Импульсный стабилизатор постоянного напряжения

 

Изобретение относится к области стабилизированных источников питания. Целью изобретения является повьшение надежности и КПД импульсного стабилизатора постоянного напряжения. Это достигается тем,.что стабилизация выходного напряжения осуществляется за счет регулирования скважности имдкод tsD СО оэ ю 4;i

СС«ОЗ СОВЕТСНИХ

С«1ЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

«gg g G 05 F 1/56

ГОС/ДА СТЕННЫЙ НОМИТЕт ССС1

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ (21) 38,5580/24-07 (22) 11.84 (46) 23.05,86. Бюл. Ф 19 (72) В ° Г.Воронин, А.Н.Егорычев и В,С.Соловьев (53) 621.3",6.722. 1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 862126, кл. G 05 F 1/56, 1979.

Авторское свидетельство СССР

9 1001050,кл. G 05 F 1/56, 1981.

„„SU„„1233124 А I (54) И« «ПУЛЬСНЬЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к области стабилизированных источников питания.

Пелью изобретения является повышение надежности и КПД импульсного стабилизатора постоянного напряжения. Это достигается тем, что стабилизация выходного напряжения осуществляется за счeò регулирования скважности им1233124 пульсов управления регулирующим транзистором 1 и коммутирующим транзистором„6. В любой момент времени при включенном состоянии одного транзистора другой выключен. Когда включен транзистор 1, происходит накопление энергии в трансформаторе 2. В момент включения коммутирующих транзисторов

6-8 нагрузка питается за счет энергии, накопленной в трансформаторе 2, Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве источника вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Пель изобретения — повышение надежности и КПД импульсного стабилизатора напряжения путем улучшения схемы.

На чертеже приведена структурная схема импульсного стабилизатора постоянного напряжения.

Стабилизатор содержит регулирующий транзистор 1, трансформатор 2, выпрямительный диод 3, LC-фильтр 4, модулятор 5 длительности, первый 6, второй 7 и третий 8 коммутирующие транзисторы, разделительный диод 9, конденсатор 10, компаратор 11, выходной датчик 12 тока, первый 13, второй 14 и третий 15 элементы И,:выходные положительную 16 и отрицательную

17 шины, входные положительную 18 и отрицательную 19 шины.

В предлагаемом устройстве роль помехоподавляющего Т-образного фильтра., при открытом регулирующем транзисторе

1, .выполняют паразитная емкость закрытого выпрямительного диода 3, конденсатор 10 и коллекторная емкость закрытого первого коммутирующего тоанзистора 6.

При закрытом регулирующем транзисторе 1 роль помехоподавляющего Г-образного фильтра вьлолняют коллекторная емкость регулирующего транзистора паразитная емкость закрытого разделительного диода 9 и коммутирующие транзисторы 7 и 8, находящиеся в от- I

KP6ITOM СОСТОЯНИИ. которая Одновременно подзаряжает конденсатор 10. Так обеспечивается электромагнитная развязка между входом и выходом как при включенном, так и при выключенном транзисторе 1. Эквивалентная схема стабилизатора в отношении подавления помех представляет собой Г-образный и Т вЂ образн фильтры соответственно при включенном и выключенном регулирующемтранзисторе.!ил.

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом .

Модулятор 5 длительности выраба5 тывает импульсы управления регулирующим транзистором 1 и инвертированные по фазе импульсы управления первым коммутирующим транзистором 6.

Стабилизация выходного напряжения в устройстве осуществляется за счет регулирования скважности указанных импульсов в зависимости от соотношения между входным и выходным напряжением и током нагрузки. Для этой

15 цели на вход модулятора 5 длительности поступает опорное напряжение и выходное напряжение стабилизатора. т

Работа регулирующего транзистора 1 и первого коммутирующего транзистора 6

20 осуществляется таким образом, что в любой момент времени при включенном состоянии одного из них другой нахо,цится в выключенном состоянии.

В промежутке времени, при которых

5 включен регулирующий транзистор 1, происходит накопление энергии в трансформаторе 2.

При н61ключении регулирующего транзистора 1 сигналом модулятора 5 дли3() тельности включается первый коммутирующий транзистор 6 после того, как на вторэй вход элемента И 14 поступает сигнал с выхода компаратора 11.

