Ключевой стабилизатор постоянного напряжения

 

Использование: источники вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры . Сущность изобретения: в устройство введены транзистор 3, разделительный 20 и защитный 19 диоды, операционный усилитель 9, резисторы 14 и 15, D-триггеры 21 и 22, источник 18 эталонного напряжения и элемент ИЛИ 24. Введение указанных элементов позволяет повысить эксплуатационную надежность устройства при отказе по типу разрыв транзисторов 1 и/или 2. 2 ил.

(t9) (ll) союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 05 F 1/595

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

20. Епи

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4874680/07 (22) 15.10.90 (46) 23.06.92. Бюл. М 23 (71) Научно-исследовательский институт электротехники (72) Г.Л,Галактионов., Л.Г.Галактионов, В.Г.Теодорович и С.И.владимирчук. (53) 621.316.722.1 (088.8). (56) Авторское свидетельство СССР

М 506012, кл. G 05 Г 1/56, 1976.

Авторское свидетельство СССР

hL 1257630, кл. G 05 F 1/595, 1985. (54) КЛЮЧЕВОЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Использование: источники вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Сущность изобретения: в устройство введены транзистор 3, разДелительный 20 и защитный 19 диоды, операционный усилитель 9, резисторы 14 и 15, О-триггеры 21 и

22, источник 18 эталонного напряжения и элемент ИЛИ 24. Введение указанных элементов позволяет повысить эксплуатационную надежность устройства при отказе по типу "разрыв" транзисторов 1 и/или 2, 2 ил, 4 ф

К)

СО

О 4

1742807

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности при отказе по типу

"разрыв" первого и/или второго транзистора.

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого ключевого стабилизатора постоянного напряжения; на фиг.2— временная диаграмма его работы, Ключевой стабилизатор постоянного напряжения содержит три регулирующих транзистора 1-3, дроссель 4. конденсатор 5, коммутирующий диод 6. являющиеся элементами LCD-фильтра, три операционных усилителя 7-9, шесть резисторов 10-15, обеспечивающих работу операционных усилителей 7-9, три источника эталонного напряжения 16-18, защитный 19 и разделительный 20 диоды, два D-триггера

21 и 22,. элемент И 23 и элемент ИЛИ 24.

Первый и второй регулирующие транзисторы 1 и 2 последовательно соединены силовыми выводами между входной клеммой и первым выводом дросселя 4, управляющий электрод первого транзистора 1 соединен с выходом первого операционного усилителя 7, с первым входом элемента

ИЛИ 24 и с первым входом элемента И 23.

Инвертирующий вход первого операционного усилителя 7 подключен к выходной клемме, через четвертый резистор 13 — к неинвертирующему входу третьего операционного усилителя 9. а неинвертирующий вход через первый резистор 10 — к первому выводу дросселя 4 и через второй резистор

11 к первому источнику 16 эталонного напряжения. Первый вывод дросселя 4 фильтра через диод 6 фильтра соединен с общей шиной, куда также через конденсатор 5 подключен второй вывод дросселя 4, Инвертирующий выход первого D-триггера 21 через второй вход элемента ИЛИ 24.соединен с управляющим электродом второго регулирующего транзистора 2, синхронизирующий вход — с выходом второго операционного усилителя 8 и через третий резистор 12 — с неинвентирующим входом второго операционного усилителя 8, а 0вход — с интентирующим входом второго операционного усилителя 8 и с вторым источником 17 эталонного напряжения. Коллектор третьего регулирующего транзистора 3 подключен к выходной клемме, а эмиттер через разделительный диод 20 — к первому выводу дросселя 4 и через защитный диод 19 — к управляющему выводу третьего регулирующего транзистора 3 и к выходу элемента И 23. Неинвентирующий

45

50. днему фронту в состояние логической еди55

30 выход второго D-триггера 22 соединен с вторым входом элемента И 23, синхронизирующий. вход — с выходом третьего операционного усилителя 9 и через пятый резистор 14 — к инвентирующему входу третьего операционного усилителя 9, а 0вход — к неинвентирующему входу третьего операционного усилителя 9 и к третьему источнику 18 эталонного напряжения.

Ключевой стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом.

После подачи напряжения питания на входы установки в "0" 0-триггеров 21 и 22 подается установочный импульс, (фиг.2а). который сбрасывает их, т.е. устанавливает в нулевое состояние. В результате этого с неинвентирующего выхода 0-триггера 22 поступает на второй вход элемента И 23 уровень нуля и соответственно на выходе элемента И 23 присутствует логический нуль (фиг.2б), который поддерживает регулирующий транзистор 3 в закрытом состоянии, а с неинвентирующего входа 0-триггера 21 уровень логической единицы (фиг.2в) подается на второй вход элемента ИЛИ 24 и соответственно на его выходе присутствует уровень логической единицы, который поддерживает регулирующий транзистор 2 в насыщенном состоянии. Таким образом, в нормальном режиме, когда исправны три регулирующих транзистора 1-3, функционирует система регулирования выходного напряжения, включающая регулирующий транзистор, коммутирующий диод 6, дроссель 4, операционный усилитель 7, источник

16 эталонного напряжения, при этом регулирующий транзистор 2 находится в насыщенном состоянии, а регулирующий транзистор 3 — в закрытом.

