Импульсный стабилизатор постоянного напряжения

 

Союз Советсиих

Социалистичесинх

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ttt>917182 (6I ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 25.07.80 (21) 2964784/24-07 с присоедииеииеат заявки М (23)Приоритет (5I )NL. Кл.

6 05 F 1(56 т1твулвратмвнык квинтет

CCCP в делам вэаарвтекв» н еткуытвй

Опубликовано 30.03.82. Бимлетеиь .йа 12

Дата опубликования описания 30.03.82 (53) УДК 621.316..722.1 (088.8) (72) Авторы изобретения

Б. Б. Самсонов, С. В. Солнцев, Е и А. Е. Ольсевич ов! : Ф 4",1 11 ", .-т- -,. м л. с с

Ростовский институт инженеров же езнодорожйого транспо, Г,.

t (7l ) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может бьиь использовано в транзисторных стабилизированных конверторах и вторичных источниках питатая.

Известен импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий силовой транспортный ключ, схему управления транзистором, демпфирующий диск, рекуперационный диод, токоограничивающий дроссель, сглаживающий 1 С-фильтр (1).

Недостатком этого импульсного стабилиза- . тора постоянного напряжения является сравнительная сложность схемы и низкие массогабаритные показатели, что обусловлено работой токоограничивавнцего дросселя в линейном режиме.

Наиболее близким техническим рептеиием к предлагаемому изобретению является стаби. лизатор, содержащий силовой транзисторный ключ, схему управления транзистором, двухконденсатор 1 С-фильтра Р1 .

В этой схеме первичная обмотка токоограничивающего дросселя включена последователь2 но с силовым транзисторным ключом, а вторичная —,в цель дополнительного рекуперацнонного диода параллельно нагрузке н конденсатору 1 С-фильтра.

Недостатком указанного стабилизатора является сравнительная сложность схемы, низкие удельные массогабаритные показатели (BT. ВТ )

Kr дмэ

1Ю Цель изобретения — улучшение массогабаритных показателей и упрощение схемы.

Поставлетптая цель достигается тем, что в ньтпульсном стабилизаторе nocrosHHoro напряжения, содержащем включенный носледовательно в одну из силовых шин транзисторный ключ, блок управления, входом подключенный к выходным выводам стабилизатора, а выиптом. ко входу регулирующего элемента,, двухобмоточный токоограничиваю2о щий дроссель, первичная обмотка. которого включена последовательно с транзисторным ключом, ди<щ, включенный последовательно со вториптой обмоткой токоограннчивающего дросселя. и 1С-фильтр, вторичная обмотка, 917182 токоограничивающего дросселя подключена одним выводом через указанный диод к точке соединения первичной обмотки токоограничивающего дросселя и дросселя 1С-фильтра, а другим вьшодом — к другой силовой

5 шине стабилизатора.

Кроме того, при выполнении токоограиичивающего дросселя линейным, его обмотки включены согпасно.

При выполнении токоограничивающего дрос- 16 селя нелинейным, его обмотки включены встречно.

На фиг. 1 приведена функциональная схеI ма импульсного стабилизатора;- на фиг. 2 и фиг. 3 — временные диаграммы работы схемы при линейном дросселе и дросселе с сердечником из материала прямоугольной петлей гистерезиса, соответственно.

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения содержит источник 1 питания, силовой транзисторный ключ 2, работающий под воздействием импульсов с изменяющейся скважностью от схемы 3 управления, токоограничивающий дроссель с первичной 4 и вторичной 5 обмотками, силовой диод 6, совмещающий функции демпфирования и рекуперации, сглаживающий дроссель 7, конденсатор 6 LCфильтра и нагрузку 9. Причем первичная обмотка токоограничивающего дросселя 4 вклю-

30 чена в коллекторную цепь между силовым транзисторным ключом 2 и сглаживающим дросселем 7, а вторичная обмотка 5 — в .цепь силового диода 6 параллельно ьходу

1 С-фильтра.

