Импульсный стабилизатор постоянного напряжения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<щ920674 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 070780 (21) 2953217/24-07 (51) М. Кл. з с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

С 06 F 1/58

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 621.31б. .722.1 (088.8) Опубликовано 150482 Бюллетень М 14

Дата опубликования описания 15.04.82 (72) Авторы изобретения

M Â. ÊoëîKoëoâ и Л. М. Зарецкий (71).Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ЧОСТОЯННОГО

НАЧРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к технике средств вторичного электропитания радиоэлектронных устройств, в частности к импульсным (ключевьм) стабилизаторам напряжения постоянного тока, и предназначено для использования в аппаратуре связи и вычислительной технике.

Известны импульсные стабилизаторы напряжения, содержащие. силовую, управляющую часть и блок защиты от перегрузок flJи (2).

Однако в этих стабилизаторах использован резистивный датчик тока, а это приводит к существенному снижению КПД стабилизатора, кроме того в них срабатывание .защиты происходит только после полного насыщения дросселя и соответственно пропадания переменного напряжения на его обмотке. При многократной перегрузке и даже в режиме, близком к короткому замыканию, имеет место частичное насыщение дросселя, в результате чего переменное напряжение на его обмотке пропадает неполностью, что приводит к запаздыванию срабатывания защиты, и как следствие, к снижению надежности работы стабилизатора.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является импульсный стабилизатор постоянного напряжения, который содержит включенный последовательно в питающую шину регулирующий транзистор, базой соединенный с выходом управляющего блока, вход которого соединен с выходными выводами,* СД-фильтр, дроссель которого включен последовательно в питающую шину между одним иэ выходных выводов и регулирующим транзистором, и блок защиты от перегрузок, содержащий симметричный транзистор, базой через резистор соединенный с коллектором регулирующего транзистора, а эмиттером — с эмиттером регулирующего транзистора, конденсатор, шунтирующий коллекторноэмиттерный переход симметричного транзистора, пороговый элемент, один вход которого соединен с коллектором симметричного транзистора, и источник опорного напряжения, одним иэ выводов соединенный через ограничительный резистор с коллектором, .а другим выходом — с. эмиттером симметричного транзистора и другим входом порогового элемента, обеспечивающего снятие перегрузки (3).

920674

Однако в этом стабилиза:ape величина порога срабатывания защиты по перегруз<е находится в непосредственной зависимости от диапазона изменения входного напряжения. Это приводит при проектировании к необходимости закладывать силовые элементы с необоснованно завышенными электрическими запасами, что нлечет за собой увеличение габаритов, массы и стоимости стабилизатора напряжения. Кроме того, данному стабилизатору присущ еще один недостаток, заключающийся н наличии занисимости чувствительности блока защиты по перегрузке от величины внутреннего сопротивления или КПД стабилизатора: чем выше

КПД стабилизатора, тем меньше изменение открытого состояния регулирующего транзистора, при изменении тока нагрузки. Это приводит к неооходимости повышения чувствительности порогового элемента блока защиты по перегрузке н случае использонания стабилизатора с высоким КПД, что влечет за собой усложнение схемы порогоного элемента и повышение стоимости, массы и габаритов всего стабилизатора.

Целью изобретения является снижение габаритов, массы и стоимости импульсного стабилизатора напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в импульсном стабилизаторе постоянного напряжения, содержащем включенный последовательно в питающую шину регулирующий транзистор, базой соединенный с выходом управляющего блока, нход которого соединен с выходными выводами, 4 СД-фильтр, дроссель которого включен последовательно B питающую шину между одним из выходных выводов и коллектором регулирующего транзистора, и блок защиты от перегрузок, включающий в себя пороговый элемент, один из входов которого соединен с эмиттером регулирующего транзистора, введен элемент И, один из входов которого соединен с выходом управляющего блока,,цругой вход соединен с выходом порогового элемента, выход соединен с дополнительным входом управляющего блока, а второй вход порогового элемента соединен с коллектором регулирующего транзистора.

Ца чертеже представлена схема импульсного стабилизатора постоянного напряжения. соединен с одним из нходон элемента И 5, второй вход которого соединен с выходом управляющего блока б и базой регулирующего транзистора, а выход элемента И 5 соединен с управляющим блоком б „Пороговый элемент 4 и элемент И 5 образуют блок защиты от перегрузок 7.

Стабилизатор работает следующим образом.

10 При отсутствии сигнала с выхода управляющего блока б (сигнал 0 ) регулирующий транзистор 1 закрыт, ко входам порогового элемента 4 прикладывается напряжение коллектор15 эмиттер закрытого транзистора 1, и на выходе порогового элемента 4 будет сигнал 1, который поступает на один из входов элемента И 5.

