Ключевой стабилизатор постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания аппаратуры устройств связи. Целью изобретения является повышение выходного напряжения до уровня, близкого к входному напряжению. Цель достигается благодаря введению в стабилизатор вспомогательного транзистора 10, балластного резистора 11, шунтирующего элемента 13 и развязывающих резисторов 7 и 12. При этом становится возможным выделить сигнал, соответствующий процессу восстановления обратного сопротивления разрядного диода 8. Безынерционный вентильный элемент 9 выполняет функцию датчика состояния разрядного диода 8. Ток рассасывания разрядного диода 8 и ток дросселя 8 и ток дросселя 2 при закрытом ключевом транзисторе 1 протекает через вспомогательный транзистор 10 и балластный резистор 11. Ключевой транзистор 1 открывается сразу после восстановления обратного сопротивления разрядного диода 8. Сокращается минимально необходимая длительность паузы в работе ключевого транзистора 1 и увеличивается максимальная рабочая величина выходного напряжения. 5 з.п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1529195 А 1

Ы 4 G 05 F 1 56

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2I) 4382929/24-07 (22) 25.02.88 (46) 15.12.89. Бюл. № 46 (7!) Институт электродинамики АН УССР (72) Г. Ф. Пазеев, В. А. Салацкий и В. В. Хмара (53) 621.316.722. 1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 536153, кл. G 05 F !/56, 1975.

Авгорское свидетельство СССР

ЛЪ 80294 .), кл. G О,) 1: 1,5(), (978. (54) КЛЮЧЕВОЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОС1ОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания аппаратуры устройств связи. Целью изобретения является повышение выходного напряжения до уровня, близкого к входному напряжению. Цель достигается благодаря введению в стабилизатор вспо2 могательного транзистора !О, балластного резистора 1, шунтирующего элемента 13 и развязывающих резисторов 7 и 12. При этом становится возможным выделить сигнал, соответствующий процессу восстановления обратного сопротивления разрядного диода 8. Безынерционный вентильный элемент 9 выполняет функцию датчика состояния разрядного диода 8. Ток рассасывания разрядного диода 8 и ток дросселя 2 при закрытом ключевом транзисторе 1 протекает через вспомогательный транзистор !

О и балластный резистор I I. Ключевой транзистор 1 открывается сразу после восстановления обратного сопротивления разрядного диода 8. Сокращается минимально необходимая длительность паузы в работе ключевого транзистора и увеличивается максимальная рабочая величина выходного напряжения.,= з.п. ф-лы, 3 ил.

1529195

Формула изобретения

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания аппаратуры устройств связи.

Цель изобретения повышение выходного напряжения до уровня, близкого к входному напряжению.

На фиг. 1 приведена схема ключевого стабилизатора постоянного напряжения; на фиг. 2 — схема стабилизатора с диодным шунтирующим элементом; на фиг. 3 — то же, с оптронным шунтир ощим элементом.

Ключевой стабилизатор постоянного напряжения содержит включенные последовательно в одну из силовых шин ключевой транзистор lи,дроссель 2, причем силовой вывод ключевого транзистора 1 соединен с входным выводом 3, блок 4 управления входом подключен к выходным выводам 5 и 6, а выходом — через развязывающий резистор 7 с управляемым входом ключевого транзистора 1. Разрядные диод 8 и безынерционный вертильный элемент 9 соединены между собой последовательно и подклк чены свободными выводами к другой силовой шине 6 (общей шине) и точке соединения ключевого транзистора 1 и дросселя 2.

В качестве безынерционного вентильного элемента 9 может быть использован диод с барьером Шоттки или низковольтный высокочастотный диод.

Параллельно силовым выводам ключсво го тра нзи сто ра 1 подключена цепочка из соединенных последовательно вс помогательного транзистора 10 и баллас тного резистора 11, причем управляющий вход вспомогательного транзистора 10 через развязывающий резистор 12 подклк чс н к выходу блока 4 управления.

Пdðà këåëüно управляkoùåìó входу ключевого транзистора 1 подсоединен выход шунтирующего элемента 13, вход которого подключен параллельно безынерционному вентильному элементу 9. На фиг. 1 в качестве шунтирующего элемента использован транзистор, при этом вход шунтирующего элемента образован отводами от эмиттера и базы, а выход — отводами от базы и коллектора транзистора

К выходным выводам 5 и 6 подключены конденсатор 14 / С-фильтра и нагрузка 15.

Ключевой стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом.

При отпирающем напряжении на выходе блока 4 управления транзисторы 1 и 10 открыты. Через них протекает ток дросселя 2, который разветвляется в нагрузку

15 и конденсатор 14. При этом ток через транзистор 1 значительно больше тока через транзистор 10, который ограничивается балластным резистором 11.

При запирающем напряжении на выходе блока 4 управления ток дросселя 2 замыкается по цепи: выходной вывод 5. нагруз5

50 ка !5, общая шина 6, разрядный диод 8, безынерционный вентильный элемент 9.

