Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения
Изобретение относится к электротехнике и может применяться во вторичных источниках питания радиоэлектронной аппаратуры . Цель изобретения - повышение КПД, надежности удгльных массогабаритных показателей и частоты преобразования. Преобразователь содержит силовую часть 1..регулирующий МДП-транзисчор, транзистор 3, резисторы А, 5, диод 6, трансформатор 7 и схему управления 8. Благодаря уменьшению числа элементоо схемы управления улучшены массогабаритные показатели . Исключены режимы сквозных токов в усилительных каскадах, где быстродействие максимально повышено. 3 ил.
союз саветских социАлистических
РЕСПУБЛИК
Сй)5 Н 02 M 3/335
ГОСУДАРСТВЕг-ЧЫй КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 482851 7/07 (22) 04.04.90 (46) 07.01.92. Ьюл. М 1 (71) Нижегородский научно-исследовательский институт рад .40свяэи (72) С. Ю. Паиоилов, И. B. Полетаев и M Г. Тыле= (53) 62 1.3 14.57(088. 8) (56) Электричес во. 1984. М 4, с. 30, рис. 8.
I Ромаш Э.М.„Лрабович Ю.И., Юрченко Н.H., Шевченко П. Н. Высокочастотные транзисторные преобразователи. -- M. Радио и. связь, 1988. с. 152, рис. 5.16. (54) СТАБИ)1И3!1POBAHHb! Й ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 110СТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ 42, 1704247 А1 (57) Изобретение относится к электротехнике и может применяться во вторичных источниках питания радиоэлектронной аппаратуры, Цель изобретения — повышение
КПД, надежности удельных массогабаритиых показателей и частоты преобразования.
Преобразователь содержит силовую часть
t. регулирующий МДП-транзис ор, транзистор 3, резисторы 4, 5, диод 6, трансформатор 7 и схему управления 8, Благодаря уменьшению числа элементов схемы управления улучшсны массогабаритчые показатели. Исключены режимы сквозных токов в усилительных каскадах, где быстродействие максимально повышено.
3 ил.
1701 2 37
Ь).>-.>Г)рет>з;!:: -"::;.»СИ(ея .. ЗЛ".КТГ .., VP. u
МГ) (> ) 3» 3 11 >1 >"L! . >1)ЕЧ - f, 3 >, > .1ЗД;;IL1LI fi i 00 ри )ч. - . vcTo« «K г.ит,))1:>: р:. Дио:,OI>трон! 303>, ": iQj. 1
Y; - ::.С-н.> C>: «ч(Л1)зи>70:з-". !и. е преобразоf)" . "Il О:. > Оя, ОГО:-,-IГ p" жо)! )f!, сод .г ж!))ц)>> ре.-r;.;"::, "), L 31 3,;r,jl-Tp>7iÄ.)иетор, сило(.;) часть !. Сх .;. у-),":>ьл:- н:1 „
3 3> доста";Kor f ((- :.-3 "K y Г Ойств я:. ляс Гся
oTcyfcTd e r,";r ь()а . . ..-. кои рзз;язк; силовой част: OTà()è-,л:- -а!» ь>х (,:рево!)азсвателей
Наг)ря КОНИ,". И хв.":. >ffp-:;::;Г -(Ия.
}- .Л3)более б..и-::..313л:.-. 01: д.:;,r;)àl,loìy и реог -)азов- )т-,:- л)з:)>з техн" )е ..коГ су)цности тcль >oclñ>- н го н".:--:р":,;":of!èÿ, со!3е/))ка!ций с! )лов/чз часть. рс. ;:,;;>у о>ц:."- >33))ДП-Гранзисlop, )рансфо;)!,втор, ч=TL ре тран;)иьтора. три дис да, и ",-.. Г>е -,.торо.. четыре конде! 3сатора и схему у(:и.- )ления.
