Способ управления импульсным однотактным стабилизатором напряжения

 

Изобретение относится к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Целью изобретения является повышение КПД и надежности. Силовой транзистор импульсного однотактного стабилизатора напряжения периодически отпирается и запирается с переменной скважностью, определяемой отклонением выходного напряжения от заданного уровня. К моменту запирания силовой транзистор выводится из насыщения, что обеспечивается зависимостью величины его базового тока от величины отклонения выходного напряжения от заданного, например, уменьшение выходного напряжения ниже заданного увеличивает отклонение выходного напряжения от заданного и увеличивает базовый ток при индуктивном характере нагрузки силового транзистора, что приводит к увеличению длительности его включенного состояния и повышению выходного напряжения стабилизатора. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

51)5 G 05 F 1/56

i" 11 !

t 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4632282/24-07 (22) 05.01.89 (46) 07.12.90. Бюл. ¹ 45 (72) М.Н.Аравии (53) 621.376.722.1 (088.8) (56) Электронная техника в автома.тике, вып.8. — М.: Советское радио, 1976, с. 15, рис.1.

Электросвязь, 1985, №- 11, с.59, рис.3. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ИМПУЛЬС11ЫМ

0gH0TAKTHbM СТАБИЛИЗАТОРОМ НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Целью изобретения является повышение КПД и надежности. Силовой транзистор импульсного однотактного стабилизатоИзобретение относится к электротехнике и может быть применено для создания высокоэффективных импульсных вторичных источников электропитания постоянного тока.

Целью изобретения является повьппение КПД и надежности способа управления импульсным однотактным стабилизатором напряжения.

На чертеже. приведена схема импульсного однотактного стабилизатора напряжения, реализующего предлагаемый способ управления.

Способ управления импульсиым однотактным стабилизатором напряжения заключается в периодическом отпирании и запирании транзисторного силового ключа с переменной скважностью, „„SU„„1612285 ра напряжения периодически отпирается и запирается с переменной скважностью, определяемой отклонением выходного напряжения от заданного уровня. К моменту запирания силовой транзистор выводится из насьпцения, что обеспечивается зависимостью величины его базового тока от величины отклонения выходного напряжения от заданного, например, уменьшение выходного напряжения ниже заданного увеличивает отклонение выходного напряжения от заданного и увеличивает базовый ток при индуктивном характере нагрузки силового транзистора, что приводит к увеличению длительности его включенного состояния и повьппению выходного напряжения стабилизатора.

1 ил. зависящей от отклонения выходного напряжения от заданного значения. Величину отпирающего базового тока транзистора силового ключа однотактного стабилизатора напряжения изменяют таким образом, что к моменту запирания этот транзистор .находится в ненасыщенном состоянии. Базовый ток транзистора силового ключа формируют прямо пропорциональный величине от.клонения выходного напряжения стаби— лизатора от заданного значения. Сравнивают остаточное напряжение на открытом ключае с некоторым эталонным напряжением, равным граничному напряжению на коллекторе транзистора силового ключа между режимом насьппения и активным режимом. Запирают транзис1612285 тор силового ключа однотактного стабилизатора напряжения в момент равен тва коллекторного и эталонного напряжений.

Указанная последовательность дейтвий обеспечивает достижение положительного эффекта за счет того,что

На этапе отпертого состояния транВистора силового ключа он находится

В насьцценном состоянии, а по мере увеличения коллекторного тока, которое всегда имеет место при индуктивной нагрузке силового ключа, транзистор выКодит из насьццения, напряжение на Нем увеличивается, достигает значе—

Кия эталонного и транзистор запирает— я. При этом достигается уменьшение потерь как в силовой цепи, так и уп— равляющей цепях транзистора.

