Стабилизированный понижающий преобразователь постоянного напряжения

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (>951592 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (51) М. Кл. (22) Заявлено 13.11.80 (21) 3003894/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Н 02 М 3/18.Гщ АэрстЭммый квмитвт

СССР йе делам взеФратевий и еткрмтий (53) УДК 621.314. .58 (088.8) Опубликовано 15.08.82. Бюллетень №30

Дата опубликования описания 20.08.82 :1 1.1) Я -;;-. о. А. поляков я А. м. кашкаров 11о 1"!!к:. . (72) Авторы изобретения в1.с. и»

< #Hei 1.",1; вj,ß

SaSAN0 TEh А (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПОНИЖАЮЩИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках электропитания для понижения и стабилизации постоянного напряжения.

Известен понижающий преобразователь постоянного напряжения, содержащий два транзистора и два диода и два конденсатора, поочередно заряжаемых от источиика питания и разряжаемых на нагрузку (1).

Недостатком данного преобразователя является изолированность выводов нагрузки относительно источника питания, что ограничивает область его использования.

Известен также понижающий преобразователь постоянного напряжения, содержащий четыре управляемых ключа, соединенные по схеме мостового инвертора, первый входной вывод которого соединен с первым входным выводом преобразователя, и четыре диода, соединенные по схеме мостового выпрямителя, первыи выходнои вывод кон 20 торого соединен с первым выходным выводом преобразователя, второй выходной вывод — со вторым входным и вторым выходным выводами преобразователя, а каж2 дый из входных выводов — через конденсатор с соответствующим выходным выводом инвертора (2).

В данном преобразователе нагрузка и источник литания имеют один объединенный вывод. Выходное напряжение преобразователя имеет повышенные пульсации вследствие неидентичности падения напряжения на ключах и диодах.

Цель изобретения — повышение качества выходного напряжения.

Цель достигается тем, что в преобразователь введен регулирующий транзистор, включенный между вторым входным выводом инвертора и первым выходным выводом выпрямителя.

На чертеже показана принципиальная схема предложенного преобразователя.

Преобразователь содержит зарядные транзисторы 1 и 2, коллекторы которых соединены с первым входным выводом преобразователя. Эмиттеры зарядных транзисторов 1 и 2 подключены соответственно к положительным выводам конденсаторов 3 и 4, отрицательные выводы которых соединены соответственно с катодами разрядных

951592 з диодов 5 и 6 и анодами зарядных диодов

7 и 8. Катоды диодов 7 и 8 соединены с первым выходным выводом преобразователя, а аноды диодов 5 и 6 соединены со вторым входным и вторым выходным выводами преобразователя. Коллекторы разрядных транзисторов 9 и 10 подключены соответственно к эмиттерам транзисторов

1 и 2, а эмиттеры — к коллектору регулирующего транзистора 11. Эмиттер транзистора 11 соединен с катодами диодов 7 и 8, 10 а его база с выходом устройства управления 12. Вход устройства управления соединен с нагрузкой 13, подключенной к выходным выводам преобразователя.

Преобразователь работает следующим образом. 15

В один полупериод коммутирующего напряжения открыты ключи 1 и 10 и закрыты ключи 9 и 2. Происходит заряд конденсатора 3 через ключ 1, диод 7, нагрузку 13. Заряженный в предыдущий полупериод конденсатор 4 разряжается через ключ 10, регулирующий транзистор 11 и диод 6 на нагрузку 13.

Во второй полупериод коммутирующего напряжения открыты ключи 2 и 9, закрыты ключи Iи10,,конденсатор 4 заряжается 25 через ключ 2 диод 8 и нагрузку 13, а конденсатор 3 разряжается на нагрузку 13 через ключ 9, транзистор 11 и диод 5.

Следовательно, заряд конденсаторов 3 и 4 осуществляется через нагрузку, а их

30 разряд на нагрузку — через регулирующии элемент-транзистор 1. Если регулирующий транзистор 11 открыт полностью (при минимальном входном напряжении), то постоянная времени заряда конденсаторов

3 и 4 равна постоянной времени разря- з5 да, равной RC, где R — сопротивление нагрузки 13, а С вЂ” емкость конденсаторов

3 и 4. Поэтому напряжение на нагрузке

13 равно половине входного напряжения.

При подзакрывании транзистора 11 постоянная времени разряда становится больше 40 постоянной времени заряда конденсаторов

3 и 4, в результате напряжения на нагрузке уменьшается. В случае увеличения входного напряжения или сопротивления нагрузки 13 устройство управления 12 выдает 45 сигнал на подзакрывание транзистора 11, обеспечивая тем самым стабилизацию напряжения на нагрузке 13 с заданной точностью.

Постоянные времени заряда (разряда) конденсаторов 3 и 4 одинаковы, поэтому ток на входе преобразователя равен половине тока нагрузки. Амплитуда тока заряда и разряда конденсаторов 3 и 4 ограничена сопротивлением нагрузки, что исключает броски зарядного тока на входе конвертора и, следовательно, переменная составляющая входного тока приближается к нулю. Ограничение амплитуды зарядного и разрядного тока конденсаторов 3 и 4 до величины номинального тока нагрузки значительно уменьшает коммутационные потери в ключах 1, 2, 9 и 10, а включение регулирующего элемента только в цепь разряда конденсаторов уменьшает потери на регулирующем элементе.

Наличие одного регулиющего транзистора 11 исключает пульсации выходного напряжения, обусловленные неидентичностью плеч преобразователя. При пробое любого из транзисторов 1, 2, 9 и 10 транзистор

11 закрывается и защищает нагрузку от перенапряжений.

Формула изобретения

Стабилизированный понижающий преобразователь постоянного напряжения, содержащий четыре управляемых ключа, соединенные по схеме мостового инвертора, первый входной вывод которого соединен с первым входным выводом преобразователя, и четыре диода, соединеные по схеме мостового выпрямителя, первый входной вывод которого соединен с первым выходным выводом преобразователя, второй выходной вывод — со вторым входным и вторым выходным выводами преобразователя, а каждый из входных выводов — через конденсатор соединен с соответствующим выходным выводом инвертора, отличающийся тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения в него введен регулирующий транзистор, включенный между вторым входным выводом инвертора и первым выходным выводом выпрямителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 442558, кл. Н 02 М 3/18, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 572882, кл. Н 02 М 3/18, 1975, 951592

Редактор А. Дол и ни ч

Заказ 5715/70

Составитель В. Моин

Техред А. Бойкас Корректор В. Бутяга

Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4