Линейно-импульсный стабилизатор постоянного напряжения

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУбЛИН

275403 А 1 (ю (и> (51) 4 С 05 F 1/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3920917/24-07 (22) 02.07.85 (46) 07.12.86. Бюл. N - 45 (72) В.Т. Тарасов и И.И. Ковалев (53) 621,316.722.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 714375, кл. С 05 F 1/56, 1978.

2..Краус Л.А. и др. Проектирование стабилизированных источников электропитания радиоэлектронной аппаратуры. M. Энергия, 1980. с. 167, рис. 8-2. (54) ЛИНЕЙНО-ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТ0Р ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к вторичным источникам питания радиоэлектронной аппаратуры. Целью изобретения является уменьшение массы и объема линейно-импульсного стабилизатора постоянного напряжения. Цель достигается тем, что импульсный стабилизатор, выполненный на основе широтно-импульсного модулятора, узла 6 формирования прямоугольных импульсов блока 2 выпрямления,поддерживает с высокой точностью напряжение на регулирующем транзисторе 7 линейного стабилизатора 4 беэ увеличения коэффициента пульсаций напряжения на его входе при всех значениях его выходных напряжений. Это позволяет уменьшить габариты фильтра и радиатора охлаждения транзистора 7. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может бьп ь применено в устройствах электропитания радиоэлектронного оборудования.

Целью изобретения является уменьшение массы и объема линейно-импульсного стабилизатора постоянного напряжения.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема линейно-им- 10 пульсного стабилизатора постоянного напряжения; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие их работу.

Линейно-импульсный стабилизатор постоянного напряжения содержит си- 15 ловой трансформатор 1, блок 2 выпрямления, фильтр 3, линейный стабилизатор 4 постоянного напряжения, а также блок 5 выделения сигнала ошибки и узел 6 формирования импуль- 20 сов.

Линейный стабилизатор 4 состоит из регулирующего транзистора 7, усилителя 8 постоянного тока и узла 9 сравнения. 25

Блок 2 выпрямления состоит из двух силовых диодов 10 и 11, катодами подключенных к противоположным выводам одной вторичной обмотки

12 переменного напряжения силового щ трансформатора 1, а анодами — к минусовому входу линейного 4 стабилизатора напряжения, первого 13 и второго 14 выпрямительных транзисторов, эмиттерами подключенных к противопо35 ложным выводам вторичной обмотки 12 переменного напряжения, а коллекторами — к плюсовому входу линейного стабилизатора 4 напряжения.

Вспомогательный выпрямитель 15 выходом соединен с выходом блока 5 вьщеления сигнала ошибки, включающих в себя первый 16, второй 17, третий

18 и четвертый 19 резисторы, диод 20 сравнения, интегрирующий конденсатор

21, дополнительный транзистор 22, первый фототранзисторный оптрон 23 и стабилитрон 24. Вход вспомогательного выпрямителя 15 подключен к другой вторичной обмотке 25 силового трансформатора 1. Минусовой вход блока 5 вьщеления сигнала ошибки подключен к минусовому выходу дополнительного источника 26 напряжения, плюсовой вход блока 5 подключен через первый резистор 16 к катоду диода 20 сравнения, анод которого через переход коллектор — эмиттер дополнитель403 1 ного транзистора 22 подключен к плюсовому выходу дополнительного источника 26 напряжения, к которому также подключен коллектор фототранзистора первого оптрона 23, эмиттер которого подключен к базе дополнительного транзистора 22, которая через третий резистор 18 подключена к минусовому выходу дополнительного источника 26 напряжения, общая точка первого резистора 16 и катода диода 20 сравнения подключена через второй резистор

17 к минусовому выходу дополнительного источника 26 напряжения, к которому также подключена через интегрирующий конденсатор 21, общая точка анода диода 20 сравнения и коллектора дополнительного транзистора 22, анод светодиода первого оптрона 23 подключен к эмиттеру регулирующего транзистора 7, а катод светодиода

23 подключен к катоду стабилитрона

24, анод которого через четвертый резистор 19 подключен к коллектору регулирующего транзистора 7 линейного стабилизатора 4.

Узел 6 формирования импульсов содержит дополнительный выпрямитель

27, параметрический стабилизатор 28, резисторный делитель 29 напряжения, подключенный к выходу параметрическоro стабилизатора 28, компаратор 30, второй оптрон 31, ограничительный резистор 32, первый 33 и второй 34 развязывающие диоды, причем вход пара метрического стабилизатора 28 подключен к выходу дополнительного выпрямителя 27, вход которого подключен к вторичной обмотке 12 переменного напряжения, общая точка инвертирующего и неинвертирующего входов компаратора 30, соединенная с минусовым выходом параметрического стабилизатора 28, подключена к общей точке первого резистора 16, второго резистора 17 и катода диода 20 сравнения, блока 5 вьщеления сигнала ошибки, а неинвертирующий вход компаратора

30 подключен к входу узла формирования импульсов, соединенному с выходом вспомогательного инвертирующего выпрямителя, инвертирующий вход компаратора 30 подключен к средней точке резисторного делителя 29 напряжения, выход компаратора подключен к катоду светодиода второго оптрона

31, анод которого через ограничительный резистор 32 подключен к плюсово127 му выходу дополнительного выпрямителя 27, эмиттер фототранзистора второго оптрона 31 подключен к общей точке коллекторов выпрямительных транзисторов 13 и 14, а его эмиттер через развязывающие диоды 33 и 34 подсоединен к базам выпрямительных транзисторов 13 и 14.