При отказе основного регулирующего транзистора 1 типа "короткое замыкание" (пробой) напряжение на выходе стабилизатора растет до величины, определяемой порогом срабатывания операционного усилителя 8 (фиг.2г, tz). После срабатывания последнего напряжения на его выходе меняется на противоположное (фиг,2д), этот сигнал поступает на синхронизирующий вход О-триггера 21 и переводит его по переницы и соответственно с инвентирующего его выхода на вход элемента ИЛИ 24 поступает логический нуль(фиг,2б), система переходит на регулирование выходного напряжения, включая регулирующий транзистор 2, регулирующий транзистор 1, коммутирующий диод 6. дроссель 4, операционный усилитель 7, источник 16 эталонного напряжения и элемент ИЛИ 24.

1742807

При отказе основного регулирующего транзистора 1 типа "разрыв" (выжигание) напряжение на выходе стабилизатора уменьшается до величины, определяемой порогом срабатывания операционного уси- 5 лителя 9 (фиг.2г, tg). После срабатывания последнего напряжение на его выходе меняется на противоположное (фиг.2е), этот сигнал поступает на синхронизирующий вход 0-триггера 22 и переводит его по пере- 10 днему фронту в состояние логической единицы, соответственно с неинвентирующего

его выхода на вход элемента И 23 поступает логическая единицы (фиг.2б), а система регулирования выходного напряжения пере- 15 ходит на функционирование, включающая регулирующий транзистор 3, разделительный диод 20, коммутирующий диод 6, дроссель 4, операционный усилитель 7, источник

16 эталонного напряжения и элемент И 23, 20

Аналогично схема срабатывает в случае выхода из строя регулирующего транзистора 2 по типу "разрыв".

Таким образом, изобретение обеспечивает работоспособность стабилизатора в 25 случаях отказа регулирующих транзисторов

1 и 2 по типу "разрыв" и этим повышает эксплуатационную надежность ключевого стабилизатора постоянного напряжения.

Формула изобретения 30

Ключевой стабилизатор постоянного напряжения, содержащий включенные по- . следовательно между входным и выходным выводами два транзистора и дроссель DLC- 35 фильтра, конденсатор которого включен между выходным выводом и общей шиной, а диод — между общей точкой первого транзистора и дросселя и-общей шиной. первый операционный усилитель, инвертирующий 40 вход которого соединен с выходным выводом, неинвертирующий вход через первый резистор — с общей точкой первого транзистора и дросселя DLC-фильтра, через второй резистор — с первым источником 45 ,эталонного напряжения, а выход — с управляющим выводом первого транзистора, второй операционный усилитель, неинвертирующий вход которогЬ через третий резистор подключен к выходу второго 50 операционного усилителя и через четвертый резистор — к выходному выводу, а инвертирующий вход через второй источник эталонного напряжения соединен с общей шиной, элемент И, первый вход которого подключен к выходу первого операционно- . го усилителя, о т л и ч à ю шийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности при отказе по типу "разрыв" первого и/или второго транзисторов, в него введены третий транзистор, разделительный и защитный диоды, третий операционный.усилитель, пятый и шестой резисторы, первый и второй D-триггеры, третий источник эталонного напряжения и элемент ИЛИ. причем третий транзистор соединен последовательно с разделительным диодом в прямом включении, а свободные выводы третьего транзистора и разделительного диода соединены соответственно с входным выводом и общей точкой первого транзистора и дросселя DLC-фильтра, защитный диод в обратном включении подключен параллельно управляющему входу третьего тран-. зистора, первый вход элемента ИЛИ соединен с выходом первого операционного усилителя. второй вход — с инверсным выходом первого D-триггера, а выход — с управляющим выводом второго транзистора, синхронизирующий вход первого Dтриггера подключен к выходу второго операционного усилителя, а информационный вход — к инвертирующему входу второго операционного усилителя, инвертирующий вход третьего операционного усилителя «ерез пятый резистор подключен к выходу третьего операционного усилителя через пятый резистор подключен к выходу третьего операционного усилителя, соединенного с синхронизирующим входом второго Dтриггера, и через шестой резистор — с выходным выводом, а неинвертирующий вход подключен к третьему источнику эталонного напряжения и информационному входу второго О-триггера, основной выход которого соединен с вторым входом элемента И, выходом подключенного к управляющему выводу третьего транзистора, при этом первый и второй D-триггеры снабжены входами установки в "0".

1742807

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", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 г Ц)

Уж

-Ь

Составитель Г.Галактионов

Техред М.Моргентал Корректор М,Пожо