Стабилизирующий источник напряжения постоянного тока

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель - повышение надежности работы без снижения КПД и ухудшения массогабаритных показателей,, Устройство выполнено на основе компенсационного стабилизатора напряжения последовательного типа с входным выпрямителем и сглаживающим LC-фильтром. Падение напряжения на дросселе, выпрямленное DC-фильтром,, используется для повышения уровня напряжения, питающего согласующие транзисторные каскады регулирующего элемента стабилизатора , и одновременно - в качестве датчика тока перегрузки устройства. Это позволяет реализовать токовую защиту стабилизатора без существенного его усложнения, т.е. без дополнительных потерь мощности и без установки специального датчика тока с индивидуальным фильтром, 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК (щ g 05 F 1/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«б

ГОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4750530/07 (22) 17.10.89 (46) 23.05.92. Бюл. a" 19 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт аналитического приборостроения (72) С.Т. Дремов, O.А. Двораковский, С.Б. Власов и А.Л. Крамар (53) 621.316.722,1 (.085.8) (56) Авторское свидетельство СССР и 262997, кл. H 02 И 3/155, 1968.

Авторское свидетельство СССР

0 1010609, кл. G 05 F 1/56, 1981, (54) СТАБИЛИЗИРУЮЩИЙ ИСТОЧНИК НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель - повыИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании источников вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Известны источники стабилизированного напряжения, обладающие повышенным КПД и содержащие узлы токовой защиты.

8 одном из известных источников

Отабилизированного напряжения КПД увеличен путем разделения силовой и согласующей цепей стабилизатора, узел защиты выполнен с. использовани" ем двух датчиков тока. Недостатком

„„SU„„1735832 A 1

2 шение надежности работы без снижения КПД и ухудшения массогабаритных показателей. Устройство выполнено на основе компенсационного стабилизатора напряжения последовательного типа с входным выпрямителем и сглаживающим 1.С-фильтром. Падение напряжения на дросселе, выпрямленное

ПС-фильтром,, используется pllH повышения уровня напряжения, питающего согласующие транзисторные каскады регулирующего элемента стабилизатора, и одновременно — в качестве датчика тока перегрузки устройства. Это позволяет реализовать токовую защиту стабилизатора без существенного а его усложнения, т.е. без дополнитель- Е ных потерь мощности и без установки. . специального датчика тока с индивидуальным фильтром. 1 ил. С: источника является сложность схемы из-за наличия дополнительного источника питающего напряжения.

В другом известном источнике, включающем трансформатор, выпрямитель, сглаживающий LÑ-фильтр, силовой и согласующие транзисторы и узел управления, КПД увеличен путем подключения вывода питания узла управления к выходу вспомогательного ВС- фильтра.

Недостатком указанного источника, является повышенное значение минимального необходимого напряжения на силовом транзисторе и отсутствие органа токовой защиты.

Наиболее близким к изобретению является стабилизирующий источник напряжения постоянного тока, содержащий трансформатор, первичная обмотка которого соединена с выводами для подключения питающей сети переменного тока, а к вторичной обмотке подключены последовательно выпрямитель и сглаживающий ЬС-фильтр, компенсационный стабилизатбр напряжения последовательного типа, установленный между выходом I.C-фильтра и выводами для подключения -нагрузки и выполненный с регулирующим транзистором, включенным Ilo схеме с общим коллектором, двумя согласующими транзисторами того же типа проводимости, включенными по составной схеме, и узлом управления, соединен- 2р ным первым питающим выводом с общей шиной, сигнальным входом - с выводами для подключения нагрузки, а выходом с базовой цепью соответствующего согласующего транзистора, сглаживающий 25

DC-фильтр, в котором диод включен между первым выводом дросселя LC-фильтра, расположенным со стороны выпрямителя, и первым выводом конденсатора, соеди" ненным с коллектором первого согласующего транзистора и вторым питающим выводом узла управленияВ данном источнике обеспечивается малое напряжение на регулирующем транзисторе и повышенный КПД, однако существенным недостатком является низкая надежность работы, что объясняется отсутствием защитных свойств в слу- . чае токовых :перегрузок °

Целью изобретения является повы- ф) шение надежности работы без снижения

КПД и ухудшения массогабаритных показателей.

