Источник стабилизированного напряжения

 

Использование: в электротехнике. Сущность изобретения: устройство содержит трансформатор 1, выпрямитель 2. сглаживающий LC-фильтр З, диод 4 и конденсатор 5 сглаживающего DC-фильтра, силовой 6 и согласующие 7 и 8 транзисторы регулирующего элемента, узел 9 управления, первый 10 и второй 11 защитные транзисторы, ограничительный резистор 12, первый 13, второй 14 и третий 15 резисторы делителя напряжения . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 05 F 1/569

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4842505/07 . (22) 25.06.90 (46) 23.06,92. Бюл. М 23 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт аналитического приборостроения (72) С,Т,Дремов, Л.M.Ïîïèëü, Il.Á,Êàðeâ и

А.Л.Крамар (53) 621.316.925.4 (088,8) (56) Авторское свидетельства СССР

N 426231, кл. G 05 Г 1/58, 1974.

Авторское свидетельство СССР

М 930307, кл. G 05 F. 1/58, 1980.

Авторское свидетельство СССР

N 1010609, кл, G 05 F 1/56, 1981.

Изобретение относится к элктротехнике и может быть использовано при проектировании источников вторичноГо электропитания.

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

В одном из известных источников стабилизированного напряжения высокий КПД достигнут за счет работы. регулирующего транзистора в импульсном режиме, в качестве датчика токовой перегрузки использован выходной коммутирующий дроссель.

Недостатками известного источника являются сложность проектирования и низкая точность органа токовой защиты из-за переменной формы напряжения на коммутирующем дросселе, зависимости амплитуды и скважности этого напряжения от величины питающего напряжения и нагрузки. а также

„„!Жп» 1742806 А1 (54) ИСТОЧНИК СТАБИЛИЗИРОВАННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ (57) Использование: в Электротехнике. Сущность изобретения: устройство содержит трансформатор 1, выпрямитель 2, сглаживающий LC-фильтр 3, диод 4 и конденсатор 5 сглаживающего 0С-фильтра, силовой 6 и согласующие 7 и 8 транзисторы регулирующего элемента, узел 9 управления, первый 10 и второй 11 защитные транзисторы, ограничительный резистор 12, первый 13, второй

14 и третий 15 резисторы делителя напряжения. i ил. ограниченная возможность использования коммутирующего дросселя.

В известном источнике КПД увеличен путем разделения выходных цепей силового. согласующего и управляющего транзисторов регулирующего элемента с помощью цепочки, состоящей из палупроводникового элемента и ограничительного резистора.Укаэанная цепочка одновременно участвует в рабате узла защиты

Недостатками указанного источника являются большой разброс порога срабатывания узла защиты и невысокий коэффициент использования разделительной цепочки.

Наиболее близким к предлагаемому является источник стабилизированного напряжения, содержащий трансформатор, первичная обмотка которого соединена с входными выводами, а вторичная обмотка через выпрямитель подключена к входу сглаживающего 1 С-фильтра, сглаживающий ОС-фильтр, диодом подключенный к. точке соединения

1742806 транзистора или при понижении питающего 30

45

55 одного вывода дросселя 1 С-фильтра с выходным выводом выпрямителя, регулирующий элемент, выполненный на силовом и согласующих транзисторах одного типа проводимости, и узел управления, причем коллектор силового транзистора и конденсатор сглаживающего DC-фильтра подключены к другому выводу дросселя с выходным выводом и входом узла управления, выводы питания которого включены между выходом сглаживающего DC-фильтра и общей шиной, а база силового транзистора подключена к эмиттеру первого согласующего транзистора, база которого подключена к эмиттеру второго согласующего транзистора, база которого подключена к выходу узла управления.

В данном источнике обеспечивается малое падение напряжения на силовом транзисторе и повышенный КПД эа счет разделения входных коллекторных цепей транзисторов регулирующего элемента с помощью сглаживающих 1 С- и DC-фильтров, Недостатками источника являются низкая надежность из-за отсутствия защиты элементов от токовых перегрузок, возможности перегрузки согласующей цепи в случае обрыва коллекторной цепи силового напряжения ниже заданной величины, а также невысокая эффективность работы сглаживающих LC- u DC-фильтров.

Целью изобретения является повышение надежности путем обеспечения защиты элементов от перегрузок в аварийных режимах с одновременным повышением эффективности работы сглаживающих LC- u

DC-фильтров.

