Линейно-импульсный стабилизатор постоянного напряжения

 

Использование электропитание радиоэлектронной аппаратуры Сущность изобретения последовательно соединенные регулирующий элемент управляемого выпрямителя 1 и непрерывный стабилизатор 6 напряжения включены между входными и выходными выводами Блок 10 выделения сигнала ошибки формирует сигнал, пропорциональный падению напряжения на регулирующем транзисторе 7 непрерывного стабилизатора 6 напряжения, и управляет работой блока 17 формирования управляющих импульсов управляемого выпрямителя 1,2 ил.

,.,!Ж„„1753460 А1

СОЮЗ СОВЕTCKИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 05 F 1/56

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.с

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (57) Исйользование: электропитание радиоэлектронной аппаратуры. Сущность изобретения; последовательно соединенные регулирующий элемент управляемого выпрямителя 1 и непрерывный стабилизатор 6 напряжения включены между входными и выходными выводами; Блок 10 выделения сигнала ошибки формирует сигнал, пропорциональный падению йапряжения на,регулирующем транзисторе, 7 непрерывного стабилизатора 6 напряжения, и управляет работой блока 17 формирования управляющих импульсов управляемого выпрямителя 1, 2 ил, .1 (21) 4844037/07 (22) 02.07,90 (46) 07.08.92. Бюл. ¹ 29 (71) Центральное научно-производственное объединение "Ленинец" (721 В.С. Уманский (56) 1. Авторские свидетельство СССР

N 1682987, кл. G 05 F 1/56, 1989, 2. Авторское свидетельство СССР

N . 261037, кл. G 05 F 1/56. 1984. (54) ЛИНЕЙНО-ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИ ЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

° °

1

Изобретение относится к электротехни- жения, блок выделения сигнала ошибки и ке и может найти применение для питания блок формирования управляющих импульразличного рода радиоэлектронной аппара- сов. туры, в частности блоков ЭВМ.. ОднакостабилизаторимеетнедостаточИзвестен импульсный стабилизатор по- но высокий КПД. стоянного найряжения по авг.св. ¹ 817677, Ближайшим техническим решением к кл G 05 F 1/56, опубл. 10,07,78 в БИ N- 12, предлагаемому является устройство (2), который содержит два двухполупериодных принятое в качестве прототипа, содержа- 4 мостовых выпрямителя, в диагонали посто- щие двухполупериодный мостовой выпья- Ql янного тока которых включены регулирую- митель, включающий два транзистора и два (д) щие транзисторы, а диагонали переменного диода, входом подключенный к входным вытока включены между одной из шин питания водам. Первым выходным выводом выпря- © переменноготока и отводами первичной о6- митель подсоединен непосредственно к мотки силового трансформатора, Имеются .. выходной общей шине, а вторым выходным .также вспомогательный выпрямитель, блок..: выводом через линейный стабилизатор на- а выделения сигнала ошибки и блок формйро-. пряжения соединен .с выходййм выводом, Ф ! вания управляющих импульсов. - :, " При этом вход линейного стабилизатора заОсновной недостаток этого известного шунтирован емкостным фильтром. Имеется устройства состоит в сложности конструк- блок формирования управляющих импуль- . ции. сов, включающий транзисторную оптопару, Известен линейно-импульсный. стаби- первый и второй разделительные диоды. Бализатор постоянного напряжений (1), за каждого из транзисторов двухполуперисодержащий двухполупериодный одного мостового выпрямителя через выпрямитель, регулирующий транзистор, соответствующий разделительный диод

OLC-фильтр,линейныйстабилизаторнапря- подключена к первому выходному выводу

1753460

4 транзисторной оптопары, второй выходной единен к второму входному выводу транзивывод которой подсоединен к второму вы- сторной оптопары в блоке формирования ходному выводу двухполупериодного мос- управляющих импульсов. Выводы питанйя . тового выпрямителя. Имеется блок блока выделения сйгнала ошибкййосдключевыделениясигналаошибки, первым входом 5 ны непосредственно :к выходным выводам подключенный к выходу джатчикап НапрЖкЕ-. н " "дтвухПоялупет ритоядынжогон мостового выпрямитения на регулирующем элементе линейного ля. стабилизаторайапряжения,вторымвходомсо- . Ha фиг, 1 приведена принципиальная единенного с выходом Йсточнйкат Эталонного электрическая схема предлагаемогсо линейнапряжейия. Вйход блока выделения сигнала 10 но-импульсного стабилизатора постоянно- ошибки подсоединен к первому вхотдномту " "ro H eHin .; на фиг. 2 = вреомерннысес выводпус тра"нзисторной оптопары "в блоке " даиаграсммты напряжений -.,.,.--: .:.- формированиж я упртавлвощих итмпульсов.:Изобретеййе осуществляется следую-

Имеются также делитель йапряжетния, два:: -щим образом, вспомогательных выпрямителя и вторая 15 . Аналогично прототоиптутлитнейтнтой-pMrióëüтранзисторная ойтопа, ь:.. - ; .:, ...., :,:: ..: сный стабилизатор напряжения содержит