Нсдостат;..:"." .: -естного Г)реоб; азователя явпяютс" 3331з):31(. КП/1. Обусловленный
Г ротекани м с ..>Оз)(ых10KoH D силовых касКадах. ОбраЗПВЛНПЬ>Х ТранЗИСГОраМИ >/Г2 Yi
1/ I 3: / . 6 и >/ Г7, - 3-3-3 за/>„ер)кки выключеНИЯ Т РаНЗ >С >CAPOß, У КОТОГ ЫХ 063;6/>riHOHL! у! )ра(3)>я)о!333)е "-. "..OKтг;Гтд,л (r) gf>1, ))изкие частотны= с Всист;- )а из 3 а 3)аГ>! - ия как мин им) h>f
ДвУх к>зскалог>. /с,плE H"," >-: Г)>:ь>и \/ | 2- (ll3, е орой И6- /! 7) епеделя От значительную
".ли >и)! j задерж: f ключения регулируюf) !Of o !.1>г>П-т)оа);з.>c):Г а (",ТО) по Отно))) ени)0 к СИГ;-:-.-.л; с Бь!хода сх-"I-1-4 уп!7ачления. низкие н,"лвжН =..- ИМаесзг.-,"рцтныв пОкаЗатЕли вследствие > ль: .;:; О >33)cr)d )lспользуемых
ЭГ)ЕК(ЕН ):.)В.
Ц:;:Ь ИЗО, т 3>ил! — 3)ОВцШЕНИЕ КПД, НЭд=ж)!О=ти, уде; -нь-:х 5 ассогабаритных f10KG з:,тел.й и ;ас>от ы преобразовани» стаби,, зир>зва>ного преооразователII постоя):ного напр(.же)3!)я.
l3(3 фиг. I "äcTâ(,ëåI-=! принципиальНВ7 э.;е .тр 3ч.-. кая схема стабилизироddiiно(о Г рес53-, зо отеля r)oc?0<) HIIoro
3)апря;(ен31я; на ф!)Г. " — в .ен>>ье диаграммь(3!апря)..е)-.L!>! 31 токов, поясHÇ.IE)uiL!(. работ> .реоб; -зов>аз -.ля: >)а фиГ. 3 — Iр,))мер реали ации сх .ль! y,iраьления.
СTз! L)>7из . -p030)f > ый !if »c>30pc3çîâ()те I I> посfo».»lforo а>пря;ения сод;ржит силовук) (а-.ть 3, ре)ул)1!ото>31й МДП-транзистОр 2, Tpof(3I >с 0;1 >, рез3)сто,)ь! 4 и 5, диод
6. Тр;)))с(, орма >-.:р с тр .Мч Обмотками, cxeh1y Я у)) ра>елен(.я с д >умя и. Гак) .ц)1м(1 и упР;) )lif:IOI!(° !hf EKО/,ЗМИ 31 ВЬ ХОДОМ, ПРИЧЕМ
HÄ >а>)о Орсо;> Об.:.0T> и Грзнсформат()пэ 7
СП .Д)>Н:::O С Г)с i ЧЗЬ>М l>3) fd»»(">М В>(ОДОМ СX(.
f l . i 8 yf1, : 4 е> -, а и()» ..ц — (, .I >,. до>1, хемы упр. .в: с !я. «>:"-: )ю ".Орой об"о; ки с>)едиН> Ilo C ЗДОХ, ;.З-ДЗ ".-., k7 >Д;О)(>POI СПЕ д
55 динен с за(вором регул); !)/)г>)ц(.ГО Ч,Г)П
i >заiiзис Гора 2 и Г:fl ) !3),Ii ) лl. i "">/дом >)езL;с cГпрd . >, конец !> О»>0 . ". yh10TI(>) Tp I lie>30>)м„.)то>i7 7
СОЕДИН>ЗII С Il>7>I ° llUi4 Т !)Г1 Ь .>! O()>.)0 !)ГИ, Го)0 ком гoãyël>!)ólo!iio(0 Р,)3 I Тра))зистор:I 2, : м )1Г е,.ро!.1 т,.)а I.",ëcToðo 3 и 0(()):,1 из входов
С!!ЛОВ()й >аСТИ I, / ь)УГОй . )ХОГ>, KOTOj) ) 1 СОЕ (ИнеH СО стока;.; регуГ>3)ру ()))! з(o > .">/),П-Граl(з(1 с>ора 2, хо)>ец трс)),>ЧЛ (!.МО> кl1 через, сзистор 4 со(:д(!нен с. базой т р:.н)зиcTop ) 3, кoflлектор Kofopoão со©/)ИH(ii ñ 33!с рым выв>()доь1 !)е 1,С10ра 5, выход cl ЛГ I .Ои чс>(,TI1 1 саед!1! ::н с управл >i() >(131 I.Koäor1 схем.i 8
3 -.;P7.")Л ЕНИЯ.
