Импульсный стабилизатор постоянного напряжения с повышением и понижением входного напряжения

 

Изобретение относится к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Целью изобретения является повышение КПД и устойчивости. Повышающий регулирующий транзистор 6 управляется от компаратора 13, осуществляющего изменение длительности управляющих импульсов в функции изменения входного напряжения. Понижающий регулирующий транзистор 7 управляется компаратором 13, осуществляющим сравнение выходного напряжения с напряжением источника эталонного напряжения 12. При запертом состоянии понижающего транзистора 7 током обмоток дросселя 1 происходит заряд вольтодобавочного конденсатора 8. После насыщения понижающего регулирующего транзистора 7 вольтодобавочный конденсатор 8 разряжается на нагрузку, и происходит накопление энергии в обмотках дросселя 1. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 5 G 05 F 1/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР

1 (21) 4326 18 7 j 24-07 (22) 09, 11 ° 87 (46) 30.03.90. Бюл. Р 12 (72) В.А. Поляков, А.Т. Сафонов и С.Н. Маклецов (53) 621. 316. 722. 1(088.8) (56) Моин В.С. Стабилизированные транзисторные преобразователи. — M.:

Энергоатомиздат, 1986, с. 128, рис. 4.7А.

Алексенко А.Г. и др. Применение прецизионных аналоговых микросхем, M. Радио и связь, 1985, с. 196, рис. 6. 14. (54) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ПОВЫШЕНИЕМ И ПОНИЖЕНИЕМ ВХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к источникам вторичного электропитания радиоИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника питания радиоэлектронной аппаратуры стабилизированным напряжением постоянного тока.

Целью изобретения является повышение КПД.при одновременном повышении устойчивости, На чертеже приведена схема импульсного стабилизатора с повьппением и понижением входного напряжения.

Импульсный стабилизатор с повышением и понижением входного напряжения содержит дроссель 1 с первой 2 и второй 3 обмотками, выходной конденсатор 4, разделительный диод 5, повышающий регулирующий транзистор 6, понижающий регулирующий транзистор 7, 2 электронной аппаратуры. Целью изобретения является повышение КПЦ и устойчивости. Повышающий регулирующий транзистор 6 управляется от компаратора

13, осуществляющего изменение длительности управляющих импульсов в функции изменения входного напряжения.

Понижающий регулирующий транзистор 7 управляется компаратором 13, осуществляющим сравнение выходного напряжения с напряжением источника эталонного напряжения 12, При запертом состоянии понижающего транзистора 7 током обмоток дросселя 1 происходит заряд вольтодобавочного конденсатора

8. После насыщения понижающего регу— лирующего транзистора 7 вольтодобавочный конденсатор 8 разряжается на нагрузку и происходит накопление энергии в обмотках дросселя 1. 1 ил.

МюЙ вольтодобавочный конденсатор 8, рекуперационный диод 9, диод 10, модуля- © тор 11 ширины импульсов, состоящий иэ СИ . источника 12 опорного напряжения, ком — Я параторов 13 и 14. В импульсном ста- (;) ) билизаторе с повышением и понижением ) входного напряжения дроссель 1 соединен началом первой обмотки 2 с входным выводом, а конец второй обмотки

3 дросселя 1 подключен к выходному выводу и одному выводу выходного конденсатора 4. Конец первой обмотки 2 дросселя 1 соединен с анодом разде- Й лительного диода 5 и коллектором повышающего регулирующего транзистора

6. Катод разделительного диода 5 соединен с эмиттером понижающего регулирующего транзистора 7 и с положитель1553962 ным выводом вольтодобавочного конденсатора 8. Вторая обмотка 3 дросселя

1 подключена началом к коллектору понижающего регулирующего транзисто5 ра 7 и к катоду рекуперационного диода 9. Общая шина соединена с эмиттером повышающего регулирующего транзистора 6, анодом диода 10, а также с другим выводом выходнсго конденсатора 4. В модуляторе 11 ширины импульсов выходы источника 12 опорного напряжения подключены к первым управляющим входам компараторов 13 и 14 .

Выход комларатора 13 соединен с базой повышающего регулирующего транзистора 6, а выход компаратора 14 с базой понижающего регулирующего транзистора 7. Вторые управляющие входы компараторов 13 и 14 соединены соответственно с входным и выходным выводами конденсатора 4 . По цепи питания модулятор 11 ширины импульсов подключен через маломощный линейный стабилизатор напряжения (не показан) к входным выводам. В качестве компараторов 13 и 14 могут быть применены микросхемы типа 521САЗ, а источник опорного напряжения может быть построен на основе микросхемы

К561ЛН1, Импульсный стабилизатор с повышением и понижением входного напряжения работает следующим образом.

Длительность открытого состояния понижающего регулирующего транзисто- 35 ра 7 изменяется с изменением длительности импульсов управления, поступающих на базу этого транзистора с выхода компаратора 14 модулятора 11 ширины импульсов. Во время закрытого 40 состояния понижающего регулирующего транзистора 7 входное напряжение поступает на выходной конденсатор 4 и на нагрузку через первую обмотку 2 дросселя 1, разделительный диод 5,, вольтодобавочный конденсатор 8, рекуперационный диод 9 и вторую обмотку

3 дросселя 1. При этом происходит заряд вольтодобавочного конденсатора 8.

