Импульсный стабилизатор постоянного напряжения

 

Союз Советских

Социалистических таеспубпик (41) 589600

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное -к авт. свид-ву (22) Заявлено 0L0825 (21) 2161142/07 с присое)нииеиием заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано 2581.78. Бюллетень № 3 (45) Дата опубликования описания 139178 (53) М. Кл.

З 05 F 1/56

Гаацаретааннмй иаматат аавата тааааетраа аССР на дала1 азааратаааа а атнрытнй (53) УДК 621.316 ° 722 ° 1 сове.в) (72) Авторы

ИЗобретения Б.А.цишевский, Н.Н.Лаптев и OJ.Н.Раскина

P3) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к области электротехники и используется в качестве источника электропитания электро- и радиоустройств., Известен импульсный стабилизатор постоянного напряжения содержащий последовательный регулирующий транзистор, широтно-импульсный модулятор, сравнивающий блок и 1.CG фильтр (1).

При использовании s известном уст- 10 ройстве составного транзистора в качестве регулирующего элемента уменьшение потерь мощности на последнем достигается, как правило, путем введения дополнительного источника напряжения.

Наличие общего минуса у источника питания стабилизатора и нагрузки при применении силовых транзисторов,щ -р- А типа вызывает определенные трудности осуществления цепи управления ими, особенно при изменении коэффициента заполнения вплоть до единицы. 25

Наиболее близким к изобретению техническим решением является известный импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, управляющий вход которого 30 через включающие транзисторы связан с выходом широтно-имйульсного модуля- . тора, входом соединенного с выходом стабилизатора (2).

Недостатком известного стабилизатора является повышенные потери в управляющем контуре регулирующего транзистора из-за наличия выпрямительных диодов в дополнительном источнике питания.

Целью изобретения является увеличение КПД и упрощение схемы стабилизатора.

Это достигается тем, что в импульсном стабилизаторе постоянного напряжения связь управляющего входа регулирующего транзистора с выходом широтно-импульсного модулятора осуществлена через два дополнительно введенных предварительных усилителя с выходными трансформаторами, одна из вторичных обмоток каждого из которых включена между базой регулирующего и эмнттером соответствующего включающего транзистора, а другая через резистор — между базами укаэанного включающего и регулирующего транзисторовт а также тем, что стабилизатор снабжен выключающим транзистором,эмиттер которого соединен с базой регулирующего

589600 транзистора, коллектор через источник смещающего напряжения — с эмиттером регулирующего транзистора, а база через развязывающие диоды — с концами вторичных обмоток выходных трансформаторов предварительных .усилителей, соединенных !через резисторы с базами включающих транзисторов.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема импульсного стабилизатора постоянного напряжения; на фиг.

2 - зависимость напряжений в различных точках схемы от времени.

Стабилизатор содержит регулирующий транзистор 1, LCD -фильтр 2, к выходу которого подключается нагрузка 3, включающие транзисторы 4, 5, предварительные усилители 6, 7 с трансформаторами 8, 9, со вторичными обмотками 10, 11 и 12, 13 соответственно, широтно-импульсный модулятор 14, сравнивающий блок 15, шунтирующий резистор 16, балластные резисторы 17, 18, резисторы 19, 20 отрицательного смещения транзисторов 4, 5, раэвязывающие диоды 21-24, источники смещаю- 28 щего напряжения 25, 26, выключающий транзистор 27 с балластным резистором

28 в базовой цепи.

Силовой контур стабилизатора состоит из регулирующего транзистора 1, ЬС0 -фильтра 2 и нагрузки 3. Включающие транзисторы 4 и 5 подключены коллекторами к положительному зажиму источника питания, а эмиттерами через обмотки 10, 12, трансформаторов 8 и 9- 5 к базовому выводу регулирующего транзистора 1. Обмотки 11 и 13 трансформаторов 8 и 9 и резисторы 17, 18 служат для управления включающими транзисторами, базы которых через диоды 21, 22 и резисторы 19, 20 подключены к источнику напряжения смещения 25 . Hepвичные обмотки трансформаторов 8 и 9 включены на выход транзисторных предварительных усилителей 6 и 7, которые управляются с выхода ширатно-импульсного модулятора 14, подключенного к входу и выходу сравнивающего блока 15..

Резистор 16 служит для выключения регулирующего транзистора 1.

Для обеспечения режима отсечки ре- 50 гулирующего транзистора 1 вместо резистора 16 включается цепь, состоящая из транзистора 27 и источника смещающего напряжения:26, причем база транзистора 27 через резистор 28 55 подключается к источнику отрицательного смещающего напряжения 25 и через диады 23, 24 к началам вторичных обмоток 11 и 13 трансформаторов 8 и 9.

