Импульсный стабилизатор постоянного напряжения

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсинн

Соцналнстнчесинн

Реслублни (1и 748386 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено16,06 78 (21) 2632568/24-07 с присоединением заявки ¹â€” (23) ПриоритетОпубликовано1 5.07.80. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 17,07.80 (5l)M. Кд.

6 05 Р 1/58 йкуднрственныб квинтет

СССР ав делам язнбретеннй н еткрытнй (53 ) УД т(621.316. .722. 1 (088.8) (721 Авторы изобретения

В. М. Терехин и Б. И. Черняк (71) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

Устройство oTHocHTca к электротехнике, в частности к вторичным источникам питания, и может применяться в устройствах электропитания узлов связи, автоматики, вычислительной техники и средств связи.

Известен импульсный стабилизатор на5 пряжения, содержащий регулирующий элемент, сглаживающий фильтр, делитель выходного напряжения, блок управления и блок запуска, блок защиты стабилизатора от перегрузки с резистивным датчикомЯ.

tO

Наиболее близким техническим решением к иэобретенито является импульсный стабилизатор постоянного напряжения, со держащий регулирующий элемент, силовой

l5 цепью включенный между одним из входHblx выводов и сглаживающим фильтром, а входом подключенный к выходу управляющего блока с усилителем постоянного тока, вход которого подсоединен к реэис горноМу делитепо, подключенному к выходным выводам, блок зашиты с датчи« ком тока в запжщаемой цепи, переключа ющий транзистор, эмиттер которого соединен с одним выводом датчика тока, коллектор — с одним из выводов первого резистора, а база через второй резистор подключена к одному из выводов источника запирающего напряжения, другой вывод которого подключен к другому выводу датчика тока, ЯС-цепь, один вывод которой подключен к средней точке резисторного делителя, и дополнительный источник питания f25

Недостаток известного устройства— влияние перемейной составляющей вспомогательного источника напряжения на работу импульсного стабилизатора, вызывающее сбой широтно-импульсной модуляции, который увеличивает пульсацию выходного напряжения стабилизатора, Qpyгим недостатком известного устройства является недостаточный коэффициент усиления одного пвреипочаюшего транзиста ра, что вызывает медленное отпирание его при работе стабилизатора на емкост ную нагрузку. Это приводит к неэффективному использованию накопленной конден3 74 сатором энергии. Сбой" широтно-иьвтульсной модуляции и медленное переключение транзистора снижают надежность работы всего устройства. При медленном переключении транзистор может длительно находиться в активном режиме, что приводит к снижению сигнала на входе усилителя постоянного тока (УПТ), вследствие чего регулирующий элемент не закрывается.

При этом конденсатор в коллекторной цепи переключающего транзистора разряжавтсяа

Цель изобретения - повышение надежности

Цель достигается тем, что в импульсный стабилизатор постоянного напряжения введены исполнительный транзистор, диод и третий резистор, причем эмиттер исполнительного транзистора соединен с одним выводом диода, другой вывод которого подключен к вспомогательному источнику и через третий резистор соединен с базой исполнительного транзистора, коллектор которого соединен с другим выводом

RC-цепи, а база - с другим выводом первого резистора.

На чертеже представлена схема предложенного устройства.

Устройство содержит регулирующий элемент 1, согласующий фильтр 2, блок

3 управления с усилителем 4 постоянного тока (УПТ), подключенным к делителю

5 выходного напряжения, блок 6 зашиты от токовььх перегрузок и коротких замыканий с датчиком 7 тока, нагрузку 8.

Кроме того, для обеспечения работоспособности при подключении емкостной нагрузки стабилизатор содержит блок 9, состоящий иэ исполнительного транзистора 10, диода 11, третьего резистора 12, включенного между базой исполнительного транзиотора и другим выводом диода, подключенным к вспомогательному источнику 13 напряжения. Коллектор исполнительного транзистора через ЯС-цепь 14 соединен со средней точкой реэисторного делителя

5 напряжения, а база — с коллектором переключающего транзистора L5 через второй резистор 16. При этом эмиттер переключающего транзистора 15 соединен с одним выводом датчика 7 тока, а базачереэ первый резистор 17 и источник 18 запирающего напряжения с другим выводом датчика тока 7.

Стабилизатор работает следующим об разом.