3а счет энергии, накопленной в дроссе-50 ле 1 на интервале насьпценного состояния понижающего транзистора, при открывании понижающего регулирующего транзистора 7 первоначально напряжение заряженного конденсатора поступа- 55 ет на нагрузку через этот транзистор, вторую обмотку 3 дросселя 1 на диод

10. По мере разряда конденсатора 8 увеличивается амплитудное значение тока через обмотку 2 дросселя 1 от источника питания, При закрывании понижающего регулирующего транзистора

7 процессы в схеме повторяются и энергия, запасенная в обмотках 2 и 3 дросселя 1, передается в нагрузку через вольтодобавочный конденсатор 8, разделительный диод 5 и рекуперационный диод 9, на коллекторе понижающего регулирующего транзистора 7 формируется ступенька вольтодобавочного напряжения, на выходном конденсаторе 4 — напряжение, величина которого меньше входного напряжения.

ДЛИТЕЛЬНОСТЬ OTKP6|TOI О СОСТОЯНИЯ повышающего peI улируюшегo транзистора 6 определяется длительностью управляющих импульсов, поступающих на его базу с выхода компаратора 13 модулятора 11 ширины импульсов. Во время открытого состояния повышающего регулирующего транзистора 6 происходит накопление энергии в обмотке

2 дросселя i, которая затем при закрывании повышающего регулирующего транзистора 6 передается на выходной конденсатор 4 и нагрузку через разделлтельный диод 5„ вольтодобавочный конденсатор 8, диод 9, вторую обмотку 3 дросселя 1 во время закрытого состояния понижающего регулирующего транзистора 7 и непосредственно через этот транзистор при его открытом состоянии. Напряжение на обмотках дросселя 1 оказывается сложенным с напряжением источника питания, и на выходном конденсаторе 4 {на нагрузке) формируется напряжение„ величина которого больше входного.

Длительность управляющих импульсов на выходе компараторов 13 и 14 определяется разностью напряжений, поступающих на первые управляющие входы от источника 12 опорного напряжения, формирующего напряжение пилообразной формы, а на вторые управляющие входы — соответственно с входных выводов подключения источника питания и с нагрузки .

При изменении входного напряжения от минимального до равного выходному стабилизируемому длительность открытого состояния регулирующего повы— шающего транзистора 6 уменьшается согласно изменению входного напряжения, т.е. повышение и предварительная стабилизация выходного напряжения осуществляется повышающим регулирую- щим транзистором 6 - стабилизатором

5 i5539 напряжения параметрического типа, а понижающий регулирующий транзистор 7 осуществляет стабилизацию напряжения на нагрузке с заданной точностью по схеме стабилизатора напряжения ком5 пенсационного типа.

Таким образом, повышающий регулирующий транзистор 6 закрыт при входном напряжении, больше выходного, а 1О понижающий регулирующий транзистор 7 полностью открыт при входном напря" женин, меньшем стабилизируемого выходного, поэтому коммутационные потери мощности в нем отсутствуют. Кро- 5 ме того, величина коммутируемого тока через понижающий регулирующий транзистор 7 уменьшается за счет образования цепи питания нагрузки во время его закрытого состояния через 2О вольтодобавочный конденсатор 8, что и позволяет повысить КПД устройства.

Формула изобретения

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения с повышением и понижением входного напряжения, содержащий понижающий регулирующий транзистор, дроссель, выходной конденсатор, рекуперационный диод, катодом соединенный с коллектором понижающего регулирующего транзистора, повышающий регулирующий транзистор, соединяющий общий вывод первой обмотки дросселя и анода разделительного диода с общей шиной и первым выводом выходного конденсатора, второй вывод которого подключен к выходному выводу, модулятор ширины импульсов, первый входной вывод которого подключен к второму Выходному выводу, первый выходной вывод соединен с управляющим

62 6 входом понижающего транзистора, второй выходной вывод подключен к управляющему входу повьш ающего транзистора, а общий вывод подсоединен к общей шине, причем модулятор ширины импульсов включает в себя два компаратора, первый вход первого из которых подключен к первому входному выводу модулятора ширины импульсов, а второй вход подсоединен к выходу источника опорного напряжения, выход второго компаратора соединен с вторым выходным выводом повышающего транзистора, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД при одновременном повышении устойчивости, в него введены вольтодобавочный конденсатор и диод, дроссель снабжен ,второй обмоткой, а модулятор ширины импульсов снабжен вторым входным выводом, причем свободный вывод первой обмотки дросселя соединен с входным выводом, вторая обмотка дросселя соединяет катод рекуперационного диода с выходным выводом, катод разделительного диода подключен к эмиттеру понижающего регулирующего транзистора и к положительному выводу вольтодобавочного конденсатора, отрицательный вывод этого конденсатора соединен с анодом рекуперационного диода и катодом диода, анодом подключенного к общей шине, выход первого компаратора модулятора ширины импульсов соединен с его первым выходным выводом, а входы второго компаратора модулятора ширины импульсов связаны соответственно с источником опорного напряжения и вторым входным выводом модулятора ширины импульсов, подключенным к входному выводу.:

1553962

Составитель Ю.Опадчик

Редактор Л, Веселовская Техред А.Кравчук Корректор Т. Палий

Заказ 456

Тираж 651

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ло изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101