Поставленная цель достигается тем, что источник стабилизированного напряжения. содержащий трансформатор, первичная обмотка которого соединена с входными выводами, а вторичная обмотка через выпрямитель подключена к входу сглаживающего 1 С-фильтра, сглаживающий DCфильтр, диодом подключенный к точке соединения одного вывода дросселя LCфильтра с выводом выпрямителя, регулирующий элемент, выполненный на силовом и согласующих транзисторах одного типа проводимости, и узел управления. причем коллектор силового транзистора и конденсатор сглаживающего DC-фильтра подключены к другому выводу дросселя сглаживающего 1 С-фильтра. эмиттер силового транзистора соединен с выходным выводом и входом узла управления, выводы питания которого включены между выходом сглаживающего DC-фильтра и общей ши5

25 ной, а база силового транзистора подключена к эмиттеру первого согласующего транзистора, база которого подключена к эмиттеру второго согласующего транзистора, база которого подключена к выходу узла управления, снабжен первым и вторым защитными транзисторами, ограничительным резистором и делителем напряжения, состоящим из последовательно соединенных первого, второго и третьего резисторов. причем делитель напряжения подключен крайними выводами соответственно к выходам сглаживающих 1 С- и DC-фильтров, точка соединения второго и третьего резисторов подключена к коллекторам первого и второго согласующих транзисторов, точка соединения первого и второго резисторов подключена к базе первого защитного транзистора, эмиттер которого подключен к выходу сглаживающего DCфильтра, а коллектор подключен к одному выводу ограничительного резистора и базе второго защитного транзистора, коллектор которого подключен к базе второго согласующего транзистора, а эмиттер второго защитного транзистора и другой, вывод ограничительного резистора подключены к эмиттеру силового транзистора.

Напряжение на конденсаторе сглаживающего DC-фильтра обеспечивает повышенное питающее напряжение коллекторных цепей согласующих транзисторов по сравнению с напряжением питания коллекторной цепи силового транзистора, мощность рассеяния силового транзистора при этом мала. КПД источника повышен. Одновременно величина этого напряжения пропорционально зависит от тока нагрузки, что позволяет повысить надежность путем ограничения перегрузки элементов источника в аварийных режимах и повысить эффективность работы сглаживающих 1 С- и DC-фильтров.

На чертеже представлена электрическая схема источника стабилизированного напряжения.

Источник стабилизированного напряжения содержит трансформатор 1. выпрямитель 2, сглаживающий 1 С-фильтр 3, диод

4 и конденсатор 5 сглаживающего DC-филь- . тра, силовой 6, первый 7 и второй 9 согласующие транзисторы регулирующего элемента, узел 9 управления, первый 10 и второй 11 защитные транзисторы, ограничительный резистор 12. первый 13, второй

14 и третий 15 резисторы делителя напряжения, Первичная обмотка трансформатора 1 подключена к входным выводам. вторичная обмотка через выпрямитель 2 соединена с

1742806

10

20

40

50

55 входом сглаживающего 1 С-фильтра 3 и с диодом 4 сглаживающего DC-фильтра. Коллектор силового транзистора 6 и конденсатор 5 сглаживающего DC-фильтра подключены к выходу сглаживающего LCфильтра 3, эмиттер силового транзистора 6 соединен с выходным выводом и входом узла 9 управления. выводы питания которого включены между выходом сглаживающего DC-фильтра и общей шиной, а база через переходы эмиттер — база первого 7 и второго 8 согласующих транзисторов подключена к выходу узла 9 управления. Делитель напряжения, состоящий из последовательно соединенных первого 13, второго 14 и третьего 15 резисторов, крайними выводами подключен соответственно к выходам сглаживающих (С-фильтров 3 и DC-фильтров 4 и 5, Точка соединения второго 14 и третьего 15 резисторов подключена к коллекторам первого 7 и второго 8 согласующих транзисторов, Точка соединения первого 13 и второго 14 резисторов соединена с базой первого 10 защитного транзистора, эмиттер которого подключен к выходу сглаживающего DC-фильтра 4 или 5, коллектор соединен с выходным выводом через параллельно включенные ограничи. тельный резистор 12 и переход база — эмиттер второго 11 защитного транзистора. коллектор которого подключен к базе второго 8 согласующего транзистора.

Источник стабилизированного напряжения работает следующим образом.

