Импульсный стабилизатор постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к импульсным стабилизаторам постоянного напряжения для вторичных источников питания электронной аппаратуры. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей блока управления стабилизатора путем достижения независимости работы импульсного стабилизатора от полярности выходного напряжения и повышение надежности стабилизатора. Из прямоугольного напряжения, снимаемого с выхода мультивибратора 12, на конденсаторе 14 формируется напряжение пилообразной формы, амплитуда которого определяется величиной напряжения на коллекторе транзистора 17. В течение времени , когда пилообразное напряжение на конденсаторе 14 превьопает напряжение открывания модулир5пощего транзистора II, последний открыт, управляемый им транзисторный ключ 1 также открыт и в дросселе 3 и конденсаторе 5 LCD-фильтра происходит на сл Фе/г.Г ,

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

РЕСПУБЛИК

099 (11) сю4 G05 F156

l q1 (, !! п,. 1!."

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ юг. f, I

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPHTWI

Н А BTOPCKOMV СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21) 4018303/24-07 (22) 10.02.86 (46) !5,08,87, Бюл, NI 30 (72) Ю.В.Гилев (53) 62!.316.722 ° 1 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 758100, кл, G 05 F 1/56, 1978.

Авторское свидетельство СССР

Ф 626430, кл, G 05 F 1/56, 1975. (54) HMIIYJlbCHbfA СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к импульсным стабилизаторам постоянного напряжения для вторичных источников питания электронной аппаратуры. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей блока управления стабилизатора путем достижения независимости работы импульсного стабилизатора от полярности выходного напряжения и повышение надежности стабилизатора. Из прямоугольного напряжения, снимаемого с выхода мультивибратора 12, на конденсаторе 14 формируется напряжение пилообразной формы, амплитуда которого определяется величиной напряжения на коллекторе транзистора 17. В течение времени, когда пилообразное напряжение на конденсаторе 14 превышает напряжение открывания модулирующего транзистора !1, последний открыт, управляемый им транзисторный ключ l также открыт и в дросселе 3 и конденсаторе 5 LCD-фильтра происходит на1330621 копление энергии. При снижении напряжения на конденсаторе 14 транзистор 11 и ключ 1 закрываются и энергия, накопленная в дросселе 3, передается в нагрузку. Увеличение выходso1 o напряжения стабилизатора приводит к уменьшению времени открытого состояния ключа l. Соотношение времен открытого и закрытого состояния ключа l устанавливается таким, что величина выходного напряжения стабиИзобретение относится к электротехнике, в частности к импульсным стабилизаторам напряжения, и может быть использовано во вторичных источниках питания электронной аппаратуры, устройств автоматики и вычислительной техники.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей блока управления стабилизатора путем дос- 10 тижения независимости работы импульсного стабилизатора от полярности выходного напряжения и повышение надежности стабилизатора, На фиг.l представлена схема им- 16 пульсного стабилизатора постоянного напряжения с LDC-фильтром, включенным по неинвертирующей прямой схеме; на фиг,2 — то же, с 1.DC-фильтром, вклю- ченным по полярно-инвертирующей схеме.20

Устройство содержит транзисторный ключ 1 на составном транзисторе с цепями запуска, LDC-фильтр 2, состоящий иэ дросселя 3, диода 4 и конденсатора 5, включенные последовательно между входными 6 и выходными 7 выводами стабилизатора, Входное нестабилизированное напряжение подается между входным выводом 6 и общей шиной 8, 30

Источник опорного напряжения на стабилитроне 9 подключен к выходным выводам 7 и 8 стабилизатора. Блок 10 управления стабилизатором состоит из мадулирующего транзистора ll, подклю ченного коллектором к управляющему входу транзисторного ключа 1, эмнттером — к общей шине 8, генератора пнлосбразного напряжения, включающелизатора не меняется. Построение стабилизаторов какIIQ неинвертирующей, так и по полярно-инвертнрующей схеме позволяет применять одни и те же узлы и элементы, причем работа стабилизаторов принципиально не отличается. Ограничение выходного напряжения, определяемого отношением резисторов 15 и 13, при неисправности цепи обратной связи позволяет повысить надежность стабилизатора. 2 ил, го мультивибратор 12 со стабильной амплитудой выходного напряжения и формирующую RC-цепь, точка соединения резистора 13 и конденсатора 14 которой подключена к базе модулирующего транзистора 11 и связана с выходом мультивибратора через цепь из последовательно соединенных резистора 15 и диода 16, включенного в проводящем направлении для тока заряда конденсатора 14, второй вывод которого соединен с общей шиной 8, и усилителя постоянного тока, коллектор транзистора

17 которого соединен с базой модулирующего транзистора 11, а эмнттернобазовый переход через резистор 18 подключен между общей шиной 8 и выходом источника 9 опорного напряжения.

Второй вывод резистора 13 формирующей RC-цепи подключен к змиттеру транзистора 17 усилителя постоянного тока.

B стабилизаторе постоянного напряжения (фиг.1) 1.0С-фильтр построен по прямой неинвертирующей схеме для положительной полярности выходного напряжения, и стабилитрон 9 источника опорного напряжения соединен с выходным выводом 7 стабилизатора катодом, а с выходом источника опорного напряжения, т.е. с анодом стабилитрона 9, связана база транзистора 17 усилителя постоянного тока, В стабилизаторе, представленном на фнг.2, LDC-фильтр построен по полярно-инвертирующей схеме для отрицательной полярности выходного напряжения, и стабнлитрон 9 источни621 з 133О ка опорного напряжения соединен с выходным выводом 7 стабилизатора соответственно анодом, а с его катодом соединен эмиттер транзистора 17 усилителя постоянного тока.