При номинальной и меньшей нагрузке стабилизатора транзисторы 10 и L5 закрыты. Переменная составляющая напряже8386 4 ,. ния вспомогательного источника 13 не поступает на вход усилителя постоянного тока и, следовательно, не оказывает влияния на работу импульсного стабилизатора напряжения. При подключении емкостной нагрузки напряжение стабилизатора быстро снижается, так как заряд, накопленный в конденсаторе фильтра 2, перераспределяется между конденсатором нагрузки 8 и

lo фильтра 2. Это приводит к тому, что блок

3 управления формирует сигнал, отпирающий регулирующий элемент 1. Ток в силовой цепи, а следовательно, и через датчик

7 тока, возрастает. Когда напряжение на

15 датчике 7 тока превышает запирающее напряжение 18, транзисторы 10 и 15 отпираются. При этом исполнительный транзистор 10 достаточно быстро переходит из режима активного усиления в режим насышзния, поскольку в его базу поступает усиленный переключающим транзистором

15 сигнал с датчика 7 тока. Напряжение вспомогательного источника 13 через последовательно включенные элементы (диод 11, исполнительный транзистор 10 и RC-цепь 14) оказывается приложенным к средней точке резисторного делителя 5 напряжения. При этом на выходе УТП 4 появляется напряжение такой величины

t щ что управляющий блок 3 фОрмирует сит нал для запирания регулирующего элемента 1. Ток через датчик 7 тока спадает

9 транзисторы 10 и 15 запираются. Это приводит к снижению напряжения на входе.

35 УПТ 4 и, следовательно, к отпиранию ре« гулируюшего элемента 1. Процесс повторяется в течение времени заряда конденсатора BC-цепи 14, которое определяется постоянной времени цепи иэ конденсатора

4р ЙС-цепи 14, делителя 5 напряжения и напряжением вспомогательного источника

13. Если выходное напряжение эа время: заряда конденсатора восстанавливается до напряжения стабйлиэации; ток через дач-

<5 чик 7 тока снижается до величины, не более номинальной, и стабилизатор не отклн>чается. В противном случае срабатывает блок 6 зашиты и регулирующий элемент

1 запирается. Диод 11, включенный в

„эмиттерную цепь исполнительного транзистора LO, служит для належного эапирания его при отсутствии сигнала, поступающего с переключающего транзистора 15, В предложенном устройстве отсутствует

55 влияние переменной составляющей вспомогательного источника напряжения на рабо ту импульсного стабилизатора, что исключает "сбой" широтно-импульсной модуля%

5 7483 ции и, следовательно, повышает надежность работы устройства. Ослабление требованийк переменной составляющей напряжения вспомогательного источника, а также применение его той же полярности, что и ооновное напряжение питания стабилизатора, упрощает его выполнение и снижает массу и габариты всего устройства. Усиление по току переключающего транзистора дополнительно .увеличивается введенным испол- 1о нительным транзистором, что существенно сокращает время нахождения его в активном, режиме. Это способствует эффектив ному использованию емкости конденсатора и напряжения вспомогательного источника д при подключении емкостной нагрузки.

Формула изобретения го

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий элемент, силовой цепью включенный между одним иэ входных выводов и сглаживающим фильтром, а входом подключенный K г5 выходу управляющего блока с усилителем постоянного тока, вход которого подсое-динен к резисторному делителю, подключенному к выходным выводам, блок.защи86, а ты с датчиком тока в зашищаемой цепи, переключаюший транзистор, эмиттер кс торого соединен с одним выводом датчика тока, коллекто р — с одним из выводов. первого резистора, а база через второй резистор подключена к одному из выводов источйика запирающего напряжения, другой вывод которого подключен к другому выводу датчика тока, КС-цепь, один вывод которой подключен к средней точке реэис торного делителя и дополнительный источник питания, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введен исполнительный транзистор, диод и третий резистор, причем эмиттер исполнительного транзистора соединен с одним выводом диода, другой вывод которого подключен к вспомогвтельноМу источнику и через третий резистор соединен с базой исполнительного транзистора, коллектор которого соединен с другим выводом Ж --цепи, а база — c другим выводом первого резистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 373713, кл. Я 05 Р 1/58, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

M 559233, кл. Я 05 Г 1/58, 1975, ЦНИИПИ Заказ 4355/12 Тираж 956 Подписное филиал ППП Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4