Стабильное напряжение на нагрузке

3 при изменении напряжения питания и сопротивления нагрузки поддерживается эа счет изменения длительности включенного и выключенного состояния регулирующего транзистора 1. Пульсирующее напряжение на выходе транзистора 1 сглаживается LCD -фильтром 2.

Точность стабилизации напряжения на нагрузке определяется каналом обратной связи, содержащим сравнивающий блок 15 и широтно-импульсный модулятор 14 ° Выходные сигналы модулятора

14 поочередно включают и выключают однотактные предварительные усилители 6 и 7, которые через трансформаторы 8 и 9 управляют. регулирующим транзистором 1.

При включении предварительного усилителя 6 на обмотках его выходного трансформатора 8 появляются напряжения с полярностью, указанной на чертеже; режим насыщения включающего транзистора 4 обеспечивается по кон, туру: обмотка 11, резистор 17, базаэмиттерный переход транзистора 4, обмотка 10. При этом транзистор 1 оказывается включенным по цепи: коллектор транзистора 4, обмотка 10, база транзистора 1. В момент времени (см. фиг. 2) предварительный усилйтель 6 выключается сигналом модулятора 14 и напряжения на обмотках 10 и 11 трансформатора 8 становятся равными нулю. Транзистор 4 выключается и поддерживается в состоянии отсечки с помощью источника смещения 26, диода 21 и резистора 19. В момент времени 1 (см. фиг. 2) сигналом с выхода модулятора 14 включается предварительный усилитель 7, на обмотках трансформатора 9 появляются напряжения, в результате чего транзистор 5 включается по контуру: обмотка 13,резистор,17, база-эмиттерный переход транзистора 5, обмотка 12; а транзистор 1 включается по цепи: коллектор транзистора 5, обмотка 12, база транзистора 1. В момент времени сигналом модулятора

14 предварительный усилитель 7 включается, напряжения на обмотках трансформатора 9 становятся равными нулю и транзистор 5 включается по контуру: источник 25, обмотка 12, эмиттер-база транзистора 5, диод 22, резистор 20.

Далее процессы повторяются. В периоды (t< — t> ) и (t> - т4 ), когда транзисторы 4 и 5 включены, транзистор 1 выключен с помощью шунтирования его база-эмиттерного перехода резистором

16.

Для обеспечения- надежной работы стабилизатора при высоком входном напряжении и увеличения КПД стабилизатора вводится цепочка из транзистора

27 и источника 26, обеспечивающая режим отсечки .силового транзистора 1.

Управление транзистором 27 осуществляется ст обмоток ll и 13 трансформаторов 8 и 9 и источника .25 через диоды 23, 24 и резистор 28. При наличии отпирающего напряжения на обмотке 11 или 13 (полярность указана

589600 на фиг. 1) транзистор l включен, а транзистор 27 выключен ерез диоды

23, 24. В моменты времени .Ф--, t (см.фиг.2), когда напряжения на обмот-, ках 11 и 13 трансформаторов 8 и 9 становятся равными нулю, диоды 23 и 24 выключаются и транзистор 27 включается от источника 25 через резистор 28, обеспечивая активное выключение силового транзистора 1.

Формул а и з об рет ен и я

1. Импульсный стабилизатор постояннсго напряжения, содержащий регулирующий транзистор, управляющий вход которого через включающие транзисторы связан с выходом широтно-импульсного модулятора, входом соединенного с выходом стабилизатора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения КПД и упрощения схемы стабилизатора, связь управляющего входа регулирующего транзистора с выходом широтно-импульсного модулятора осуществлена через два дополнительно введенных предварительных усилителя с выходнымй трансформаторами, одна из вторичных обмоток каждого из которых включена между базой регулирующего и эмиттером соответствующего включающего транзистора, а другая через резистор - между базами указанного включающего и регулирующего транзисторов.

2. Стабилизатор по п.l, о т л ич а ю шийся тем, что он снабжен выключающим транзистором, эмиттер которого соединен с базой регулирую щего транзистора, коллектор через

:источник смещающего напряжения - с эмиттером регулирующего транзистора, а база через развязывающие диодыс концаья вторичных обмоток выходных трансформаторов предварительных усилителей, соединенных через резисторы с базами включающих транзисторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент ФРГ 91563682, кл. 42 1/56, 1970.

2. Патент США Р 3203174, кл. 323 22, 1971.

589600 (Ptlg.t, Составитель С.Ситко

Редакто Н.Хлудова Техред З.Фант Ко екто М.немчик.

Заказ 391/34 Тираж /И Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра ская наб.. 4 5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4