1-)>а г>ремсн)л),)х диагр,)ммах работы сТ3 (Э :)Лl>,)LIPOfidfi>IÎI ПРОР >РаЗОВа f(!ilf) ПОСТОянHо î I3ài)pÿ). :ения (фиl 2) обО ">I»вены; 9напр;)х.o;)и на выходе сх мы 8 управления относительно второго пи)а)огц>)го входа
t7/)oKd управления, 10 — TÎK 3(амагни 3314,)н(1я трансформатора 7, приведенный к Ilcpвой обмоткс; 11 — ток через liej)i.y Обмотку т)оансформатора /, 12 — ioK через втору)о обмотку трансформатора 7, 13 — Tov через
;етью об лотку тра))сформатора 7, 14 Hdпряжсние «а затворе регул!)рующего М/>П«ранзистора 2 относительно истока; Е— напрях;ен(10 исто>(ника пита)(ич схемы 8 упр=вления, Iph a c — максил алofioo значе))ие тока намагничивания трансформзтора 7, г! Иведенног0 к первой обмотке, ll максимальное значение тока через перлуiQ
ОбМОТКУ ТРГ>))сфОР>(атОРа Г, 32 >лд,,(— МаKС)1h:07üHoà зна-;ение тока через втору,о об)ь отКу ТРа)лсфОР) 1()ТО()а, 33 >>g>;> Ма> .СИМаЛ >fio>) значе,fin тока через трстью обмо ку тр,licфОРМаТОГ)д. П !2, r) 7 — ОТИОШЕ)ЛИЕ ))!" С)I f)L)Tков первой и, ссо>твегственно, второй и третьей обмоток трансформатора; Р1 - сопротивлениеие резис)ора !.
Сугцнос)ь изобрете )ия состоит >7 том, что за счет формирова)!Ия цепи з7ð3)äà и р:-зряда управляю(цего злектрода г fyf>LIðyюI pего МДП-трсч )зистopf»»е нос редс1 f„|ii но
От fpdMc+opr)oTopa, осу)ц",.Ст))ляг)())его альваническу>о рзз()язку силонсй и упра() )я)ощей цепей, повы(вены КГ1/(, iio> oæHoñãü, удельные массогабаритнь)е ))оказ 3)е>>и и рабочие час)оты стабилиз(!росаннсl(>»реобразователя г)ост()янного наг)ря)к(и: я.
Стзбилизированный преобра oi .7),7ь по<-.ro(:flfiol o >)апра кения p;3>)0) 7(. Следу)о)цим обрззом.
Схема управления.фор,vj7yeT управл iЮ(циЕ С(1ГГ)алы В Ззе)1ги!" C III От (:Ii>> пб 3
РЕГ)>ËÈ»063130 "i, >d)L)P11ll>7 i ill Чзс) >.,! 7 f ОТГ)РЫK I".7h . Н 3())СЯ Д,)Я Г)ОД . ).K,l> ),Ч В, .: i>I(>
f О ii ><)Pl> WO! II>×, Cf;OPh!L)l)У>. .I)(Г О i. >1, >(>I (>i> ча>СГью, стоб)!Л).н)лм.
17<4247
20 с 5
-
Пусть в исxîät-.îè cocTOèнии трaHэисторы 2 Li 3 загрь ть! и на выходе схемы 8 упрэвления г>ысо.ий уровень, определяемый напряжение": >тс10 >ника питания схемы yfTравления Е.
