Импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13.05.76 (21) 2359115/24-0 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25,02.78. Бюллетень №7 (45) Дата опубликования описания ч.оз. т3 (11) 594491

Q 05 F 1/56

Гасударственный иамитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК621.316. .722.1 (088.8) (72) Автор изобретения

В. И. Осадчий (71) Заявитель

Особое конструкторское бюро института космических исследований АН СССР (54) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР

НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в цепях питания различных радиотехнических устройств.

Известно устройство, которое содержит регулирующий элемент на составном транзисторе с интегрирующей RC-цепочкой, управляющий транзистор, LCD-фильтр и разделительные диодыГ З

Наиболее близким техническим решением к предложенному является импульсный стабилизатор, содержащий регулирующий транзистор, модулятор длительности, измерительный элемент, выполйенный в виде делителя напряжения, входом подключенный параллельно выходным выводам, а выходом — к управляющему входу модулятора длительности, и LCD-фильтрУ3

Недостаток известных устройств заключается в их низком КПД и сложности схемы стабилизатораа.

Цель изобретения — увеличение КПД и упрощение схемы.

Это достигается тем, что в импульсном ста- . <> билизаторе напряжения постоянного тока, содержащем регулирующий транзистор, модулятор длительности, измерительный элемент, выполненный в виде делителя напряжения, входом подключенный параллельно выходным выводам, а выходом — к управляющему входу мо- gq

2 дулятора длительности, и 1.CD-фильтр, регулирующий транзистор, последовательно соединенный с дросселем 1.CD-фильтра, подключен параллельно входным выводам, один вывод дросселя 1.CD-фильтра, соединенный с . регулирующим элементом, подключен к одному из выходных выводов через диод LCD-фильтра, а дрязгой вывод дросселя LCD-фильтра через конденсатор 1.CD-фильтра — к тому же выходному выводу, при этом модулятор длительности подключен по цепи питания к выходу дополнительно введенного стабилизирующего элемента, входом подсоединенного параллельно входным выводам, а выходом — через дополнительно введенный ключ — к базе регулирующего транзистора, при этом модулятор длительности выполнен по схеме мультивибратора с управляемыми сопротивлениями на транзисторах в цепях баз основных транзисторов.

На чертеже представлена принципиальная схема импульсного стабилизатора напряжения постоянного тока с вольтодобавкой.

В устройстве к отрицательной шине питания подключен эмиттером регулирующий транзистор 1 типа п-р-п, к его коллектору — анодом диод 2 LCD-фильтра и дроссель 3 LCD-фильтра. Диод 2 катодом соединен с положительным полюсом конденсатора 4 LCD594491

1О

2Е

S5 з фильтра, который отрицательным полюсом соедппеll с положительной шиной l>HTB IIII и дроссслем 3. Делитель на резисторах 5 и 6 измерительного элемента модулятора длительности-муси тп вибратора 7 подсоеди нен к выходу стаоплизатора, отрицательной шине питания и положительному полк>су конденсатора 4. Эмиттеры транзисторов 8 и 9 типа п-р-и мультивибратора 7 подк;по сны к эмиттеру регулирующего транзистора 1, а коллектор выходного транзистора 8 подключен через ключ на транзисторе 10 к базе регулирующего составного транзистора 1, соединенной также через резистор 11 смещения с положительной шиной исто ника питания. В цепях баз транзисторов

8 и 9 мультивибратора 7 и в цепях разряда его врсмязадающих конденсаторов 12 и 13 включены управляемые сопротивления на транзисторах 14 и 15 типа р-п-р с общим резистором 1б в

II0ïÿi пх эмиттеров. К базе транзистора 14 I103,ключен источник опорного- напряжения на стабилитроне 17, а к базе транзистора 15 — делитель выходного напряжения на резисторах 5 и б. 11апряжение питания на мультивибратор подается со стабилизирующего элемента, выполненного в виде параметрического стабилизатора на стабилитроне 18, подключенного входом через балластный резистор 19 к источнику питания.

Работает импульсный стабилизатор напря>кения постоянного тока следуюпгим образом.

