Непрерывно-ключевой стабилизатор постоянного напряжения

 

11Ц 586437

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсккк

Социалистическик

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16,04.76 (21) 2348045/24-07 с присоединением заявки № (51) М. Кл. G 05F 1/56

Государственный комитет

Совета Министров СССР па делам изобрете ий и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.12.77. Бюллетень № 48 (45) Дата опубликования описания 12.01.78 (53) УДК 621.316.722,1 (088.8) (72) Автор изобретения

A. Г. Зубакин

Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (71) Заявитель (54) НЕПРЕРЫВНО КЛЮЧЕВОЙ СТАБИЛИЗАТОР

ПОСТОЯННОГО HAllРЯЖЕНИЯ

Изобретение предназначено для питания электронной и электрофизической аппаратуры, в частности для питания электромагнитIbIx линз.

Известен стабилизатор напряжения с ключевым регулирующим элементом (РЭ), в котором для увеличения стабильности используется и регулирующий элемент непрерывного действия (1).

Наиболее близким техническим решением к изобретению является непрерывно ключевой стабилизатор постоянного напряжения, содержащий мощный источник напряжения, одним полюсом соединенный с первым выводом для подключения нагрузки непосредственно, а другим полюсом через ключевой регулирующий элемент и дроссель LCD-фильтра — со вторым выводом для подключения нагрузки, узел для управления ключевым регулирующим элементом, маломощный источник напряжения, сравнивающий узел, подключенный через эмиттерный повторитель к базе регулирующего транзистора в цепи маломощного источника (2).

Недостатком известных стабилизаторов является то, что ключевым РЭ через схему управления осуществляется слежение за уровнем тока в цепи регулирующего. транзистора.

До достижения некоторого значения этого тока стабилизация выходного напряжения осуществляется только линейным стабилизатором. Следовательно, пределы регулирования выходного напряжения и его величина для линейно-импульсного стабилизатора напряжения как и для линейного стабилизатора напряжения будут иметь одинаковые значения, т. е. не будут превышать значения допустимого напряжения на эмиттерно-коллекторном переходе регулирующего транзистора.

10 Кроме того, с увеличением пределов регулирования и выходного напряжения увеличивается мощность, рассеиваемая на регулирующем транзисторе, что также сужает область применения непрерывно ключевых стабили15 заторов напряжения.

Целью изобретения является расширение пределов регулирования выходного напряжения и увеличение его максимального значе20 ния. Поставленная цель достигается тем, что узел для управления ключевым регулирующим элементом подключен своим входом к выходу эмиттерного повторителя, а указанный сравнивающий узел выходом соединен с эмит23 терным повторителем через светодиод и фоторезистор, при этом маломощный источник напряжения подсоединен одним полюсом ко входу дросселя LCD-фильтра, а другим полюсом через дополнительно введенный дрос30 сель, коллекторно-эмиттерный переход регу586437

55 лирующего транзистора и резистор с выходом дросселя LCD-фильтра.

На чертеже представлена принципиальная схема непрерывно ключевого стабилизатора постоянного напряжения.

Стабилизатор содержит мощный источник напряжения 1, одним полюсом соединенный с первым выводом для подключения нагрузки непосредственно, а другим полюсом через ключевой регулирующий элемент 2 с узлом для управления 3 и дроссель LCD фильтра

4 — со вторым выводом для подключения нагрузки, резистор 5, сравнивающий узел б, выходом соединенный через светодиод 7 и фоторезистор 8 с эмиттерным повторителем

9, регулирующий транзистор 10 с резистором

11 в эмиттерной цепи, дополнительно введенный дроссель 12, маломощный источник напряжения 13, подсоединенный одним полюсом ко входу дросселя LCD-фильтра 4, а другим полюсом через дроссель 12, регулирующий транзистор 10 и резистор 11 соединен с выходом дросселя LCD-фильтра 4.

Стабилизатор работает следующим образом.

Сигнал об отклонении выходного напряжения со сравнивающего узла с усилителем постоянного тока (УПТ) через светодиод 7 и фоторезистор 8 подается через эмиттерный повторитель 9 одновременно на узел для управления 3 ключевым РЭ 2 и к регулирующему транзистору 10. Ключевым РЭ независимо от режима работы регулирующего транзистора с помощью узла для управления стабилизируется среднее значение выходного напряжения. С помощью регулирующего транзистора уменьшается и кратковременная нестабильность питаемого напряжения.

При изменении выходного напряжения стабилизатора изменяется ток в цепи регулирующего транзистора. При равенстве величин изменения тока в нагрузке и в регулирующем транзисторе нестабильность выходного напряжения будет минимальной. Степень выполнения этого равенства зависит от величин коэффициента усиления УПТ и фазочастотных искажений усилителя. Для их уменьшения и упрощения схемы согласования разнопотенциальных цепей — сравнивающего узла с УПТ и регулирующего транзистора — в цепь эмиттера регулирующего транзистора включен резистор, и используется оптоэлектронная развязка этих цепей с помощью светодиода и фоторезистора.

Регулирующий транзистор с резистором в цепи эмиттера представляет собой источник тока, величина которого определяется управляющим сигналом и не зависит от питающего напряжения. Это достоинство источника тока, как регулятора, позволяет применить для его питания источник с сравнительно небольшим значением выходного напряжения. В предлагаемом стабилизаторе регулирующий транзистор запитывается от маломощного источника напряжения. Для уменьшения пульсаций напряжения питания регулирующего транзистора, обусловленных работой ключевого РЭ, к маломощному источнику напряжения подключается дополнительный дроссель. Если ток в дополнительном дросселе будет непрерывным, то напряжение питания регулирующего транзистора будет определяться только маломощным источником напряжения и не будет зависеть от пределов регулирования выходного напряжения и его величины.

В результате, в качестве регулирующего транзистора можно использовать транзистор с значением допустимого напряжения существенно меньшим выходного напряжения стабилизатора.

Формула изобретения

Непрерывно ключевой стабилизатор постоянного напряжения, содержащий мощный источник напряжения, одни м полюсом соединенный с первым выводом для подключения нагрузки непосредственно, а другим полюсом через ключевой регулирующий элемент и дроссель LCD-фильтра — со вторым выводом для подключения нагрузки, узел для управления ключевым регулирующим элементом, маломощный источник напряжения, сравнивающий узел, подключенный через эмиттерный повторитель к базе регулирующего транзистора в цепи маломощного источника, отл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения пределов регулирования выходного напряжения и увеличения его максимального значения, узел для управления ключевым регулирующим элементом подключен своим входом к выходу эмиттерного повторителя, а указанный сравнивающий узел выходом соединен с э миттерным повторителем через светодиод и фоторезистор, при этом маломощный источник напряжения подсоединен одним полюсом ко входу дросселя LCDфильтра, а другим полюсом через дополнительно введенный дроссель, коллекторноэмиттерный переход регулирующего транзистора и резистор — с выходом дросселя LCDфильтра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Ко 382081, кл. G 05F 1/5á, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР №339913, кл. G 05F 1/5б, 1970.

586437

Составитель С. Горбачева

Техред А. Камышникова

Редактор Б. Левитов

Корректор Л. Котова

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2924/13 Изд. № 1031 Тираж 1109

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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