Устройство содержит силовой тран4 висторный ключ 1, импульсный транс форматор 2, включенный последователь,ho с ключом,l, выпрямитель со сгла— живающим фильтром 3, входом соединен- 25 алый с импульсным трансформатором 2,. а выходом — с выходными выводами 4. усилитель 5 обратной связи входами соединен.с выходными зажимами и ис— точником опорного напряжения, Первый транзистор 6 эмиттером подключен к базе силового транзистора 1, а кол— лектором — к источнику вспомогательного питающего напряжения. Первый резистор 7 включен между базой и кол.лектором первого транзистора 6. Вто, рой резистор 8 включен между вывода-! ми базы и эмиттера транзистора сило,вого ключа 1. Задающий генератор 9 выходом соединен через второй транзистор 10 и третий транзистор 11 с базой первого транзистора 6. Делителв 12 напряжения входом соединен с коллектором транзистора силового ключа 1. Входы компаратора 13 соеди- 45 иены с выходом делителя 12 напряжения и источником эталонного напряжения, равного коллекторному напряжению транзистора 1 в момент перехода из режима насьпцения .в активный режим, делен50 ному на коэффициент деления делителя

12. Четвертый транзистор 14 базой соединен с выходом усилителя 5 обратной связи. Третий резистор 15 соединен с эмиттером четвертого транзистора 14, коллектор которого соединен с базой первого транзистора 6 и кол— лектором третьего транзистора 11.

База третьего транзистора .11 соединена с коллектором второго транзистора

10 и через четвертый ре истор 16 с выходом компаратора 13. База второго транзистора 10 соединена с выходом задающего генератора 9.

Стабилизатор работает следующим образом.

При подаче питающих напряжений начинает работать задающий генератор

9, периодически с определенной скважностью отпирая и запирая второй транзистор 10 и запирая третий транзистор 11 который отпирается током через четвертый резистор .16 с выхода компаратора 13, в базу транзистора силового ключа 1 поступает ток первого резистора 7, усиленный первым транзистором 6. Силовой ключ !, пе— риодически отпираясь со скважностью импульсов с задающего генератора 9, создает импульсное напряжение на обмотках импульсного трансформатора 2 и входе выпрямителя 3, с выхода которого постоянное напряжение поступает на выходные зажимы и нагрузку 4, а также вход усилителя 5 обратной свя— зи. При достижении выходным напряжением заданного значения, определяемого напряжением источника опорного напряжения, выходной сигнал с выхода усилителя 5 обратной связи приоткрывает четвертый транзистор 14, возникает коллекторный ток этого транзисто-. ра, который вычитается из тока первого резистора 7, в результате чего уменьшается базовый ток первого транзистора 6 и базовый ток транзистора силового ключа 1. Вследствие этого уменьшается степень насьпцения транзистора силового ключа 1 до такой величины, при которой этот транзистор в конце этапа отпертого состояния выходит из насыщения, его коллекторное напряжение резко возрастает и, попадая через делитель 12, обеспечивающий необходимые для работы компаратора 13 уровни сигналов, на вход это— го компаратора, вызывает его срабатывание и через резистор 16 отпирание третьего транзистора 1!. Транзистор 6 запирается, базовый ток транзистора силового ключа 1 прерывается и он также запирается резистором 8.

Это состояние является устойчивым и стабилизатор находится в нем до следующего импульса с выхода задающего генератора 9.

1612285

Составитель И. Опадчий

«хред Л. Олийнык Корректор М. Шароши

Редактор И.Шулла

Заказ 3830 Тираж 651 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при кп С Р

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

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

tl тю .0

Таким образом, при работе стабилизатора обеспечивается режим насыщения транзистора силового ключа 1 во время его отпертого состояния и перевод его в активный режим непосредственно перед запиранием, что уменьшает динамические потери в ключе и базовой цепи транзистора силового ключа. При этом повышается КПД, снижается перегрев и повышается надежность.

Формула и з о б р е т е н и я

Способ управления импульсным однотактным стабилизатором напряжения, з аключаюшийся в периодическом отпирании и запирании транзисторного силового ключа с переменной скважностью, зависящей от отклонения выходного напряжения от заданного значения,при этом величину отпирающего базового тока транзистора силового ключа изменяют так, что к моменту запирания

5 этот транзистор находится в ненасыщенном состоянии, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения КРД и надежности, формируют базовый ток транзистора силового ключа, прямо пропорциональный по величине отклонению выходного напряжения стабилизатора от заданного значения, сравнивают остаточное напряжение на открытом ключе с некоторым эта15 лонным напряжением, равным граничному напряжению на коллекторе транзистора между режимом насыщения и активным режимом, запирают транзис-, тор силового ключа в момент равен20 ства коллекторного и эталонного напряжений.