Стабилизатор постоянного напряжения

 

1. СТАБРШИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНРШ, содержащий регулирующий элемент из п основных и согласующего транзисторов, эмиттеры основных транзисторов соединены вместе и подключены к выходному выводу, согласующий транзистор входом подключен к (И+ 1)-му источни:ку напряжения через первичную обмотку трансформатора, а базой -п к входу управляющего блока, включенного параллельно выходным выводам, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, каждьй основной транзистор коллектором подключен к входу блока защиты и через выпрямительный диод - к соответствующему выводу обмотки силового трансформатора, а базой - через соответствующий полупроводниковый ключ к выходу согласующего транзистора и через резистор - к выходу вспомогательного источника напряжения , подключенного к выходному выводу , причем вторичная рбмотка транг форматора одним вбшодом подключена к выходному выводу, а другим через первьй диод - к выходу согласующего транзистора, подключенного через второй диод к выходному вьгаоду, а параллельно каждому полупроводниковому ключу подключен соответствующий диод. 2.Стабилизатор по п. 1, о т личающийся тем, что у m основньк транзисторов коллекторы соединены вместе и подключены к выходному выводу соответствующего источника напряжения. i 3.Стабилизатор по п. 1, о т л и ,ч а ю и с я тем, что блок заw щиты выполнен на диодах, дросселе и конденсаторе, причем оба вывода дросселя через диоды подключены к коллекторам основных транзисторов, а один из выводов дополнительно соединен через конденсатор с общей шиной, 4.Стабилизатор nonrt. 1 и 2, 00 отличающийся тем, что ,блок защиты выполнен на диоде, о дросселе и конденсаторе, причем 00 коллекторы основных транзисторов о подключены к конденсатору блока ел защиты, подключенному к общей шине, через параллельно соединенные диод и дроссель блока защиты. 5.Стабилизатор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что вспомогательньй источник напряжения выполнен на стабилитроне и резисторе , соединенных последовательно и включенных параллельно выходу, причем точка соединения стабилитрона и резистора подключена.к резис

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

{19) {! 1) {51) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3627214/24-07 (22) 27.07.83 (46) 23.09.85. Бюл. ¹ 35 (72) Г.В. Кожуховский (71) Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по проблемам развития Канско-Ачинского угольного бассейна (53) 621.3 16.722.1(088.8) (56) Сб. Полупроводниковые приборы в технике электросвязи. / Под ред. Н.Ф. Николаевского. М.: Связь, 1974, вып. 13, с. 50.

Авторское свидетельство СССР № 993223, кл. G 05 F 1/56, 1983. (54)(57) 1. СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий регулирующий элемент из и основных и согласующего транзисторов, змиттеры основных транзисторов соединены вместе и подключены к выходному выводу, согласующий транзистор входом подключен к (И + 1)-му источнику напряжения через первичную об мотку трансформатора, а базой к входу управляющего блока, включенного параллельно выходным выводам, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, каждый основной транзйстор коллектором подключен к входу блока защиты и через выпрямительный диод — к соответствующему выводу обмотки силового трансформатора, а базой — через соответствующий полупроводниковый ключ к выходу согласующего транзистора и через резистор — к выходу вспомогательного источника напряжения, подключенного к выходному выводу, причем вторичная обмотка транг форматора одним выводом подключена к выходному выводу, а другим через первый диод — к выходу согласующего транзистора, подключенного через второй диод к выходному выводу, а параллельно каждому полупроводниковому ключу подключен соответствующий диод е

2. Стабилизатор по п. 1, о т— личающийся тем, что у

m основных транзисторов коллекторы соединены вместе и подключены к выходному выводу соответствующего источника напряжения.

3. Стабилизатор по п. 1, о т л и, ч а ю шийся тем, что блок защиты выполнен на диодах, дросселе и конденсаторе, причем оба вывода дросселя через диоды подключены к коллекторам основных транзисторов, а один из выводов дополнительно сое-динен через конденсатор с общей шиной, 4. Стабилизатор по пг . 1 и 2, отличающийся тем, что блок защиты выполнен на диоде, дросселе и конденсаторе, причем коллекторы основных транзисторов подключены к конденсатору блока защиты, подключенному к общей шине, через параллельно соединенные диод и дроссель блока защиты.

5. Стабилизатор norm. 1 и 2, отличающийся тем, что вспомогательный источник напряжения выполнен на стабилитроне и резисторе, соединенных последовательно и включенных параллельно выходу, причем точка соединения стабилитрона и резистора подключена к резисторам, соедиНенным с базами основных транзисторов..