В интер!..;5, Bpef. QHL1 To-tt {фиг. 2) на
Выуо р схслть! 8 управления фг)рмируется ! низки турове" >,. a пат ер -у>0 обмотку транс формато;5а 7 пртклацьтвзатся напряжение
Е. 1}а г)тор;)й 0)б1..отге наводится ЗДС, YQT0 рап вызывает чс-рез дт.од б заряд тт<515схода затвор — истг>к ji=-! улирутстц<э! о ИДП-транзистора 2. Ппи этом в н;- . !35)ьны)1 момент укаЗЭ1 НОГО ИНТЕР" .а <т<Г Р, },1!}}1-т;)а>1=-!10 Гс;|а 2г -: кт",«1:. .1:1 c0f)OQTL>f)ЛЕНИЯМ .1 C>бгл13ТО!. Т :Л!10+ Tj5;tt53Ltrтс „! 2, 1; рекг aц,åa- QTcft и по и> рвой обмотке гр,",нс,, оpr. .|00;;а 7 протекает тольУо ToI. намагн;; >|и>та.!!)я !л трансфорлтатора. В мо.-".е!>т «О< ни ттна выходе сх,- лы 8 упраьле>-::..я г!Оя.=.ляется высо"..; 1 уровень и ЦЕПЬ l)PQT>QÊ:-.<1ИЯ TСКа На ла" ЧИВаНИЯ На первой обмог ке трачс< срллатора 7 грерывается. ттапряжс;< 1Г >, OL;<.10тках м >>ЯСT Знак ПрИ З)ОМ тОК >!.-)." Г><тг<ЯИВ :НИЯ ТраНСфорМатоГ)а 7 протекает;10 третьей ОГ?л>откс пп направл.HL го р,::тор4 — Gaea — эл.и! г оный переход тра<1", сторз 3. г|ер! <: дя транзиCTQP 5 В От К>0<Ь>1 Qe С«СТОЯН>|.. . :.Т| > b!,.3>- >><:eT ра<зр»д перехс<;:.=! .=а .),-. р -: ... < о р Гулиру;>>гг г. Щег 0 < <г)! 1 т Г. :" >-3. >с ОГ<а 2 по це!)и резттс1 0|3 5-- пере Гтд i ", >;"KT;p 3!«!Ттер трат>зистор 3. На фи<-. 3 представлен один из парианToB cKeMt,t упрат))) эн.!я, осу1)тест!)ля)оьцей регулирование г,ыхо",ного напряжения в режиметоиротно-импуг ьс.loi! модуляции на Основе Liнтст;);-: тьной схемы управления КР}114)ЕУ4 (H,C . 317.300-02 ТУ) (ДА1 на фиг. 3). Тактовая «;; тата микросхе |ы ДА1 задается резLicTop0:-. B1 L.. ко)!де>)сатoГ Г>л1 С2. те истором >1." 3 д:)ется тек управления фа30расщепитеся. цепь СЗ вЂ” )>1) l служит для задания длительности мягкого запуска при подключении стаЬил!>затора v питающей сети, а цепь Г13 — Ч02 и резистор }?4 — для зада!Гия гарантированной паузы л;ежду тактовыми ил;пульсами. Рсэистивним делителем R5 Рб устанавл.тва)UT уровень опорного на!!ряv.,åíèÿ на одном из входоl; усилителя paccoI ласования по напряжению, С помот!}ь!О резистора R7 устанавливается коэффициент усиления по цепи Обратнои связи, конденсаторами С4 и С5 производ!1гся коррекция гастотной характерисгики усилителя обратной связи, Таким образом, в предллг >емом ftpc05разовгте е уменьLUeío количест!)Г) иcfloftbзоьанных элел ентов в 4 раза пп сра>знениго с известным {19 элементов), ч>о f)Oat!Oftÿñò увеличить удельные м;-.согабприi>>ь>е по;.азатели стабили.ирова <ногa ft })et:L) j.:I30t.a ТеЛЯ постояннОГО H "flPf;:KOHL!I; с ьыхОДттой мп ц>IGcTB>0 25 Вт на ".. Я„а! н 5@< .,: Ость на ! ;.,. Kpo! .:-. того, p. ), c T;; 5<;cii) приIIILL;.,õafiüHQ L".Cf Л. Э ICI! 8I }ЗОХ!г I Г:. Воз И l |;; .!. РЕ В УСИлительных двухтакт)>.. I; ск дaõK, ITQ пО 3 вол я т у!3 л 1i It Г ь < .П, ) Г,,! От I Г
