Импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока
Союз Советских Социалистических Республик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Ия К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 24.05.77 (21) 2489115/24 — 07 с присоединением заявки № (23) Приоритет + ° М с,. с 2 (51j М. Кл G 05 F 1/56 Гооударстоенный ноинтет СССР но донам нзооретеннй н отнрютнй (53) УДК 621 316 .722.1 (088.8) I Опубликовано 25.07.79. Бюллетень № 27 Ката опубликования описания 29.07.79 (72) Автор: изобретения В, И. Осадчий! Особое конструкторское бюро Института космических исследований АН СССР (71) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве вто- ричного источника электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Известен импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий последовательный . регулирующий транзистор, индуктивно-емкостный фильтр, блокирующий диод и дополнительный источник питания, который включается между блокирующим диодом и первичным источником питания, а также измерительный элемент на выходе стабилизатора и модулятор длительности, управлявший переключением регулирующего транзистора (1). Наиболее близким по технической сущности к предложенному является импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий регулирующий транзистор, соединенный эмиттером с минусовой входной клеммой, дроссель фильтра, соединенный одним выводом с коллектором регулирующего транзистора, а другим — с выходной клеммой, конденсатор фильтра, нодключенный к вьиодным клеммам, измерительный элемент, вход которого подключен к выходным клеммам, а выход — ко входу модулятора длительности, вьиод которого соединен с базой регулирующего транзистора (2). Недостатком известных стабилизаторов является их низкий КПД и сложность схемы. Целью изобретения является повышение КПД и упрощение схемы импульсного стабилизатора напряжения постоянного тока. Это достигается тем, что в предложенном импульсном стабилизаторе напряжения постоянного тока, содержащем регулирующий транзистор, соединенный эмиттером с минусовой входнон клеммой дроссель фильтра, соединенный одним выводом с коллектором регулирующего транзистора, а другим — с выходной клеммой, конденсатор фильтра, подключенный к выходным клеммам, измерительный элемент, вход которого подключен к выходным клеммам, а выход — ко входу модулятора длительности, выход которого соединен с базой регулирующего транзистора, общая точка регулирующего транзистора и дросселя фильтра соединена с анодом первого дополнительно введенного диода, катод которого соединен с общей шиной через первый дополнительно ным друтим выводом к общей точке регулирующего транзистора 1 и дросселя 2, и с анодом разрядного диода 10, подключенным катодом к плюсовой шине питания. Импульсный стабилизатор напряжения постоян35 6754 3 введенный конденсатор и через второй дополнительный введенный конденсатор — с анодом второго дополнительно введенного диода, катодом соединенного с общей шиной, причем между ка.тодом первого и анодом второго из дополнительно введенных диодов включен третий дополнительно введенный диод, анодом — к первому иэ упомянутых диодов. Принципиальная электрическая схема предложенного импульсного стабилизатора напряжения 1о постоянного тока представлена на чертеже. В минусовую шину первичного источника пи. тания включен регулируннций транзистор 1, соединенный последовательно с дросселем 2 и конденсатором 3 фильтра, подключенным параллельно нагрузке. Измерительный элемент 4, содержащий источник опорного напряжения и делитель выходного напряжения на резисторах, подключен к выходу стабилизатора . Выход измерительного элемента 4 соединен со входом модулятора длительности 5 (устройством преобразования сигнала ошнбкй с выхода измерительного элемента в серию прямоугольных импульсов с измейающейся скважностью, в зависимости от уровня напряжения питания). Выход модулятора длительности 5 соединен с базой регулирующего транзистора 1, выполняемого обычно по схеме составного транзистора. К общей точке регулирующего транзистора 1 и дросселя 2 фильтра подсоединен анодом разрядный диод 6. 