Импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик 1>978123 (6!) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.06.81 (2!) 3307504/24-07 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Р1 М К з

С 05 Г 1/56

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

РЗ) УДК 621. 316. . 722 . 1 (088. 8) Опубликовано 30.11.82. Бюллетень ¹ 44

Дата опубликования описания 30.11.82 (72) Автор изобретения

В.А.Завалко

1 б !

I тно- .

Всесоюзный научно-исследовательский про конструкторский и технологический инсти электровозостроения (7! ) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО

ТОКА

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника питания радиоэлектронной аппаратуры и устройств автоматики.

Известен импульсный стабилизатор напряжения, содержащий регулирующий транзистор, эмиттер которого подключен к источнику входного напряжения, h коллектор — к входу DLC-фильтра, управляющий транзистор, коллектор которого подключен к базе регулирующего транзистора, усилительный транзистор, эмиттер которого подключен к источнику опорного напряжения, а база — к делителю выходного напряжения 1 ).

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий регулирующий элемент, коллектор силового транзистора которого соединен с плюсовой вводной клеммой, а эмиттерс первым выводом эмиттерного резистора и катодом диода DLC-фильтра, выход которого соединен с выходными клеммами, базовый резистор, соединенный первым выводрм с базой силового транзистора регулирующего элемента, а вторым — с вторым выводом эмиттерного резистора и с дросселем DLC-сглажи вающего фильтра, усилитель постоянного тока с схемой сравнения, вход которого соединен с выходными клеммами, узел управления — регулирующим элементом, вход которого соединен с выходом усилителя постоянного тока, а выход— с базой силового транзистора регу.лирующего элемента $ 2g.

Недостатком указанных стабилизаторов является то, что при уменьшении входного напряжения до величины меныаего напряжения стабилизации происходит срыв ключевого режима работы силового транзистора, который при этом переходит в состояние насыщения. При этих условиях в случае подключения на выход импульсного стабилизатора нагрузки, имеющей отрицательное входное сопротивление, например импульсного стабилизатора напряжения, в колебательном контуре, образованном элементами DLC-сглажи25 вающего фильтра, возбуждаются колебания. Параметрй этих колебаний определяются параметрами DLC — сглаживающего фильтра и величиной отрицательного сопротивления нагрузки и могут достигать значительных величин, 978123 способных вывести из строя элементы импульсного стабилизатора напряжения и нагрузки, тем самым снижает надежность импульсного стабилизатора напряжения.

Цель изобретения, — повышение устойчивости импульсного стабилизатора напряжения и его надежности при работе на наГрузку с отрицательным входным сопротивлением.. ..1

Поставленная цель достигается тем, О что в импульсном стабилизаторе напряжения постоянного тока,, содержащем включенные последовательно в одну из силовых шин составной регулирующий элемент на двух транзисто- 15 рах, первый резистор и дроссель DLCфильтра, второй резистор, одним выводом подключенный к общей точке первого резистора и дросселя DLCфильтра,. а другим выводом к базе силового транзистора регулирующего элемента, усилительно-сравнивающий блок с делителем выходного напряженйя, подключенным..к выходным выво-. дам стабилизатора, узел управления, 25 входом подключенный к выходу усилительно-сравнивающего блока, а выходом — к управляющемувходу регулирующего элемента, делитель напряжения выполнен с изменяемым коэффициен->О том передачи напряжения и включает в себя транзистор, диод, два конденсатора и пять резисторов, причем последовательная цепочка из третьего резистора, коллекторно-эмиттерного перехода транзистора и четвертого резистора подключена к выходным выводам стабилизатора, общая точка третьего резистора и коллектора транзистора подключена к одному из входов усилительно-сравнивающего блока, пятый резистор первым выводом подключен к общей точке первого резистора и дросселя DLC-фильтра, а вторым выводом — к первому выводу первого конденсатора, второй вывод кото- 45 рого подключен к аноду диода и первому выводу шестого резистора, катод диода подключен к первым выводам второго конденсатора и седьмого резистора, и к базе транзистора, 50 вторые- выводы шестого резистора, вто рого конденсатора и седьмого резистора объединены и подключены к вывЬду четвертого резистора, подключеному к выходному выводу стабили- . 55 атора.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого импульсного стабилизатора.