Поставленная цел ь достигается тем, что в стабилизирующий источник 4Э .напряжения постоянного тока, содержащий трансформатор, первичная об. мотка которого соединена с выводами ,для подключения питающей сети переменного тока, а к вторичной обмот" Я ке подключены последовательно выпрямитель и сглаживающий ЬС-фильтр, ком- пенсационный стабилизатор напряжения последовательного типа, установленный между выходом ЬС-фильтра и Я выводами для подключения нагрузки и выполненный с регулирующим транзистором, включенным по схеме с общим. коллектором, двумя согласующими тран32

4 зисторами тогоже типа проводимости, включенными по составной схеме, и узлом управления, соединеннь1м первым . питающим выводом с общей шиной, сигнальным входом - с выводами для под": ключения нагрузки, а выходом - c базовои,. цепью соответствующего согласующего транзистора, сглаживающий ПС-фильтр, в котором диод включен между первым выводом дросселя

ЬС-фильтра, расположенным со стороны выпрямителя, и первым выводом конденсатора, соединенным с коллектором первого согласующего транзистора и вторым питающим выводом узла управления, введен резистивный делитель напряжения и узел защиты от перегрузки по току. причем вход реэистивного делителя напряжения включен между выводами конденсатора ВС-фильтра, первый из которых соединен с коллек I тором второго согласующего транзистора, а второй - с вторым выводом дросселя ЬС-фильтра, сигнальный вход узла защиты включен между промежуточным выводом.,.делителя напряжения и первым выводом конденсатора

ЛС-фильтра, а выход - параллельно выходу узла управления с возможностью его шунтирования.

На чертеже представлена электрическая схема стабилизирующего. источника напряжения постоянного тока.

Стабилизирующий источник напряжения постоянного тока содержит трансФорматор 1, выпрямитель 2, сглаживаюций ЬС-фильтр 3, сглаживающий DC.Фильтр, состоящий из диода 4 и конденсатора 5, компенсационный стабилизатор напряжения, включающий регулирующий транзистор,б, первый 7 и второй 8 сглаживающие транзисторы, включенные по составной схеме, узел управления 9, резистивный делитель напряжения, выполненный на последовательно соединенных резисторах 10, 11, а также узел. защиты от перегрузок по току, включающий резистор смещения 12, первый 13 и второй 14 защитные транзисторы.

Первичная обмотка трансформатора

1 соединена с выводами для подключения питающей сети переменного тока, вторичная обмотка через выпрямитель

2 связана с входом сглаживающего

ЬС-фильтра 3 и с выводом диода 4 сглаживающего DC-Фильтра, конденсатор 5 которого подключен к выходу

5 173583 сглаживающего 1.С-фильтра 3 и к коллектору регулирующего транзистора 6

1 компенсационного стабилизатора напряжения. Эмиттер регулирующего транзистора 6 соединен с выводом для подключения нагрузки и с сигнальным входом узла управления 9, база его через переходы эмиттер-база первого 7 и второго 8 согласующих тран- 1р эисторов соединена с выходом узла управления 9, первый питающий вывод которого. подключен к общей шине, а второй - к выходу сглаживающего DCФильтра и к коллекторам первого 7 и второго 8 согласующих транзисторов. Резистивный делитель напряжения, выполненный на последовательно соединенных резисторах 10, 11, подключен параллельно конденсатору 5 сглажива- 10 ющего ПС-фильтра. Сигнальный вход узла защиты - переход база-эмиттер первого 13 защитного транзисторавключен между общим промежуточным выводом резистора 10, 11 резистивного делителя напряжения и выходом сглаживающего ПС-фильтра, коллектор первого 13 защитного транзистора через резистор смещения 12 связан с общей шиной и непосредственно подключен к базе второго 14 защитного транзистора, переход коллектор-эмиттер кэторого „- выход узла защитывключен параллельно выходу узла управления 9.