Стабилизатор, представленный на фиг. 1, работает следующим образом.

Из прямоугольного напряжения, г снимаемого с выхода мультивибратора

1О

12, на конденсаторе 14 формируется напряжение пилообразной формы, причем заряд конденсатора 14 происходит через резистор 15 и диод 16, а разряд — через резистор 13 RC-цепи и транзистор 17 усилителя постоянного тока. Зарядная цепь на этом интервале времени закрыта диодом 16, Амплитуда пилообразных импульсов определяется величиной напряжения на коллек20 торе транзистора 17 усилителя постоян. ного тока, В течение времени, когда пилообразное напряжение на конденсаторе 14 превышает напряжение открывания модулирующего транзистора 11, 25 последний открыт, управляемый им транзисторный ключ 1 также открыт и в дросселе 3 и конденсаторе 5 LDCфильтра происходит накопление энергии, При снижении напряжения на конденсаторе 14 ниже напряжения открывания модулирующего транзистора II последний закрывается с некоторой задержкой из-за конечного времени рассасывания носителей заряда, накоплен-, ных в его базе за время действия от35 пирающегося напряжения, транзисторж и ключ I также закрывается и энергия, накопленная в дросселе 3, передается через диод 4 в нугруэку, подключенную

40 к выходным выводам 7 и 8 стабилизатора, Напряжение на выходе стабилизатора определяется соотношением времени открытого и закрытого состояния транзисторного ключа 1.

Увеличение выходного напряжения стабилизатора приводит к увеличению напряжения на эмнттерно-базовом переходе транзистора 17 усилителя постоянного тока и снижению напряжения

50 на его коллекторе, При этом уменьшается амплитуда пилообразных импульсов на конденсаторе 14 формирующей

RC-цепи, что влечет за собой уменьшение времени открытого состояния мо55 дулирующего транзистора 11 и транзисторного ключа как вследствие уменьшения интервала времени, когда пилообразное напряжение превышает напряжение отпирания модулирующего транзистора 11, так и вследствие уменьшения задержки закрывания иэ-эа меньшего насыщения его коллекторного тока, Соотношение времен . открытого и закрытого состояния транзисторного ключа 1 устанавливается таким, что величина выходного напряжения стабилизатора почти не меняется.

При обрыве цепи обратной связи через транзистор 17 усилителя постоянного тока амплитуда пилообразных импульсов определяется соотношением величин резисторов 15 и 13 и выбирается такой, чтобы напряжение на выходе стабилизатора не превышало заданного предельно допустимого уровня.

Работа стабилизатора, представленного на фиг.2, принципиальйо не отличается от работы стабилизатора на фиг.1 эа исключением того, что эа время открытого состояния транзисторного ключа 1 накопление энергии .

Ф происходит только в дросселе 3, а раэ" ряд конденсатора 14 RC-цепи происходит быстрее, так как второй вывод резистора 13 и эмиттер транзистора

17 усилителя постоянного тока находятся под отрицательным потенциалом.

Изобретение позволяет строить импульсные стабилизаторы постоянного напряжения как по неинвертирующей так и по полярно-инвертирующей схеме с применением одних и тех же узлов и элементов, включая мультивибратор, амплитуда выходных импульсов которого не зависит от величины и полярности выходного напряжения стабилизатора и ие превышает уровня, принятого для современных интегральных микросхем ТТЛ. Это расширяет область применения данных устройств, а отсутствие маточных иэделий в блоке управления позволяет применить для его изготовления современную технологию, Кроме того, sa счет ограничения выходного напряжения при неисправности цепи обратной связи повыпается надежность устройства. формула изобретения

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий транзисторный клоч и LCD-фильтр, последовательно включенные между входными и выходными выводами, источник опорного

Ф02. 2

Составитель А.Вблкова

Техред В.Кадар

Корректор Н,Король

Редактор M.Äüëûí

Заказ 3582/50

Тираж 863 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

5 13306 напряжения, подключенный к выходным выводам стабилизатора, блок управления, содержащий модулирующий транзистор, соединенный коллектором с управляющим входом транзисторного ключа, генератор пилообразного напряжения, включающий мультивибратор и формирующую RC-цепь, точка соединения конденсатора и резистора которой подключена к базе модулирующего 1О транзистора и связана с выходом мультивибратора через диод, включенный в проводящем направлении для тока заряда конденсатора, а второй вывод конденсатора — к общей шине, 15 усилитель постоянного тока на транзисторе, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей блока управлеt

21 6 ния путем достижения независимости работы импульсного стабилизатора от полярности выходного напряжения и повышения надежности стабилизатора, в него введены первый и второй резисторы, через первый резистор осуществляется связь точки соединения конденсатора и резистора формирующей

RC-цепи с диодом, эмиттер модулирующего транзистора соединен с общей шиной, а база- с коллектором транзистора усилителя постоянного тока, эмиттерно-базовый переход которого через второй введенный в цепь базы резистор подключен между общей шиной и выходом источника опорного напряжения, второй вывод реэистораформирующей RC-цепи соединен с зммитером транзистора усилителя постоянного тока,