Импульсный стабилизатор напряжения

 

И.И. Куликов изобретения

1

Й (7E) Заявитель (S4) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Известен импульсный стабилизатор напряжения, содержащий два полностью и два не полностью уцравляемых транзистора преобразователя, выходной трансформатор, питающий через выпрямитель нагрузку постоянного тока, LC"фильтр, дроссель которого вклю16 чен в первичную цепь питания выходного трансформатора, а конденсатор- на выходе выпрямителя, коммутирующий диод, модулятор длительности управля13 кнцих импульсов, подключенный входом к выходу стабилизатора, а выходами к базам транзисторов (11.

Недостатком этого стабилизатора является то, что ток дросселя LCфильтра при разомкнутых полностью управляемых транзисторах замыкается через половину первичной обмотки выходного трансформатора, т.е. во вторичную обмотку поступает только половина тока дросселя. Это требует увеличения емкости конденсатора

1.С-фильтра.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является им пульсный стабилизатор, который содержит накопительный дроссель, выполненныш по автотрансформаторной схеме со средней точкой, два полностью управляемых переключающих транзистора, включенных переходами коллектор-эмиттер между входящими клеммами и крайними выводами накопительного дросселя, емкостной делитель входного напряжения, выходной трансформатор, первичная обмотка которого вкпючена между средними: выводами емкостного делителя и накопительного дросселя, выходной выпрямитель с конденсатором фильтра,,подключенный к. вторичной обмотке выходного трансформатора, блок управления, вход которого подключен

3 93590 к выходу стабилизатора, а выходы— к базам полностью управляемых переключающих транзисторов (2 ).

Недостатком этого стабилизатора является сравнительно высокая величина переменной составляющей на выходе, что требует увеличения емкости фильтра. В то же время при питании электронно-вакуумных приборов увеличение емкости конденса- 10 тора, включаемого на выходе етабилиэатора, недопустимо по соображениям зашиты электродов от разрушения, обуславлинаемого величиной энергии разряда в моменты пробоев 15 электронно-вакуумного прибора.

Цепь изобретения — улучшение эксплуатационных характеристик путем уменьшения емкости конденсатора ! С"фильтра.

Укаэанная цель достигается тем, что в импульсный стабилизатор дополнительно введены два не полностью управляемых,транзистора, каждый из которых через введенные коммутируюшне диоды подключен между средним выводом емкостного делителя и крайними выводами накопительного дросселя, при этом базы указанных транзисторов соединены с дополнитель-3ф ными выходами блока управления.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема стабилизатора.

В стабилизатор входят первый пол35 нос тью управляемый переключающий транзистор 1, второй полностью управляемый переключающий транзистор

2, первый не полностью управляемый .транзистор 3, второй не полностью

40 управляемый транзистор 4, коммути рующие диоды 5 и 6,. выходной транс.:форматор 7, накопительный дроссель 8 с полуобмотками 9 и 10 и конденсатор 1! LC-фильтра, блок управления ., 12 цепи 13 компенсации действия по45

: лей рассеяния дросселя 8 и трансформатора 7, емкостной делитель 14 напряжения.

Устройство работает следующим ооразом.

На базы транзисторов 1-4 блока управления 12 поступают импульсы одной и той же частоты. Скважность управляющих импульсов (отношение периода переключения и времени открытого состояния транзистора), поступающих на базы транзисторов 3 и 4, постоянна и равна двум. Скважность импульсов, поступающих на базы транзисторов и 2 равна или больше двух или зависит or величины выходного стабилизированного напряжения. При открытом состоянии транзистора 1 происходит передача энергии со входа стабилизатора через трансформатор ,7 в нагрузки и накопление энергии в дросселе 8 и конденсаторе 11 по цепи . транзистор 1 — полуобмотка 9 дросселя 8 - первичная обмотка трансформатора 7. При выключении транзистора 1 одновременно включается транзистор 4. Цепь, по которой протекал ток питания, размыкается. Это обусловливает смену полярности напряжения на обмотках дросселя 8, и его ток, протекая по цепи: полуобмотка 10 — коммутирующий диод б— транзистор 4 - первичная обмотка трансформатора 7 - средняя точка обмотки дросселя 8, передается через трансформатор 7 в нагрузки. Напряжение на нагрузке переменного тока в этот момент поддерживается за счет энергии дросселя 8, а на нагрузке постоянного тока — за счет энергии дросселя 8 и конденсатора 11. В момент включения транзистора 4 происхоI дит перемагничивание трансформатора. Через некоторое время, определяемое величинами выходного и входного стабилизатора, открывается транзистор 2. Транзистор 4 закрывается, а встречно направленное ему напряжение основного источника отсекается диодом б, Нагрузки через выходной трансформатор 7 подключаются к оановному источнику по цепи: средняя точка емкостного делителя

