Импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока

 

Союэ Советских

Социалистических

Республик (>>) 6 144ЗО

К АВТОРСКОМУ СВИДЙТЮЛЪСТВУ (6l) Дополнительное к авт. саид-ву

2 (53) И. Кл.

С 05 Р 1/56 (22) Заявлено 11.05.76 (21) 2356331/24-07 с присоединением заявки №

Государстееонмй коеатет

Совета Мкхкстров CCCI оо делам кзюбретапк и откоетпе, (23) Приоритет(43) Опублиновано05.07.78.Бюллетень № 25 (53) УДК621 316 722.. 1 (088.8) (45) Дата опубликования описания 36;Q6. те.

А. Л. Бени терский,. Р. 3. Бураканов, В. Д. йунюшкин и В. H. Тычинин (72} Лэторм ееаобретеаия (7 Ц Зааантель (54) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР

НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве вторич- . ного источника электропитания повышенной на дежности.

Известен импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока, в котором. в силовой части контура импульсного регулирования используются мощные коммутирующие диод я регулирующий транзистор (l j.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является, импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий регулирующий транзистор, импульсный трансформатор, выходной LC-фильтр, управляющий орган и коммутирующий диод, причем регулирующий транзистор и первичная обмотка импульсного трансформатора включены последовательно со входными выводами, вторичная обмотка импульсного трансформатора через выходной К-фильтр подключена к выходным выводам, к которым подключены также . входы управляющего органа, выходом подключенного к базе регулирующего транзистора (2).

В связи с тем, что даже лучшие современные диоды имеют быстродействие няже, чем .быстродействие широко применяемых силовых дрейфовых транзисторов, в процессе переклю- 2э

2 чейия их возникает коммутационный выброс коллекторного тока и коммутационный выброс .напряжения. Коммутационный выброс коллекторного тока возникает иэ-эа того, что обратное сопротивление диода восстанавливается немгновенво. Это приводит к дополнительным потерям мощности и ухудшает выходные характеристики стабилизатора.

Коммутационный выброс напряжения обуславливается быстродействием регулирующего транзистора и тем, что прямое сопротивление диода восстанавливается тоже немгновенно.

При этом коммутационный выброс напряжения прикладывается к переходу эмиттер-коллектор регулирующего транзистора и появляет- ся вероятность вывода его иэ строя нз-за перенапряжений, особенно для высоковольтных стабилизаторов наппяжения.

Для уменьшения коммутационных:всплесков тока н,напряжения уменьшают, скорость нарастания тока базы регулирующего транзистора, но это сводит на нет преимущества высокочастотных дрейфовых транзисторов. В том же случае, когда выбранный тип коммутирующего диода по быстродействию значительно уступает регулирующему транзистору, в схему стабилизатора приходится вводить допол6!4430 нительные элементы, ограничива ощие коммутационные токи и напряжения.

Таким образом, отсутствие силовых импульсных диодов существенным образом препятствует наиболее эффективному использованию высокочастотных дрейфовых транзисторов В им. пульсных регуляторах напряжения и приводит к уменьшенH.î их надежности.

Целью изобретения является повышение надежности импульсного стабилизатора напряжения постоянного .гока.

Эта цель достигается тем, что в имнульснОМ стаоилиззторе напряжения постоянногО тока, содержащем регулирующий транзистор, импульсны трачсформатор, выходной LCфильтр, управляющий орган и коммутирующий диод, причем регулирующий транзистор и перВичная обмотка импульсного трансформатора

ВКЛЮЧЕНЫ ПОСЛЕДОВВТЕЛЬНО СО ВХОДНЫМИ ВЫВОдами, Вторичная обмотка импульсного трансформатора через выходной LC,-фильтр подключена к выходным выводам, к которым подключены также ьходы управляющего органа, выходом подключенного к базе регулирующего транзистора, ночым является то, что коммутирующий диод — îäêëþ÷åí параллельно первичной обмотке импульсного трансформатора, а выходной силовой выход регулирующего транзистора соединен с автотраисформаторным выводом этой же обмотки.