6. Стабилизатор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что каждый полупроводниковый ключ выпол-. нен на полевом транзисторе, стабиt литроне, резисторе и цвух диодах, причем полевой транзистор истоком ф

80865 подключен к базе основного транзистора, стоком — к выходу согласующего транзистора, а затвором через стабилитрон — к выходному выводу и через последовательно соединенные диод и резистор — к общей шине, а точка соединения резистора и диода через диод подключена к соответствующему входному выводу.

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в устройствах электропитания различной радиоэлектронной аппаратуры специального и широкого применения.

Цель изобретения — повышение надежности стабилизатора.

На фиг ° 1 и 2 представлена принципиальная схема стабилизатора постоянного напряжения.

Стабилизатор содержит (фиг. 1) основные транзисторы 1 и 2, эмиттеры которых соединены вместе и подключены к выходу, коллекторы подключены соответственно через выпрямительные диоды 3 и 4 к соответствующим входным выводам, а базы— к истокам полевых транзисторов .5 и 6, полупроводниковых ключей 7 и 8. Стоки полевых транзисторов

5 и 6 соединены вместе и подключены к коллектору согласующего транзистора 9, диодам 10 и 11, причем диод

10 вторым выводом подключен к выходному выводу, а диод 11 — к вторичной обмотке трансформатора 12, подключенной к выходному выводу.

Согласующий транзистор 9 подключен эмиттером через первичную обмотку трансформатора 12 к соответствующему входу, а параллельно его переходу база-эмиттер подключен резистор 13. Затворы полевых тран— зисторов 5 и 6 подключены соответственно через стабилитроны 14 и 15 к выходному выводу и к общей шине через последовательно соединенные диод 16 и резистор 17, диод 18 и резистор 19. Точка соединения диода 16 и резистора 17 через диод

20, а диода 18 и резистора 19 через диод 21 подключена к соответствующим входам.

Параллельно переходам исток- сток полевых транзисторов 5 и 6 подключены соответственно диоды 22 и 23. К базам основных транзисторов 1 и 2 соответственно подключены резисторы 24 и 25, вторые выводы которых соединены вместе и подключены к выходу через стабилитрон 26 вспомогательного источника

27 напряжения и через резистор 28 к общей шине. Коллектора основных транзисторов 1 и 2 подключены соот15 ветственно через диоды 29-32 к дросселю 33 блока 34 защиты. Точка соединения диодов 30 и 32 с дросселем 33 соединена через конденсатор

35 с общей шиной блока управле20 ния 36.

На фиг. 2 коллектора основных ,транзисторов 1 и 2 через параллельно соединенные дроссель 33 и диод

37 подключены к конденсатору 35.

25 Входы 1 и 2 подключаются к выходной обмотке силового трансформатора, при этом выпрямительные диоды

,3 и 4 (фиг. 1) являются выпрями тельными диодами однофазной двухпот

gg лупериодной схемы выпрямления, если обмотка силового трансформатора имеет отвод от середины, или вып рямительными диодами мостовой „,схемы выпрямления, если обмотка без отвода. На вход 3 подается соот35 ветствующим образом суммарное напряжение от всех входов.

Стабилизатор рассчитан на работу с емкостной нагрузкой и его работа основана на том, что подача

1180865

15

35

Когда U 8<, з Бн, то напряжение с входа 1 через диод 20 поступает на катод диода 16 и закрывает его и в. результате напряжение на затворе полевого транзистора 5 следует за напряжением на истоке, т.е. rioлевой транзистор открыт и работает в режиме с "плавающим" затвором, а следовательно, закрыт и полупроводниковый ключ 7. Таким же образом работает и полупроводниковый ключ 8 .в зависимости от напряжения .на входе 2, а так как на входах 1 и 2 поступают напряжения в разные полу1

S0

55 в базы основных транзисторов 1 и 2 открывающих импульсов с выхода согласующего транзистора 9 осуществляется через проводниковые ключи 7 и 8 на полевых транзисторах 5 и 6, работающих по ключевой ч и схеме с плавающим затвором, синхронно с напряжением, поступающим на коллектора основных транзисторов 1 и 2. В результате такой подачи управляющих импульсов базовые цепи основных транзисторов, на коллекторах которых отсутствует напряжение, оказываются отключенными от согласующего транзистора

9 и от остальных транзисторов и не влияют на их работу.

