают KfIg и.надежность регулятора. Кроме того, обратное напряжение на дополнительном диоде в отличие от прототипа не превышает напряжения источника питания регулятора. Это позволяет уменьшить установленную мощность дополнительного диода и соответственно регулятора и снизить стоимость этого диода и регулятора в целом.

1145426

Заказ 1184/40 Тираж 646

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Т. Добровольскис

Редактор Н. Киштулинец Техред Ж.Кастелевич. Корректор ". Гирняк