Принципиальная схема импульсного стабн. лизатора напряжения постоянного тока представлена на чертеже.

Импуль ый стаб Аизатор содержит входной источник питания Ип, регулирующий тран зистор К, импульсный трансформатор Тр, коммутирующий диод Д, выходной фильтр на накопительном дросселе Др и выходном конденсаторе Сн, управляющий орган СУ ключевым транзистором, а также нагрузку Кн.

Стабилизатор работает следующим образом

При включении регулирующего. транзистора К мощность трансформйруется в выходную цепь и напряжение на выходе стабилизатора увеличивается. При определенной величине выходного ИМ ряжения управляющий орган СУ отключает регулирующий транзистор К. Возникающая ЗДС самоиндукции трансформатора

Тр прикладывается к коммутирующему диоду

Д В отпирающем направлении, который шун:тирует Обмотку трансформатора, В трансформаторе Тр создается режим короткого замыкания. Выходной контур, включающий вторичную обмотку трансформатора, накопительный дроссель Др, выходной конденcamp Сн и нагрузку RH, характеризуется явлениями, обусловленными изменением началь- . ного энергетического состояния контура в отсутствии вынуждающего воздействия, т. е. в, выходном контуре при отключении ключевого транзистора имеет место только собственный процесс. Из параметров импульсного трансформатора на переходной процесс в Выходном контуре влияет только омическое сопротивление вторичной обмотки, величина которого незначительно влияет на постоянную времени, т, е. несколько увеличивает скорость убывания тока в контуре. Так как значение энергий, зак5 ключенных в индуктивности дросселя Др и емкости конденсатора Сн не может изменяться во времени скачками, то ток в индуктивности и напряжение на емкости прн любом конечном воздействии (при запирании и отпирании ключевого транзистора K с любой конечной скоростью) должны изменяться во времени непрерьиным образом.

В соответствии с этим начальные значения токов и напряжений будут равны их значениям в момент времени, непосредственно предшествующий переходному процессу.

Данный стабилизатор по сравнению с известным имеет следующие преимущества: простота изготовления импульсного трансформатора с необходимымн обмоточными данными и подключение коммутирующего диода к автотрансформаторным Выводам первичной обмотки его позволяют широко варьировать выбором регулирующих транзисторов н коммутирующих . диодов по допустимым токам; напряжениям и быстродействию; устранение коммутационных всплесков коллекторного тока н напряжения создает благоприятные тепловые и электрические режимы работы для регулирующего трайзистора и коммутирующего диода, что повышает надежность стабилизатора в целом.

Формула изобретения

Импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий регулирующий транзистор, импульсный трансформатор, выходэ ной 1.С-фильтр, управляющий орган н комму-. тирующий диод, причем регулирующий транзистор и первичная обмотка импульсного трансформатора включены последовательно со входкими выводами, вторичная обмотка импуль40 сиого трансформатора через выходной LCфильтр подключена к выходным выводам, к которым подключены также входы управляю.щего Органа, выходом подключенного к базе регулирующего транзистора, отличающийся тем, что с целью повышения надежности, коммутирующий диод подключен параллельно перЬичиой обмотке импульсного трансформатора, 3 выходной силовой Вывод регулирующего транзистора соединен с автотрансформаторным выводом этой же обмотки, 50 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

f Грейвер Е. С. Ключевые стабилизаторы напряжения постоянного тока, М., «Связьз, 197Î, с. 76, рнс. 5.1.

2. «Полупроводниковые приборы и их применеине», сб. статей под реда кцией Федотова Я. В., М., СОВ. радио», вып. 27, f973, рис. f, с. 233.

6)4430

LlHHHOH Государственного комитета Совета Министров СО.Р по делам изобретеннтг н открытий

t I 3035. Москва, Ж -ЗЬ, Рауаскан наб. а. 4I5

Редактор В. Фельдман

Заказ 3696/4 f

Составитель C. Cíòêî

Техред О . фуговав Корректор Н. 33иеч инская

Тираж 3033 Подписное