Включение и выключение полевых транзисторов 5 и 6 полупроводнико- вых ключей 7 и 8 происходит в зависимости от величины напряжения на входах 1 и 2 следующим образом.

Когда, например, на входе 1 В)(1 — М Пст где U „ — напряжение на входе; 2

ВХ1

U — напряжение на конденсаторе нагрузки;

U .- — напряжение стабилизации стабилитрона 14 происходит открывание стабилитрона

14 по цепи стабилитрон 14, диод 16 и резистор 17, в результате к затвору полевого транзистора 5 прилагается запирающее напряжение (U ), равное

ПЗ Пст П, . где U — напряжение вспомогательного источника 27, при ПЗ - UT где U — напряжение отсечки полевого транзистора, полевой транзистор 5 закрыт, а следовательно, закрыт полупроводниковый ключ 7. периоды сетевого напряжения, то и полупроводниковые ключи 7 и 8 подключают базы основных транзис— торов 1 и 2 к согласующему транзистору 9 в разные полупериоды и в результате они работают поочередно в течение всего периода сетевого напряжения.

При использовании стабилизатора в схемах, где входное напряжение не может быть больше выходного одновременно на двух входах, например в однофазных схемах выпрямления, у основных транзисторов 1 и 2, работающих поочередно в течение одного периода сетевого напряжения, для упрощения монтажной схемы сое— диняют вместе коллектора (фиг. 2), при этом основные транзисторы размещают на одном радиаторе. В схемах с тремя и более числе фаэ, питающего напряжение, использовать стабилизатор (фиг. 2) можно только, если выходное напряжение больше напряжения перекрытия фаэ, т.е. напряжения, присутствующего одновременно на нескольких входах, которое зависит от схем выпрямления и угла сдвига фаз. Если выходное напряжение меньше напряжения перекрытия, то часть периода выходного напряжения одновременно на двух входах больше и, следовательно, будут открыты два ключа и при поступленииоткрьвающего импульса в базу согласующего транзистора работают одновременно два основных транзистора, и при соединении их коллекторов распределение тока между ними зависит от их параметров, что приводит к перегрузке одного из них и выходу из строя.

Для ускорения эапирания основных транзисторов 1 и 2 используется одна вторичная обмотка трансформатора 12, которая воздействует на базу работающего основного транзистора I через диоды 11 и 22 или транзистора 2 через диоды 11 и 23.

Это возможно потому, что подача запирающего импульса на закрытый баэо-эмиттерный переход основного транзистора не влияет на его состояние и он, в свою очередь, не шунтирует открытый переход. Диоды 22 и 23 снижают сопротивление открытых ключей при прохождении запирающих импульсов для уменьшения потерь

1180865 при эапирании, так как запирающий ток должен быть больше рабочего, то дополнительные потери при запирании увеличивают мощность трансформатора 12.

Для увеличения надежности в работе основных транзисторов 1 и 2 при .повышенных рабочих температурах на их базы подается запирающее напряжение с стабилитрона 26 вспомогательного источника 27 через резисторы 24 и 25.

При закрывании основных транзисторов 1 и 2 на их коллекторах возникают импульсы напряжения из-за наличия в силовых трансформаторах индуктивности рассеивания, что приводит к пробою транзисторов.

Для исключения возможности пробоя испопьзуется блок защиты.

Блок защиты (фиг. 1) работает следующим образом.

При закрывании, например, основного транзистора 1 возрастающее напряжение на коллекторе открывает диод 30 и конденсатор 35 подключается к коллектору, в результате этого рост напряжения на нем ограничивается, а при открывании основного транзистора 1 конденсатор

35 разряжается через дроссель 33, диод 29 и транзистор 1 в нагрузку, это позволяет мощность, накопленную

10 в индуктивности рассеивания силово"

ro трансформатора, передать в нагрузку, что увеличивает КПД выпрямителя, а дроссель 33 служит для ограничения разрядного тока через ос15 новной транзистор при его открывании, при этом диоды 29-32 позволяют использовать один дроссель 33 и конденсатор 35 для защиты обоих основных транзисторов.

20 . Соединение коллекторов основных транзисторов 1 и 2 (фиг. 2) позволяет упростить блок защиты, при этом заряд конденсатора 35 происходит через диод 37, а разряд — через дроссель 33 и транзистор 1 или 2.

1180865

Составитель С. Горбачева

Редактор Г. Волкова Техред Л.Иикеш Корректор А. Зимокосов

Заказ 5923/46 Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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