Основной недостаток этого итзвестного:: двухполуперитодный мостовой выпрямитель стабилизатора состоит в ело)кности устрой- 1. включающий два транзистора 2, 3 и два ства. -.:.:: - " - " ."-"::: "- -"," : ": .. .:,:- диода 4, 5. лийейный стабилизатор 6 напряЦелью изобретения является упроще- 20 жения втосяос1аве ряегулирующего элемента 7 ние устройства..: .:;, .::.,:. .-:.= :: на транзсйсторе, усилйтпеляя 8 постоянногот

Сущность изобретёния состоит в том, : тока и узла 9 сравнения. Имеются емкостчто предлагаемый линейно- ймппультснытй ный фильтр 10 и блок 11 формтипрования уп- стабилизаторпостоянногонапряженияана- равляющих импульсов, включающий логично прототитпу содержиттдвухполупери- 25 транзисторную оптопару 12, а также первый одный мостовой выпрамт ителсь, йклютчающийт 13 и второй 14 разделйтельныет диоды. Имедва транзистора in два дсиода; впходжом под- . ется блок 15 выделения сигнала ошибки в ключенный к входным вьщодам, Этот вы- составе; например, дйфферс"енциальйого: прямитель первыпм выходным всыводтом . : усилйтеля 16 с конденсатором 17 на выходе. подсоединен нейосредственно к выходной 30 Усйлитель 16 содетржит ранзриСтотры.18, 19,; .

ОбщЕй ШИНЕ, а ВтОрЫй BbfXOpHQtA ВсйВОыдОМ ": - рЕЗИСтср20ЭМИтт ттЕрНОй СВЯЗИ И рЕЗИСтОр 21 " через линейный стабилйзатор напряжения, нагрузки. Имеется еще датчйк 22 напряже. соединен с выходным выводом. При этом . ния íà регулирующем элементе 7 линейното вход линейного стабилизатора зашунтиро- " стабилизатора 6 наптряясжения, источник 23 ван емкостным фильтром. Ймеется блок 35 эталонногонайрясжеынйят всоставестабилитформирования управляющих импульсов;: рона 24 и резистора 25, а таткже делитель 26 включающий в транзисторнуЮ оптопару, напряжения. При этом аналогично прототипервый и второй разделительные диоды, .. пу вход двутхполуйериодного мостового выПри этом база каждого и3 трайзисторов .прямителя 1 подключен к входным выводам . двухполупериодного выпрямителя черезсо- 40 27, 28. Первый выходной вывод выпрямитеответствующий разделительный дйодт под-, ля 1 подсоединен непосредственно к вь ходключена к первому выходндому выводу ной общей шине 29, а второй выходной транзисторной оптопары, Ее второй вйход- вывод через линейный стабилизатор 6 на-. ной вывод пподсоединен к второму выходно- прМжесния сОедийен с выходным выводом му выводу двухполупериодного мостового 45 30, Вход линейного стабилизатора 6 зашунвыпрямителя, Имеется блок выделения сиг- . тирован емкостным фильтром 10. База каж-— нала ошибки, первым входом подключен- дото из транзисторов 2, 3 ный к выходу датчика напряжения на: двухполупериодного мостового выпрямитерегулирующем элементе линейного стаби - ля 1 через соответствующий разделительлизатора напряжения, вторым входом сое- 50 ный диод 13, 14 подключена к первому диненного с выходом источника эталонного выходному выводу транзйсторной оптопа°", напряжения. Выход блока выделения сигна- ры 12 {к коллектору фототранзистора), втола ошибки подсоединен к первому входно- рой выходной вывод которой (эмиттер му выводу транзисторной оптопары в блоке фототранзистора) подсоединен к второму формирования управляющих импульсов. 55 выходному выводудвухполупериодного моИмеется также делитель напряжения, - стового выпрямителя 1, Первый вход блока

В отличие от прототипа делитель напря- 15 выделения сигнала ошибки (база транзижения входом включен между выходной об- стора 19) подключен к выходу датчика 22 щей шиной и первым выходным выводом напряжения на регулирующем элементе 7 транзисторнойоптопары,ааыходоыподсо- линейного стаоипизатора 6 напряжения.

1753460

5 6

Второй вход блока 15 (база транзистора 10) ляется резистор 21, Так, если возникнет тенсоединен с выходом источника 23 эталонно- .. денция к возрастанию напряжения Ет на

ro напряжения (т.е. с анодом стабилитрона регулирующем элементе 7, то транзистор 18

24), Выход блока 15 (коллектор транзистора приоткроется, а транзистор 19 соотаетст18) подсоединен к первому входному выво- 5 венно подзапрется, напряжение Е21 на редуоптопары 12(катоду светодиода) в блоке зисторе 21 возрастет (фиг. 2б). как