Стабилизирующий источник напряжения постоянного тока работает следующим образом.

Выходное напряжение поддерживается на заданном уровне за счет соот ветствующего изменения проводимости регулирующего транзистора 6 под воздействием сигнала узла управления 9.

° Напряжение на коллекторах первого 7 и второго 8 согласующих транзисторов, а также на выводе питания узла уп- 44 ,равления 9 выше выходного напряжения сглаживающего ЬС-фильтра 3 на величину напряжения конденсатора 5 сглаживающего ПС-фильтра. Это обеспечива- . ет минимальное падение напряжения и мощность рассеяния на регулирующем. транзисторе 6, повышенный КПД.

При этом напряжение на конденсаторе

:5 имеет небольшую величину, что позволяет получить хорошие массогабарит- Я ные показатели источника, и одновременно изменяется пропорционально току нагрузки, что дает возможность

6 органйзовать защиту источника от токов перегрузки с помощью узла защиты.

Происходит это следующим образом.

При номинальном токе нагрузки падеwe напряжения на резисторе 11 резистивного делителя напряжения недостаточно для отпирания первого 13 защитного транзистора узла защиты, заперт и второй 14 защитный транзистор, не влияя на работу источника. В случае токовых перегрузок увеличивается напряжение на конденсаторе 5 сглаживающего ВС-Фильтра, повышается и падение напряжения на резисторе 11, отпирается первый 13 защитный транзистор, протекает ток через резистор смещения 12, что приводит к открыванию и второго 14 защитного транзистора, шунтирующего выход узла управления 9. В результате проводимость регулирующего транзистора .

6 уменьшается, ток перегрузки ограничивается, т.е повышается надежность источника.

Таким образом, изобретение позволяет повысить надежность стабилизирующего источника напряжения постоянного тока без снижения КПД и ухудшения массогабаритных показателей.

Формула и зобрет ения

Стабилизирующий источник напряжения постоянного тока, содержащий трансформатор, первичная обмотка которого соединена с выводами для подключения питающей сети переменного тока, а к вторичной обмотке подключены последовательно выпрямитель и сглаживающий ЬС-фильтр, компенсационный стабилизатор напряжения последовательного типа, установленный между выходом 1С-фильтра и выводами для подключения нагрузки и выполненный с регулирующим транзистором, ° включенным по схеме с общим коллектором, двумя согласующими транзистооами того же типа проводимости, включенными по составной схеме, и узлом управления, соединенным первым питающим выводом с общей шиной, сигнальным входом - с выводами для подключения нагрузки, а выходомс базовой цепью соответствующего согласующего транзистора, сглаживающий

DC-Фильтр, в котором диод включен между первым выводом дросселя LC7 1735832 8 . Фильтра, расположенным со стороны делителя напряжения включен между выпрямителя, и первым выводом конден- выводами конденсатора ПС-®ильтра, сатора, соединенным. с коллектором первый из которых соединен с коллекг1ервого согласующего транзистора тором второго согласующего транзисто- и вторым питающим выводом узла управ- ра, а второй " с вторым выводом дрос-, ления,. отличающийся тем, селя ЬС-Фильтра, сигнальный вход уз" что, с целью повышения надежности ла защиты включен между промежуработы без снижения КПД и ухудшения точным выводом делителя напряжения массогабаритных показателей, в него 1п и первым выводом конденсатора ЭСвведен резистивный делитель напря- фильтра, а выход - параллельно вы« жения и узел защиты от перегрузки, .ходу узла управления с возможностью по току, причем вход резистивного его шунтирования.

«

Составитель С, Дремов.

Редактор О. Стенина Техред д.олиййык Корректор И. Самборская

« « °

Заказ 1816 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óàãîðîä, ул. Гагарина, 101