3р . Катод диода 6 соединен с конденсатороМ 7, подключенным друтим выводом к плюсовой шине питания, и анодом зарядного диода 8. Катод диода 8 соединен с конденсатором 9, подключен13 4 капливает магнитную энергию. С модулятора длительности 5, преобразующего усиленный сигнал ошибки с измерительного элемента 4 в серию прямоугольных импульсов, поступает на регулирующий транзистор 1 отрицательный импульс, запирающий его. На дросселе 2 возникает ЭЛС самоиндукции, отпирающая разрядные диоды 6 и 10, при этом диод 8 запирается напряжением на конденсато рах 7 и 9. Через открытые диоды 6 и 10 конденсаторы 7 н 9.соединяются параллельно, образуя дополнительный источник питания для созда-. ния режима частичной модуляции с напряжением,. равным половине напряжения первичного источника. Поэтому выходное напряжение стабилизатора не может быть меньше половины:-напряжения первичного источника питания. ЭДС самоиндукции дросселя 2 складывается с дополнительным напряжением на конденсаторах 7 и 9. Магнитная энергия, накопленная в дросселе 2, за время открытого состояния регулирующего транзистора 1, и электрическая энергия заряда конденсаторов 7 и 9 поддерживают ток в цепи нагрузки стабилизатора. Ток через дроссель 2 равен сумме токов разряда конденсаторов 7 н 9. Конденсаторы разряжаются до уровня напряжения, определяемого величиной их емкости. При уменыпении напряжения на выходе стабилизатора ниже заданного уровня с измерительного элемента 4 на модулятор длительности 5 поступает сигнал ошибки. С выхода модулятора длительности 5 на регулирующий транзистор 1 подается положительный импульс, отпирающий его, и весь процесс повторяется. При этом на входе индуктнвно-емкостного фильтра (дроссель 2 и конденсатор 3) наблюдается пульсирующее напряжение прямоутольной формы с частичной модуляцией, что и обуславливает преимущества, связанные с этим режимом работы. 45 55 ного тока работает следуюп;им образом. При включении напряжения питания открывается регулирующий транзистор 1 (входит в режим насыщения). На выходе стабилизатора начи- нает" заряжаться конденсатор 3 фильтра, Одно- --. --временно происходит заряд двух последовательно соединенных конденсаторов 7 и 9 через открытый диод 8 до напряжения первичного источ1 .ника питания (если не учитывать напряжение насьпцения регулирующего транзистора 1). В этот момент разр щные диоды 6 и 10 закрьггы обратным напряжением первичного источника. При достижении напряжения на выходе стаби лизатора выше заданного уровня измерительный элемент 4 вырабатывает сигнал ошибки, поступающий после усиления на модулятор длительности 5. На дросселе 2 при прохождении тока йагруэки падаеу найряжение, равное разности напряжения первичного источника и заданного напряжения на выходе стабилизатора, и он наФормула изобретения Импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий регулирующий транзистор, соединенный эмиттером с минусовой входной клеммой, дроссель фильтра, соединенный од- ним выводом с коллектором регулирующего транзистора, а другим — с выходной клеммой, конденсатор фильтра, подключенный к выходным клеммам, измерительный элемент, вход которого подключен к выхоцным клеммам, а выход— к входу модулятора длительности, выход которого соединен с базой регулирующего транзистора, отличающийся тем, что, с целью увеличе-: ния KIQJ, и упрощения схемы, общая точка регулирующего транзистора и дросселя фильтра соединена с анодом первого дополнительно введенного диода, катод которого соединен с общей шиной через первый дополнительно введенньтй конденсатор и через второй дополнительно 675413. Составитель Л. Мордвинкнна Редактор E. Кравцова Техред, О,Андрейко Корректор В. Синицкая Тираж 1815 Подписное UHHHIIH государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 4567/40 Филиал ППП Патент", к. Ужгород, ул. Проектная, 4 5 введенный конденсатор — с анодом второго дополнительно введе шого диода, катодом соединен- . ного с общей шиной, причем между катодом первого и анодом второго .из дополнительно введенных диодов включен третий дополнительно введенный диод, анодом подключенный к перво1му из упомянуть х диодов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Виленкин А. Г. Импульсные стабилизаторы напряжения, М., "Энергия", 1970, с. 64. 2. "Полупроводниковые приборы в технике электросвязи", вып. 14, 1974, с. 27.