Линейно-импульсный стабилизатор постоянного напряжения работает сле- 10 дующим образом.

В начальный момент после подключения стабилизатора к сети дополнительный транзистор 22 открыт и интегрирующий конденсатор 21 заряжается до 15 напряжения дополнительного источника

26 напряжения. Величина этого напряжения выбирается несколько большей напряжения на выходе вспомогательного выпрямителя 15. В результате это- 20 го вспомогательный выпрямитель 15 закрыт и на неинвертирующий вход компаратора 30 сигнал не поступает. На инвертирующий вход компаратора 30 сигнал поступает через резисторный 25 делитель напряжения параметрического стабилизатора 28. Это приводит к тому, что выход компаратора 30 открыт и через светодиод второго оптрона

3.1 протекает постоянный ток. Фото- щ транзистор второго оптрона 31 открывается и через развязывающие диоды

33 и 34 открывает первый 13 и второй

14 выпрямительные транзисторы при соответствующих напряжениях на их коллектор-эмиттерных переходах. В результате этого силовые диоды 10 и 11 и первый 13 и второй 14 транзисторы образуют выпрямитель 2. Конденсатор фильтра 3 заряжается, появляется 40 напряжение на входе линейного стабилизатора 4 постоянного напряжения и он начинает нормально функциоровать.

При достижении на коллекторноэмиттерном переходе регулирующего транзистора 7 определенного уровня напряжения (этот уровень выбирается с помощью стабилитрона 24 и четвертого резистора 19) происходит про50 бой стабилитрона 24 и через светодиод второго оптрона 23 начинает протекать ток.

Фототранзистор первого оптрона

23 открывает и подзакрывает дополни- 55 тельный транзистор 22. В результате этого напряжение на интегрирующем конденсаторе 21 уменьшается sa счет

5403 4 его разряда через диод 20 сравнения и второй резистор 17.

Уменьшение напряжения на интегрирующем конденсаторе 21 приводит к тому, что напряжение с выхода вспомогательного выпрямителя 15 при амплитудных значениях начинает превышать напряжение на интегрирующем конденсаторе 21 (фиг. 2). При этом на первом резисторе 16 в момент превышения возникают управляющие импульсы напряжения, поступающие на неинвертирующий вход компаратора 30 (фиг. 2).

Выход компаратора на время определяемое длительностью этих импульсов,.закрывается и ток через светодиод первого оптрона 31 имеет импульсный характер (фиг. 2).

Выключение светодиода первого оптрона 31 приводит к закрытию его фототранзистора соответственно первого 13 и второго 14 выпрямительных транзисторов на время, определяемое длительностью управляющих импульсов напряжения с первого резистора 16.

В результате этого напряжение на входе линейного стабилизатора 4 постоянного напряжения уменьшается и будет таким, что на регулирующем транзисторе 7 с высокой точностью будет поддерживаться напряжение, определяемое стабилитроном и четвертым резистором 19.

При регулировании выходного напряжения линейного стабилизатора 4

Э например, в сторону уменьшения. напряжение на регулирующем транзисторе

7 начинает возрастать, это приводит к подзакрытию фототранзистором второго оптрона 23 дополнительного транзистора 22, уменьшению напряжения на интегрирующем конденсаторе 21, увеличению длительности управляющих импульсов с первого резистора 16 и уменьшению напряжения на входе линейного стабилизатора описанной последовательности.

Интегрирующий конденсатор 21 исключает влияние пульсаций напряжения на регулирующем транзисторе 7 на формирование управляющих импульсов с первого резистора 16 и уменьшение напряжения на входе линейного стабилизатора в описанной последовательности, Интегрирующий конденсатор 21 исключает влияние пульсаций напряже1275403 ния на регулирующем транзисторе 7 на формирование управляющих импульсов напряжения, поступающих на неинвертирующий вход компаратора 30, а диод 20 сравнения обеспечивает их полную симметрию относительно вершинок синусоиды. формулаизобретения

Составитель Ю. Опадчий

Техред Л.Сердюкова Корректор M. Шароши

Редактор О. Головач

Заказ 6560/39 Тираж 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Линейно-импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий силовой трансформатор, первичная обмотка которого подключена к входным клеммам, а одна вторичная обмотка через последовательно соединенные блок выпрямления, включающий в себя два диода, фильтр и регулирующий транзистор подсоединена к выходным клеммам, зашунтированным измерительным элементом, выход которого через усилитель постоянного тока подключен к управляющему входу регулирующего транзистора, блок выделения сиг- д нала ошибки, входом подсоединенный параллельно силовым выводам регулирующего транзистора, другая вторичная обмотка силового трансформатора подсоединена к входу вспомогательного выпрямителя, узел формирования импульсов, выходом подключенный к входу управления блока выпрямления, отличающийся тем, что, с целью уменьшения массы и объема, в блок выпрямления введены два выпрямительных транзистора, причем попарно объединенные катоды диодов блока выпрямления и эмиттеры выпрямительных транзисторов подключены к входам узла формирования импульсов, объединенные аноды диодов подключены к общей шине, коллекторы выпрямительных транзисторов подсоединены к выходам узла формирования импульсов и блока выделения сигнала ошибки, а управляющие переходы выпрямительных транзисторов соединены с входом уп-, равления блока выпрямления, объединенные выходы вспомогательного выпрямителя и блока выделения сигнала ошибки подключены к входу узла формирования импульсов.