При включении напряжения питания запускается мультивибратор 7, который вырабатывает прямоугольные импульсы с изменяющейся скважностью, зависящей от сигнала ошиб. ; с измерительного элемента, и управляет через ключ на транзисторе 10 соотношением длительности открытого и закрытого состояний регулирующего транзистора 1. Допустим, что в некоторый момент времени регулирующий транзистор 1 открыт, а диод 2 закрыт и в дросселе 3 накапливается магнитная энергия. 3атем регулирующий транзистор Iзакроется,,магнитная энергия, накопленная в дросселе 3 за счет возникшей ЭДС самоиндукции, будет заряжать через диод 2 конденсатор 4: Тогда на выходе стабилизатора появится напряжение, равное сумме напряжения питания и напряжения на конденсаторе 4.

Если в установившемся режиме работы возрастет напряжение питания и соответственно напряжение на выходе стабилизатора, то увеличится падение напряжения на резисторе

5 выходного делителя. Потенциал базы транзистора 15 и ток его коллектора уменьшится, так как мультивибратор питается стабилизированным напряжением. Уменьшится падение напряжения на резисторе 16 в цепи его эмиттера, и ток коллектора транзистора 14 возрастет, так как в цепи его базы включен стабилитрон 17.

В результате длительность закрытого состояния транзистора 8 возрастет за счет увеличения времени разряда конденсатора 13, а

4 длительность закрытого состояния транзистора

9 уменьшится за счет уменьшения времени разряда конденсатора 12. Частота переключений мультивибратора не изменится. В момент закрытого состояния транзистора 8 транзистор

l0 открыт. Регулирующий транзистор 1 соотв TcTBcHHo будет закрыт, так как его база будет закорочена с эмиттером через открытый транзистор 10. Для надежного запирания кремниевых транзисторов этого вполне достаточно. Таким образом, при увеличении напряжения питания длительность закрыпгого состояния регулирующего транзистора увеличится, а открытого — уменьшится. В результате уменьшится напряжение на конденсаторе 4 и суммарное выходное напряжение останется на прежнем уровне.

Если напряжение питания уменьшится, то длительность закрытого состояния регулирующего транзистора 1 уменьшится, а открытого— увеличится. Соответственно, увеличится напряжение на конденсаторе 4 и суммарное выходное напряжение также останется на прежнем уровне.

Формула изобретения

1. Импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий регулирующий транзистор, модулятор длительности, измерительный элемент, выполненный в виде делителя напряжения, входом подключенный параллельно выходным выводам, а выходом — к управляющему входу модулятора длительности, и

LCD-фильтр, отличающийся тем, что, с целью увеличения КПД и упрощения схемы, регулирующий транзистор, последовательно соединенный с дросселем LCD-фильтра, подключен параллельно входным выводам, один вывод дроссе-,я 1СВ-фильтра, соединенный с регулирующим элементом, подключен к одному из выходных выводов через диод LCD-фильтра, а другой вывод дросселя LCD-фильтра через конденсатор LCD-фильтра — к тому же выходному выводу, при этом модулятор длительности подключен по цепи питания к выходу дополнительно введенного стабилизирующего элемента, входом подсоединенного параллельно входным выводам, а выходом — через дополнительно введенный ключ — к базе регулирующего транзистора.

2. Стабилизатор по п. 1, отличающийся тем, что модулятор длительности выполнен по схеме мультивибратора с управляемыми сопротивлениями на транзисторах в цепях баз основных транзисторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 384098, G 05 F 1/5б, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР Мо 278781, Н 02 М 3/10, !971.

594491

Составитель С. Чернышева

Техред О. Луговая Корректор Н. Тупица

Тираж 1032 Подписное

Редактор Н. Разумова

Заказ 836/47

П.НИИПИ Государс1в HHolо к<>мит<па Совета Министров C.Ñ(.Ã

IIo дс.<ач нзобрсгений н <>гкрытнн

1!3035. Москва, Ж-35, Раун<скан II;<6., д. 4)5

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