Срабатывание последнего происходит после запирания регулирующего транзитора I с некоторой временной задержкой, определяемой временем выклюю чения регулирующего транзистора 1 и при >зыключенном первом коммутирующе@ тран:зисторе 6. Управление вторым 7

12331 ,и третьим 8 коммутирующими транзисторами осуществляется сигналами с выхода компаратора и модулятора с помощью третьего элемента И 15.

В момент включения первого 6, второго 7 и третьего 8 коммутирующих транзисторов электропитание нагрузки стабилизатора осуществляется через LC-фильтр ч за счет магнитной энергии, накопленной в трансформаторе 2, обеспечивающей одновременно подзаряд конденсатора 10.

20

25 для подключения источника опорного напряжения, парафазные выходы модулятора длительности соединены соответственно с первым входом первого и с первым входом второго элементов И, выход выходного датчика тока соединен одним выводом с выходной отрицательной шиной стабилизатора, а другим выводом — с вторым входом первого элемента И, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности и КПД стабилизатора, в него введены компаратор и третий элемент

И, причем первый вывод первичной обмотки трансформатора подключен непосредственно к точке соединения коллектора второго коммутирующего транзистора и эмиттера регулирующего транзистора, при этом база и эмиттер второго коммутирующего транзистора соединены соответственно с базой и эмиттером третьего коммутирующего транзистора, коллектор которого подключен к аноду разделительного диода, катод которого подключен к точке соединения второго вывода первичной обмотки трансформатора с входной отрицательной шиной стабилизатора, при этом второй вход второго элеменВ момент сравнения выходного напряжения стабилизатора с напряжением опорного источника сигнал, поступающий с выхода модулятора 5 на первый вход второго элемента И и второй вход третьего элемента И принимает значение логического нуля, что приводит к запиранию первого б, второго

7 и третьего 8 коммутирующих транзисторов. В этом случае напряжение, поступающее .с датчика 12 тока на второй вход первого элемента И 13, принимает значение логического нуля и при появлении управляющего импульса с выхода модулятора 5 на первом входе первого элемента И 13 на его выходе формируется сигнал, отпирающий регулирующий транзистор t. При включении регулирующего транзистора 1 вновь происходит накопление магнитной энергии в трансформаторе 2 и далее все процессы в схеме повторяются.

Таким образом, в предлагаемом уст35 ройстве обеспечивается электромагнитная развязка между входом и выходом как при включенном, так и при выключенном состоянии регулирующего

40 транзистора 1 за счет того, что эквивалентная схема стабилизатора в отношении подавления электрических помех представляет собой Г-образный и

Т-образный фильтры соответственно

45 при включенном и выключенном состояниях регулирующего транзистора.

Таким образом, повышение надежности и КПД в предлагаемом устройстве по сравнению достигается за счет упрощения выходной части стабилизатора и уменьшения мощности, рассеиваемой на элементах силовой цепи.

Формула изобретения

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, первый, второй и третий коммутирующие транзисторы, разделительный и выпрямительный диоды, I,С-фильтр, датчик тока, модулятор длительности, первый и второй э.пементы И, выходы которых подключены соответственно к базе регулируюгцега и базе коммутирующего транзисторов, трансформатор, первый вывод вторичной обмотки, которыи подключен через соединенные последовательно выпрямительный диод и первый коммутирующий транзистор к входу 1.С-фильтра, подключенному вьгходом к выходной положитель— ной шине стабилизатора, второй вывод вторичной обмотки трансформатора через датчик тока подключен к выходной отрицательной шине стабилизатора, соединенной с общей. шиной, конденсатор, включенный между точкой соединения катода выпрямительного диода с коллектором первого коммутирующего транзистора и вторым выводом вторичной обмотки трансформатора, коллектор второго коммутирующего транзистора соединен с эмиттером регулирующего транзистора, коллектор которого соединен с входной положительной шиной стабилизатора, первый вход модулятора соединен с выходом LC-фильтра, а второй вход модулятора — с выводом

1233124

Составитель С. {ернышева

Редактор Н.Бобкова Техред В.Кадар Корректор Г. Решетник

Заказ 2769/49 тираж 83б Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 та И подключен к первому входу третьего элемента И и выходу компаратора, первый и второй входы которого соответственно соединены с эмиттером и коллектором регулирующего транзистора, второй вход третьего элемента

И подключен к первому входу второго элемента И, прямой и инверсный выходы третьего элемента И соединены соответственно с базой и эммит ром второго коммутирующего транзистора.