11 формирования управляющих импульсов. следствие, длительности управляюЩих имВ отличие от прототипа делитель 26 напря- пульсов как токов 4д на выходе блока 11, так жения своим входом включен между выход-, и импульсОв токов !р, I3 станут меньшими, ной общей шийой 29 и первым выходным вц-,10 Это приведет к соответствующему изменеводом транзисторной оптопары 12 (коллекто-: . нию напряжения Eto йа конденсаторе 10 и ромфототранзистора).Выходделителя26под-:-: на входе стабйлиэатора 6 (фиг. 2 б,в,г,д, соединен к второму входному выводу трэн- -:: сплошные линйй), Таким образом будет подзисторной оптопары 12 (аноду светодиода)-: держиааться постоянство падения напряв блоке 11 формирования управляющих им- 15 жения E7= е to-езо = const на регулирующем пульсов. Выводы питания блока 15 выделе-." .: элементе 7. Влияние пульсацйй напряжения сигнала ошибки подключены ния Ет при этом практически исключается непосредственно к выходным выводам:. " аналогично прототййу"за-счет применения двухполупериодного мостового выпрямите- " интегрирующего кондейсатора 17, включенля 1. .; .-.,:::;-,:- :::,::;;::, .;.:". 20 ного на выходе усилителя 16. Аналогично

Предлагаемый стабилизатор работает - прототипудостигаетсяиповышение КПДза следующим образом...,:::. ::; счет ключевого режима работы транзистоВ исходном состоянии в момент вклю- ров 2 и 3, однако это повышение достигаетчения питающего переменного синусои-: ся более простыми средствами, поскольку дального напряжения Еп на шины 27, 28 25 исключаются два вспомогательных выпрянапряжения на конденсаторе 17; на конден- мителя, транзисторная оптопара и еще ряд сэторе фильтра 10 и на стабилитроне 24 еще элементов. равны нулю; выходное напряжение линей- -:-:: Итак, положительный технический эфного стабилизатора 6 на шине 30 тоже равно" факт от использования предлагаемого станулю. Напряжение Ер на катодах раздели- 30 билизатора состоит в упрощении его тельных дйодов 13, 14. включенных поСле-,: устройства и соответственно в уменьшении довательно и согласно с база-эмиттерййми стоимости комплектующих изделий, переходами соответствующих выпрями-.:.: Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я тельных транзисторов 2, 3 типа р-п-р, ймеет Линейно-импульсный стабилизатор повид положительных полупериодовсинусои- 35 стоянного напряжения, содержащий двухды (фиг, 2 а,б). B этих условиях управляЮ- полупериодный мостовой выпрямитель, щие импульсы тока через светодиод в включающий два транзистора и два диода, оптопаре 12 начинают протекать сразу вна- входом подключенный к входным выводам, чэле каждого полупериода напряжений Еп и первым выходным выводом подсоединенЕр (фиг. 2 в, штриховые линии, ток 1сл). При 40 ный непосредственно к выходной общей этом отпираются фототрэнзистор в той же шине, а вторым выходным выводам через оптопэре и какой-либо из транзисторов 2 непрерывныйстабилиэаторнапряжениясоили 3, через которые протекают токи I2 или единенный с выходнйм выводом; причем

1з(фиг. 2 г,д), Конденсатор 10 постепенно вход непрерывного стабилизатора напрязэряжается и напряжение Е1о на нем посте- 45 жения зашунтирован емкостным фильтром; пенно возрастает (фиг. 2 е, штриховая ли- блок формирования управляющих импульния), При этом начинает работать линейный сов, включающйй транзисторную оптопару, стабилизатор 6 и на выходной шине 30 по- первый и второй разделительные диоды, является стабилизированное выходное на- . причем база каждогоизтранзисторовдвухпряжение Езо = const. 50 полупериодного мостового выпрямителя чеПадение напряжения Е7 на РегулиРую- рез соответствующий Разделительный Диод щем транзисторе 7 через датчик 22 (в аиде. подключена к первому выходному выводу делителя напряжения) поступает на один транзисторной оптопары, второй выходной вход дифференциального усилителя 16, где вывод которой подсоединен к второму аысравнивается с эталонным напряжением, 55 ходному выводу двухполупериодного моспоступающим на второй вход усилителя 16 тового выпрямителя, блок выделения отстабилитрона24.(Усилитель16выполнен сигнала ошибки, пераым входом подклюна двух транзисторах 18, 19 типа р-а-р, ченный к выходу датчика напряжения, вховключенных по схеме с эмиттерной связью дом подключенного к регулирующему через резистор 20, Нагрузкой усилителя яа- элементу непрерывйого стабилизатора на1753460 ф Г. B

Составитель В.Уманский

Техреду.Моргентал

Редактор Т;Зубкова:

Корректор M.Ìàêñèìèøèíåö

Заказ 2768 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производствеййо-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 пряжения, вторым входом соединенный с выходом источника эталонного напряже< ния, а выходбм подключенный к первому входноМу выводу транзисторной оптопары блока фор"мйрования управляющих ймйульсов, дели- 5 тель напряжения, о т л и ч а ю шийся тем, чу; с целью упрощения, делительнапряжения вхбдом включен между выходной общей ши8 ной и первым выходным выводом транзисторной оптопары, а выходом подсоединен к второму входному выводу:трайзисторной оптопары блока формирования управляющих импульсов, выводы питания блока выделейия сигнала ошибки йодключены непосредственно к выходным выводам двухполупериодного мостового выпрямителя.