Ключевой стабилизатор постоянногонапряжения

 

(71) Заявитель (54) КЛЮЧЕВЫМИ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение отнбсится к электротехнике и может быть использовано во, вторичных источниках питания.

Известен импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий послеповательный регулирующий транзистор, блок управления, интегрирующий Фильтр, подключенный к выходным клеммам стабилизатора, датчик тока, параллельно которому йодключен пе. реход эмиттер-база транзистора защиты, причем датчик тока включен в шину между входной клеммой стабилизатора и эмиттером регулирумцего транзистора, база которого соединена с коллектором транзистора защиты 1 .

Недостатком указанного стабилизатора является большая мощность, рассеиваемая на регулирующем транзисторе вследствие линейного режима работы при перегрузке по току, которая может привести к отказу стабилизатора.

Известен импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, подключенный коллектором по входу сглаживающего фильтра, выход которого соединен с выходными клеммами, управляющий транзистор, эмиттер которого соединен с положительной входной клеммой, а коллектор — с базой регулирующего транзистора и через резистор— с выходной положительной клеммойт сравнивающий транзистор, база которого соединена со средней точкой резисторного делителя выходного напряжения, эмиттер — с источником опорного напряжения, а коллектор че1О рез резистор - с базой упоавляющего транзистора, конденсатор, первый вывод которого соединен с коллектором регулирующего транзистора, а второй вывод указанного конденсатора — с коллектором сравнивающего

15 транзистора резистор и диод, точка соединения которых подключена к эмиттеру регулирующего транзистора, катод диода через упомянутый ревисэр, а анод того же диода через пе4 .реход база-эмиттер управляющего транзистора соединены с положительной входной клеммой Г2 .

Недостатками такого стабилизатора

25 является увеличение задержки в закрывании регулирующего транзистора относительно момента открывания cpasнивающего транзистора при увеличении напряжения питания из-за инерцион39 ности время-задающей RC-цепи, вызы849176 вающее повышение нестабильности выходного напряжения, а кроме того, увеличение тока базы регулирующего и управляющего транзисторов сверх необходимых величин при увеличении напряжения питания, вызывающее уменьшение КПЛ стабилизатора.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является ключевой стабилизатор напряжения, содержащий последовательный регулирующий транзистор, база которого подключена к выхолу схемы управления на основе коммутирующего и управляющего транзисторов, коллектор-- к коммутирующему входу схемы управления и к входу интегрирующего фильтра, а эииттер через резистор - к входному выводу, схему сравнения, состоящую из усилителя обратной связи и источника опорного напряжения, выход ко .торой подключен к управляющему входу схемы управления (3J.

Недостатками известного стабилизатора является то, что схема защиты не исключает линейный режим работы регулирующего транзистора при перегрузке по току, а также то,что постоянно потребляется ток от источника через первый резистор, включенный между входным выводом стабилизатора и базой коммутирующего транзистора.

Цель изобретения — повышение KIIII и эфФективности защиты от перегрузки.

Поставленная цель достигается тем, что в ключевой стабилизатор напряжения, содержащий последовательный регулирующий транзистор, база которого подключена к выходу схемы управления на основе коммутирующего и управляющего транзисторов, коллектор . к, коммутирующему входу схемы управления и к выходу интегрирующего фильтра, а эмиттер через резистор— к входному выводу стабилизатора, схему сравнения, состоящую из усилителя обратной связи и источника опорного напряжения, выход которой подключен к управляющему входу схемы управления, введены дополнительные резистор и транзистор,, эмиттер которого соединен с входным выводом, база — c. эмиттером регулирующего транзистора, коллектор — r. входом схемы сравнения, а дополнительный резистор включен между базой коммутирующего транзистора и коммутирующим входом схемы управления.

Ф

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого ключевого стабилизатора.