При появлении на выходе блока 4 управления очередного отпирающего импульса напряжения транзисторы I и 10 начинают открываться, ток через них увеличивается, а ток через разрядный диод 8 и безынерционный вентильный элемент 9 уменьшается. После того, как ток дросселя 2 и нагрузки 15 будет полностью протекать через транзисторы 1 и 10, ток разрядного диода 8 уменьшится до нуля, напряжение между точкой соединения ключевого транзистора 1 с дросселем 2 и общей шиной 6 начн т повышаться. Поскольку сразу после прекращения прямого тока через разрядный диод 8 его обратное сопротивление равно нулю, то все это напряжение будет приложено в обратной полярности к безынерционному вентильномч элементу 9 и подключенному параллельно ему входу шунтирующего элемента 13. Через вход шунтирующего элемента 13 будет протекать обратный ток разрядного диода 8, шунтирующий элемент 13 откроется и зашунтирует вход ключевого транзистора 1, и последний закроется. Весь ток, обеспечивающий заряд конденсатора 14, дросселя 2, ток нагрузки

15, обратный ток (ток рассасывания) разрядного диода 8, будет протекать через вспомогательный транзистор 10 и балластный резистор 11.

До окончания тока рассасывания разрядного диода 8 ключевой транзистор

1 будет оставаться в закрытом состоянии.

Когда обратное сопротивление разрядного диода 8 восстановится и напряжение на бс 3k Ikkk k)kkkkl)kkkk()lk в» kkTkk, khkk() k .э, kk k kkT(. 9 входе шунтирующего элемента 13 (который при этом закроется) уменьшится до нуля, ключевой транзистор 1 откроется. Ток дросселя 2, который ранее протекал через транзистор 10, в основном начнет протекать через транзистор 1. Далее процесс в схеме повторится.

Таким образом, очередное отпирание транзисторов может осуществляться непосредственно после запирания этих же транзисторов, т.е. пауза в работе ключевого транзистора в предлагаемой схеме без перегрузок элементов может быть сведена практически до нуля, благодаря чему обеспечивается повышение максимального рабочего выходного напряжения практически до напряжения источника питания.

1. Ключевой стабилизатор постоянного на пряже ни я, содержащий последовательно включенные в одну из силовых шин ключевой тра нзистор и дроссель L С-фильтра, конденсатор которого подключен к выходным выводам, блок управления, вход кото1529195

8,2 рого соединен с выходными выводами, и разрядный диод, соединенный одним выводом с другой силовой шиной, отличающийся п м, что, с цельк> повышения выходного напряжения до уровня, близкого к входному напряжению, в него введены балластный резистор, вспомогательный транзистор, шунтирующий элемент, безынерционный вентильный элемент и два развязывающих резистора, причем цепочка, состоящая из последовательно соединенных вспомогательного транзистора и балластного резистора, подключена параллельносогласно силовым выводам ключевого трекзистора, управляющие входы ключевого и вспомогательного транзисторов соответственно через первый и второй развязывающие резисторы подключены к выходу блока управления, безынерционный вентильный элемент включен последовательносогласно с разрядным диодом и свободным выводом соединен с общей точкой соединения ключевого транзистора и дросселя фильтра, а шунтирующий элемент входом подключен параллельно безынерционному вентильному элементу, а выходом — параллельно управляющему входу ключевого транзистора.

2. Стабилизатор гн> и. 1, отличиющийс>ч тем, что шунтирующии элемент выполнен в виде цепочки из соединенных последовательно-согласно первого и второго дополнительных диодов, и ри этом вход его образцван отводами от крайних электродов указанной цепочки диодов, а выход — отводами от электродов одного из диодов укаэанной цепочки.

3. Стабилизатор по п. 1, отлича>с>щийся тем, что шунтирующий элемент выполнен в виде тра нзи стор а, п ри этом вход его образован отводами от базы и эмиттера, а выход — от базы и коллектора указанного транзистора.

4. Стабилизатор по п, 1, отличающийся тем, что шунтирующий элемент выполнен н виде диодно-транзисторной оптопары, при этом вход его образован отводами от электродов диода оптопары, а выход — отводами от эмиттера и коллектора транзистора оптопары.

20 о Стабилизатор по пп. 1-3 нлн 4, отличающийся тем, что в качестве безынерционного вентильного элемента использован низковольтный высокочастотный диод.

6. Стабилизатор по fl>I. 1-3 нлн 4, отз>ичак>щийся тем, что в качестве безынерционного вентильного элемента использован диод с барьером Шоттки.

1529195 (:оставитспь А. Волкова

Редактор A.. 1ежнина Тскред И Версс Корректор H. Коропь

Заказ 764 !, 43 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитега по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР ! I 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4, 5

Производственно-издательский кочбин((т «Патент». г Ужгород, ул. Гагарина, IOI