5; YMeHstI!e>f1е гр-;лте;!и за, ер.:..ки в л;0чения peryFия юще го ИДП ран?исто}эа о отнсьвению к вь!хогг!Слту за счет.тек! юч i!11)! цепей задержек. ощ.азг5ван>!ь!х собстьсннэ цепями задержки и з=дсрж>;ал)! f вкг!ктчентля аКТИFН >Х 3ЛЕ 1" Нт:.ЗB II >Q, <Е, .; << i ОЧi"..)ГО Кr>сf:." >да f:озволяет увелич>!т р бо ",!е часготьт стс. О<и I l .зи}тог« н >:. )! О ! Г)|" <)б}) <.>О:)<|тсля в 2 ра3а i1 Г .)Л>ее, что в свгч 5«ер: "!. >-Пзьоnя т „=полн; тег!ь !О у ."-IL ü лтассогаГ)! ригнье Г>оказатсли На 26 ",:,. cj- 0 p it y n a и 3 О б 3 е т е н и я Стабилизи};с -«:ный !тресбГ);)зоеате))1, постоя! ного н;<по> жет!ия, со<50})жащии сиpoR",t0 часть, B! I;:o tof-1 ГОдкл >Очен ну!: < к цепи ! )а ГРУ Зки, PeГУЯПГ) !0!)LIH }<1Д(1 TÎa !»стО второи транзистор, перяыи и второй рез11ГТОР6), /|ИОД, TPc H«>>O } < t Qj) С Т Р, L< i с,<-|МОТками, схс;лу упрэвле!1;1Я, подкл>Оче .!и ю к входныл1 вывода.л, пр ;cì и; чало гервой обмотки тра! Сформатора сое,.инен1! с гсрвым гтит:i:ощ<тлт входзм cxeML. управления, начало второй обмотки трансформаторэ соединено с анодом диода, а конец второй об>-тотки соединен с истоком рсгулирутощего МДП-транзистп}1а и одним из входов силовой части, другой вход которой соединен со стоком ре>улиру!ощегÎ Е1ДП-транзисторэ. выход сиf)Qtiott части соединен с управляющим входом сл мы управления, при этом база второго тр "нзистора, соеди!тена с одним из выводов;т . р00, о резистора, о т17М247 it и ч д к) tf H 41 f Sl те), t 0, с 4),оп4.4о rto34.4н4ения 4;ПД, tt:t, 4- .êttñc;». у)1ел4.,нь.х Р13ССОГ3ОЗРИ Г44 4>: ПОК3331.>)ЛРЙ и t:.CTÎt Û г11)еоб(133033 4иЯ с1=" !и.. ... 4ного пРеОГ)Р3ЗОВЭТЕЛЯ, К(> .4л ti! . -PFQf Ъ".>ТКИ Т4)3ИСф О Р М 3 1 О!) д С Г1 О )1 . Н 4 Е Н С О 4. 4 ) C,ð "О М С К," М 1 4!Р3ОЛСИИЯ, К3ГОД,цИОД3CiN= j t!MPH С ЗЗТРО ром р;гул4, foupfo, itt,ЦП-транзистора и од44о":,рем34 40 через морей роз стор — с коллскторок; 4)торого тр344зистора, эмиттер KQ1Ap0f0 o3jiMt4c tf с истоком регулиру4ощего МДП тр)гнз:;сторд и 44ача-о; 4 т4)етьей обмотки Т4)анс 4лорма)ора, ко«ц ко)срои соединен C другим 144,43гцрм г4ерпого резистора.