Временные диаграммы работы схемы получены в результате анализа кваэиустановившегося режима работы стабилизатора при обычно применяемых допущениях и при выполнении условий .>1-,/И = rtl, п»} где 1 — индуктивность сглаживающего дросселя 7, Lq — индуктивность обмотки 4, 4S — THBBOCTb O6MOTKH 5, tl — OTHOшение числа витков вторичной обмотки 5 к первичной 4 токоограничивающего дросселя, за период времени Т, содержащий три временных интервала длительности tn, tp u

t g = Т- Ф „- и Р „соответствующие разомкнутому состоянию транзисторного ключа и замкнутому состоянию диодного; замкнутому состоянию транзисторного ключа и высокой проводимости диода в обратном направлении на эта55 пе рассасывания неосновных носителей; замкнутому состоянию транзисторного ключа и разомкнутому состоянию диодного.

Пунктирная линия на диаграммах относит- ся ко встречному включению обмоток токоограничивающего дросселя.

В промежуток времени 8 между началом отпирания транзистора и моментом запирания силового диода коллекторный ток нарастает по цепи: "+" источника 1, первичная обмотка 4 дросселя, силовой диод 6, вторичная обмотка 5 дросселя, * —" источника 1. В результате скорость нарастания коллекторного тока, а, следовательно, и выброс тока ограничивается.

При встречном включении обмоток 4 и 5 токоограничивающего дросселя максимальное значение коллекторного тока

ЕВ „(п- 1 а при согласном включении обмоток ке к„д

1 (п+!Я где Š— ЭДС источника 1, 8 определяется иэ уравнения дпя тока и заряда в области базы диода.

Таким образом при заданном значении выброса коллекторного тока и фиксированных величинах Е и О необходимая величина инцуктивности L> уменьшается приблиэи2 тельно в и раз по сравнению с прототипом, что приводит к уменьшению массы и габаритов дросселя.

К дальнейшему уменьшению массы и габаритов приводит использование сердечника дросселя из материала с прямоугольной петлей гистерезиса, что устраняет необходимость в немагнитном зазоре, обеспечивающем линейность, В этом случае при встречном включении обмоток выбросы коллекторного тока полностью устраняются.

Предлагаемая схема предпочтительна в сравнении с прототипом улучшенными массогабаритными показателями, сравнительной простотой и повышенной надежностью, вследствие уменьшения выбросов коллекторного тока и,ютсутствия перенапряжений на запертом транзисторе во время паузы как при магнитном, так и при насыщающемся токоограничивающем дросселе.

Формула изобретения

I. Импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий включенный последователь9171 но в одну из силовых шин транзисторный ключ, блок управления, входом подключенный к выходным выводам стабилизатора, а выходом — к входу регулирующего элемента, двухобмоточный токоограничивающий дрос- 5 сель, первичная обмотка которого включена последовательно с транзисторным ключом, диод, включенный последовательно с вторичной обмоткой токоограничивающего дросселяи 1.С-фильтр, отличающий- Ю с я тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов и упрощения схемы стабилизатора, вторичная обмотка токоограничивающего дросселя подключена одним выводом через указанный диод к точке соединения первич- 15 ной обмотки токоограничивающего дросселя

82 6 и дросселя LC-фильтра, а друтим выводом— к другой силовой шине стабилизатора.

2. Импульсный стабилизатор по п.1, о q . л и ч а ю шийся тем, что токоограничивающий дроссель выполнен линейным и

его обмотки включены согласно.

3. Импульсный стабилизатор по п. 1, о тли чаю щийся тем,чтотокоограничивающий дроссель выполнен нелинейным и его обмотки включены встречно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР М 280572, Н 02 m 3/04, 1970.

2. Промышленная электроника. Труды МЭИ, вып. 91, М., с. 65 — 70, рис. 2а.

9 17182

Составитель О. Мещерякова

Техреа М, Тепер . Корректор У. Пономаренко

Редактор А. Власенко

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 1889/69 Тираж 908

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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