База регулирующего транзистора 1 подключена к выходу схемы 2 управления на основе коммутирующего 3 и управляющего 4 транзисторов. Коллектор транзистора 1 соединен с коммутирующим входом схемы 2 управления

4S

65 и с входом фильтра 3, а эмиттер через резистор 4 — c входным выводом

5 стабилизатора.. Выход схемы 6 сравнения подключен к управляющему входу схемы 2 управления. Эмиттер дополнительного транзистора 7 соединен с входным выводом 5, база — с эмитте-. ром транзистора 1, а коллектор -. c входом схемы 6 сравнения. Дополйительный резистор 8 включен между базой коммутирующего транзистора 9 и коммутирующим входом схемы 2 управления.

Ключевой стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом.

При подаче питания. на входной вывод 5 стабилизатора открываются коммутирующий транзистор 9 схемы 2 управления и регулирующий транзистор

1. На коллектор транзистора 1 поступает напряжение, при этом через резистор 8 запитывается база коммутирующего транзистора 9, и через дроссель фильтра 3 протекает линейно нарастающий ток. При достижении током определенной величины напряжение на резисторе 4 вызывает открывание транзистора 7, ток коллектора которого подается на вход схемы

6 сравнения и вызывает ее срабатывание. При этом сигнал с выхода схемы сравнения 6 поступает на управляющий вход схемы 2 управления, вызывает открывание управляющего транзистора 10 и, следовательно, закрывание регулирующего транзистора 1, Напряжение на коллекторе транзистора 1 скачком уменьшается до нуля, ток через резистор 8 не протекает, коммутирующий транзистор 9 удерживается в закрытом состоянии, пока ток дросселя фильтра 3 не уменьшится до нуля. После этого коммутирующий транзистор 9 открывается, и процесс повторяется до установления на выходе стабилизатора напряжения номинальной величины.

В установившемся режиме закрывание регулирующего транзистора 1 происходит при достижении выходным напряжением номинальной величины.

При этом срабатывает схема 6 сравнения и выдает команду на закрывание регулирующего транзистора. Паде ние напряжения на резисторе 4 в установившемся режиме не достигает порога открывания транзистора 7, и последний не влияет на работу стабилизатора.

Работа стабилизатора при перегрузке по току аналогична работе s момент подачи питания. При этом выходное напряжение уменьшается до величины, которая определяется нагрузкой стабилизатора.

Таким образом, необходимая величина базового тока коммутирующего транзистора 9 обеспечивается реэис849176

Формула изобретения

Составитель Л.Стрелкин

Техред Т.Маточка ". корректор Е.Рошко

Редактор С.Родикова

Заказ 6091/61 Тираж 940

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4 тором 8..только на время его открытого состояния. При закрытом состоянии транзистора ток через резистор не цротекает, обеспечивая уменьшение потребления стабилизатора. При напряжении питания 15-.30 В, выходном напряжении 5 В, токе нагрузки 100 мА уменьшение потребления при максималь ном напряжении питания может достигать 30%.

Максимальное значение мощности, рассеиваемой на регулирующем транзисторе при нагрузке по току при напряжении питания 30 В, уменьшается по сравнению с известным,в 20-30 раз.

Использование предлагаемого ключевого стабилизатора позволяет повысить эфАектив ость защиты от перегрузки и КПД.

Ключевой стабилизатор постоянного напряжения, содержащий последовательный регулируюший транзистор, 25 база которого подключена к выходу схемы управления на основе коммутирующего и управляющего транзисторов, коллектор — к коммутирующему входу схемы управления и к выходу интегрирующего фильтра, а эмиттер через резистор - к входному выводу стабилизатора, схему. сравнения, состоящую из.усилителя обратной связи и источника опорного напряжения, выхоп которой подключен в управляющему входу схемы управления, о т л и ч а ю— шийся тем что, с целью повышения

КПД и эффективности защиты от перегрузки, в него введены дополнительные резистор -и транзистор, эмиттер которого соединен с входным выводом, база - с эмиттером регулирующего транзистора,коллектор - с входом схемы сравнения,а дополнительный резистор включен между базой коммутирующего транзистора и коммутирующим входом схемы управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство С "СР йо заявке М 2578206/24-07, кл. G 05 F 1/58, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

В 536488, кл. G 05 F 1/58.

3. Авторское свидетельства СССР

Р 609111, кл.G 05 F 1/58.