Выходное напряжение поддерживается на заданном уровне за счет.соответствующего изменения проводимости силового транзистора 6 под воздействием сигнала узла 9 управления. Напряжение на коллекторах первого 7 и второго 8 согласующих транзисторов выше коллекторного напряжения силового транзистора 6 на величину напряжения на конденсаторе 5 сглаживаю- щего DC-фильтра, Это обеспечивает минимальные значения падения напряжения и мощности рассеяния на силовом транзисторе 6, повышенный КПД. При этом напряжение на конденсаторе 5 сглаживающего

DC-фильтра изменяется пропорционально току нагрузки, что позволяет организовать защиту элементов от перегрузок в аварийных режимах, расширить функции сглаживающих LC-фильтра 3 и DC-фильтров 4 и 5.

При номинальном токе нагрузки суммарное падение напряжения на втором 14 и третьем 15 резисторах недостаточно для отпира. ния первого защитного транзистора 10, заперт и второй 11 защитный транзистор, не оказывая влияния на работу источника.

В случае токовых перегрузок увеличивается напряжение на конденсаторе 5 сглаживающего DC-фильтра, повышается падение напряжения на втором 14 и третьем 15 резисторах. Это приводит к отпиранию первого 10 и второго 11 защитных транзисторов, призапиранию силового транзистора 6 и ограничению. тока перегрузки.

В случае обрыва коллекторной цепи силового транзистора 6 или при снижении питающего напряжения ниже заданных пределов коэффициент усиления силового транзистора 6 снижается до единицы. что приводит к увеличению коллекторного тока первого согласующего транзистора 7. Так как коллекторный ток первого согласующеro транзистора 7 протекает через третий резистор 15. на последнем значительно возрастает падение напряжения, отпираются первый 10 и второй 11 защитные транзисторы, призапирая силовой транзистор 6, перегрузка элементов источника при этом ограничивается, Таким образом, в приведенных аварийных режимах значительно снижается перегрузка элементов источника, повышается надежность его работы. При этом повышается эффективность работы сглаживающего

LC-фильтра 3, диода 4 и конденсатора 5 сглаживающего DC-фильтра, так как они обеспечивают нормальную работу элементов защиты в аварийных режимах, Перегрузка элементов источника уменьшена в

3-5 раза.

Формула изобретения

Источник стабилизированного напряжения, содержащий трансформатор, первичная обмотка которого соединена с входными выводами, а вторичная обмотка через выпрямитель подключена к входу сглаживающего LC-фильтра. сглаживающий

DC-фильтр, диодом подключенный к точке соединения одного вывода дросселя LCфильтра с выходным выводом выпрямителя, регулирующий элемент, выполненный на силовом и согласующих транзисторах одного типа проводимости, и узел управления, причем коллектор силового транзистора и конденсатор сглаживающего DC-фильтра подключен к другому выводу дросселя сглаживающего LC-фильтра, эмиттер силового транзистора соединен с вь ходным выводом и входом узла управления, выводы питания которого включены между выходом сглаживающего DC-фильтра и общей шиной, а база силового транзистора подключена к эмиттеру первого согласующего транзистора, база которого подклЮчена к эмиттеру второго согласующего транзистора, база. которого подключена к выходу узла управления, о т л и1742806

Составитель С.Дремов

Техред М.Моргентал Корректор М.Пожо

Редактор А,Мотыль

Заказ 2285 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент". r Ужгород, ул.Гагарина, 101 ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения защиты элементов от перегрузок в аварийных режимах с одновременным повышением эффективности работы сглаживающих LC- u DCфильтров, он снабжен первым и вторым защитными транзисторами, ограничительным резистором и делителем напряжения, состоящим из последовательно соединенных первого, второго и третьего резисторов, причем делитель напряжения подключен крайними выводами соответственно к выходам сглаживающих 1 С- и Dc-фильтров,.точка соединения второго и третьего резисторов подключена к коллекторам первого и второго согласующих транзисторов. точка соединения первого и второго резисторов подключена к базе первого защитно5 го транзистора, эмиттер которого подключен к выходу сглаживающего DCфильтра, а коллектор подключен к одному выводу ограничительного резистора и базе второго защитного транзистора, коллектор

10 которого подключен к базе второго согласующего транзистора, а эмиттер второго за-. щитного транзистора и другой вывод ограничительного резистора подключены к эмиттеру силового транзистора.