14 - первичная обмотка трансформатора ? - полуобмотка 10 дросселя

8 — транзистор 2. Напряжение на обмотке дросселя меняет свою полярность. Происходит передача энергии от основного источника в нагрузки в накопление энергии в дросселе и конденсаторе. В момент выключения транзистора 2 одновременно включа- етая транзистор 3. Цепь, по которой протекал ток питания от источника питания, размыкается. Напряжейие на обмотке дросселя 8 меняет свою полярность и его ток, протекая по цепи: средняя точка обмотки дросселя

8 - первичная обмотка трансформатора 7 — транзистор 3 - диод 5 полуобмотка 9 передается через трансl форматор 7-в нагрузки. Напряжение

Формула изобретения

5 9359 на нагрузке переменного тока в этот момент поддерживается эа счет энергии дросселя 8, а на нагрузке постоянного тока — энергии дросселя

8 и конденсатора 11. В момент включения транзистора 3 происходит перемагничивание трансформатора 7. Через некоторое время, определяемое величинами входного и выходного напряжений стабилизатора, включается тран-10 зистор 1. Транзистор 3 выключается, а встречно ему направленное напряжение основного источника отсекается диодом 5. Нагрузки через трансформатор 7 вновь подключаются к источнику питания. Описанные процессы циклически повторяются. Транзистор 3 с коммутирующим диодом 5 и транзистор 4 с коммутирукщим диодом б мо гут быть заменены тиристорами без 20 изменения остальных цепей стабилизатора. Переключение транзисторов может осуществляться в,иной последовательности. Например, при выключении транзистора включается транзис- И тор 3, который выключается при включении транзистора 2. При выключении транзистора 2 включается транзистор 4 и т.д. Порядок управления зависит от возможностей конкретно- 30

ro модулятора длительности управляющих импульсов. При необходимости последовательно с первичной обмоткой выходного трансформатора может быть включен конденсатор.

Поскольку в предлагаемом стаби-. лизаторе ток дросселя 1.С-фильтра

I протекает через всю первичную обмотку выходного трансформатора емкость конденсатора LC "фильтра при тех же требованиях к пульсациям выходного напряжения здесь меньше, чем в известном. Уменьшение же емкости конденсатора LC"ôêïüòðà позволяет повысить долговечность питаемого стабилизатором электронно»вакуумного прибора, стоимость которого намного превышает стоимость устройства электропитания, за счет снижения энергии разряда в моменты пробоев прибора. Ввиду отсутствия тока подмагничивания и в связи с исключением средней точки первичной обмотки

07 6 упрощается конструкция выходного трансформатора, как правило выеоковольтного. Напряжение на транзисторах предлагаемого стабилизатора в общем случае ниже, чем в известном что обусловливает некоторое повышение его надежности.

Импульсный стабилизатор напряжения, содержащий накопительный дроссель, выполненный по автотрансформаторной схеме со средней точкой, два полностью управляемых переключающих транзистора, вкпюченных переходами коллектор-эмиттер между входными клеммами н крайними выводами накопительного дросселя, ем« костной делитель входного напряжения

Ф выходной трансформатор, первичная обмотка которого включена между средними выводами емкостного делителя и накопительного дросселя, выходной выпрямитель с конденсатором фильтра, подключенный к вторичной обмотке выходного трансформатора, блок управления, вход которого подключен к выходу стабилизатора, а выходы — к базам полностью управляемых переключающих транзисторов, о т л ич а ю шийся тем, чшо, с целью улучшения эксплуатационных характеристик путем уменьшения емкости конденсатора фильтра, в него дополнительно введены два не полностью управляемых транзистора, каждый из которых через введенные коммутирующие диоды подключен между средним выводом емкостного делителя и крайним выводом накопительного дросселя, при этом базы указанных транзисторов соединены с дополнительными выходами блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 524171, mx. G 05 F l/64, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 2956976/07, кл. G 05 F l/56, 1980.

935901

Составитель Е.Финогенов

Редактор К.Волощук Техред М.Тепер Корректор M.Êîñòà, Заказ 4210 50 Тираж 914 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал IIIIII Патент, г,. Ужгород, ул. Проектная, 4