На другой вход элемента И 5 поступает сигнал 0 с выхода управляющего блока б. Поэтому в данной ситуации на выходе элемента И 5 будет сигнал 0, соответствующий сигналу отсутствия перегрузки.

При появлении сигнала с выхода упранляющего блока б (сигнал 1 ) регулирующий транзистор 1 открыт и насыщен, ко входам порогового элемента 4 прикладывается напряжение насыщения коллектор-эмиттер регулирующего транзистора .1 и на выходе порогового элемента 4 будет сигнал 0, который поступает на один из нходов элемента И 5. На другой вход элемента И 5 поступает сигнал 1 с выхода управляющего блока б.

При этом на выходе элемента И.5 будет сигнал "0, соответствующий сигналу отсутствия перегрузки.

В режиме перегрузки при появлении

"0 .сигнала с выхода управляющего блока б (сигнал 1 ) регулирующий транзистор 1 выходит из насыщения, напряжение коллектор-эмиттер регулирующего транзистора l прикладынаемое ко входам порогового элемента 4 увеличивается и на выходе порогово1 1

ro элемента 4 поянляется сигнал 1 который поступает на один из входов элемента И 5. На другой вход эле50 мента И 5 поступает сигнал l" с выхода управляющего блока б. При этом на выходе элемента И 5 будет сигнал 1, соответствующий сигналу наличия перегрузки, который пос55 тупает на управляющий блок б и выключает стабилизатор. Регулировка порога срабатывания порогового элемента 4 позволяет ограничить порог срабатывания блока защиты 7 на урвв

60 не близком к номинальному току нагрузки стабилизатора.

TctKHM образом, изменение взаимосвязи между регулирующим транзистором и пороговым элементом, а также

Стабилизатор содержит регулирующий транзистор 1, дроссель 2 J- СДфильтра 3. Эмиттер регулирующего транзистора 1 соединен с одним из входон порогового элемента 4, второй вход которого соединен с коллектором регулирующего транзистора 1. Выход порогового элемента 4 введение элемента И в блоке защиты

920674

Формула изобретения

BHHH IH Заказ 2341/54 Тираж 908 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 по перегрузке стабилизатора напряжения позволяет по сравнению с известным ограничить значение порога срабатывания защиты по перегрузке на уровне, близком к номинальному току нагрузки, так как выход регулирующего транзистора из насыцения не за5 висит от величины входного напряжения, а определяется только степень перегрузки стабилизатора. Это дало возможность использовать силовые элементы стабилизатора без излишних электрических запасов, то есть сокра. тить массу, габариты и стоимость стабилизатора1 сократить количество элементов блока защиты и взаимосвязей между этими элементами, что по- I5 вышает надежность работы как блока защиты, так и стабилизатора в целом; повысить чувствитечьность блока защиты при высоких значениях КПД стабилизатора,так как выход регулирую- Щ щего транзистора из насыщения не зависит от внутреннего сопротивления стабилизатора, а определяется только степенью перегрузки стабилизатора, то есть исключается зави- 25 симость чувствительности блока защиты от КПД стабилизатора.

В сравнении с блоком питания

SCG5030 аппаратуры РСЗО фирмы ИОКХА предлагаемое устройство обладает рядом преимуществ. Так, отсутствие в предлагаемом устройстве резистивного датчика тока позволило повысить КПД стабилизатора на

1,5 — 2 Ъ. Кроме того, блок питания SCG5030 отключается только при превышении тока нагрузки, в то время как предлагаемый стабилизатор отключается как в случае перегрузки, так и в случае внутренней аварии, приводящей к увеличению коллектор- 40 ного тока регулирующего транзистора и выходу его из насыщения (например, К3 внутреннего монтажа, или пробой силового диода, или межвитковый пробой в дросселе фильтра) .

Таким образом, в предлагаемом стабилизаторе наряду с его защитой от перегрузки осуществляется защита регулирующего транзистора в случае внутренней аварии.

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий включенный последовательно в питающую таину регулирующий транзистор, базой соединенный с выходом управляющего блока, вход которого соединен с выходными выводами, АСД-фильтр, дроссель которого включен последовательно в питающую шину между одним из выходных выводов и коллектором регулирующего транзистора, и блоК. защиты от перегрузок, включающий в себя пороговый элемент, один йэ входов которого соединен с эмиттером регулирукяцего транзистора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения zабаритов, массы и стоимости устройства, в блок защиты от перегрузок введен элемент И, один из входов которого соединен с выходом управляющего блока, другой вход соединен с выходом порогового элемента, выход соединен с дополнительным входом управляющего блока, а второй вход порогового элемента соединен с коллектором регулирующего транзистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 586442, кл. G 05 F 1/58, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 45()151, кл. G 05 F 1/58, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 593208, кл. G 05 F 1/58, 1976 (прототип).