Стабилизатор содержит регулирую- бО щий элемент 1, вход которого соединен с выходом узла..2 управления, коммутирующий диод 3, катод которого соединен с эмиттером силового транзистора 4 и первым резистором 5, 65 второй резистор б, соединенный одним. выводом с базой силового транзистора

4, а вторым выводом с вторым выводом первого резистора 5 и дросселем 7

DLC-фильтра 8, делитель 9 напряжения с изменяемым коэффициентом передачи напряжения, соединенный первым входом с выходом DLC-фильтра 8, вторым входом — с общей точкой резисторов 5 и б и дросселя 7, а выходом— с входом усилительно-сравнивающего блока 10 нагрузки 11, подключенную к выходным клеммам- импульсного стаби лизатора.

Делитель 9 напряжения содержит последовательную цепочку из третьего резистора 12,коллекторно-эмиттерного перехода транзистора 13 и четвертого резистора 14, подключенную к выходным выводам стабилизатора, общая точка третьего резистора 12 и коллектора транзистора 13 подключена к одному из входов усилительно-сравнивающего блока 10, пятый резистор

15 первым выводом подключен к общей точке первого резистора 5 и дросселя

7 DLC-фильтра, а вторым выводом — к первому выводупервого конденсатора

1б, второй вывод которого подключен к аноду диода 17 и первому выводу шестого резистора 18, катод диода подключен к первым выводам второго конденсатора 19 и седьмого резистора 20, и к базе транзистора 13, вторые выводы шестого резистора 18, второго конденсатора 19 и седьмого резистора 20 объединены и подключены к.выводу четвертого резистора 14, подключенному к выходному выводу ста-. билизатора.

Устройство работает следующим образом.

При наличии импульсного режима работы регулирующего элемента 1 на втором входе делителя 9 напряжения имеются колебания. напряжения определенной частоты с амплитудой, равной входному напряжению стабилизатора. Эти колебания через резистор

15, конденсатор 16 и диод 17 поступают на базу транзистора 13, цоддерживая его в состоянии насыщения., В этом случае коэффициент передачи напряжения делителя определяется значениями сопротивлений резисторов

12 и 14.

Часть выходного напряжения стабилизатора, снимаемая с делителя напряжения поступает на усилительносравнивающий блок 10, который в соответствии с величиной этого напряжения управляет работой узла 2 управления. При уменьшении входного напряжения стабилизатора уменьшается и амплитуда импульсов, подаваемых на второй вход делителя 9 напряжения. В результате транзистор 13

978123 выходит из режима насыщения и коэффициент передачи напряжения делителя увеличивается. При дальнейшем уменьшении входного напряжения коэффициент передачи делителя напряжения увеличивается до величины близкой к "1".

Таким образом, после того,как транзистор 13 делителя напряжения выходит из режима насыщения при уменьшении входного напряжения стабилизатора напряжения, входное напряжение усилительно-сравнивающего блока 10 под держивается постоянным и тем самым посредством узла 2 управления поддерживается импульсный режим работы регулирующего элемента. 15

Технико-экономический эффект от использования предлагаемого изобретения заключается в повышении надежности работы импульсного стабили затора напряжения и нагрузки, имеющей 20 отрицательное входное сопротивление.

Это достигается путем введения в импульсный стабилизатор делителя на- . пряжения с измененным коэффициентом передачи напряжения, что приводит к повышению устойчивости работы импульсного стабилизатора, и исключает возможность возбуждения выходного РЬС -фильтра при входных напряжениях меньших напряжения стабилизации. Повышение устойчивости импульсного стабилизатора при указанных выше условиях устраняет возникновение на его выходе колебаний напряжения, способных вывести из строя элементы. электрической схемы им35 пульсного стабилизатора и нагрузки.

Формула изобретения

Импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий . включенные последовательно в одну.из силовых шин составной регулирующий элемент на двух транзисторах, пер- .. 45 вый резистор и дроссель DLC-фильтра, второй резистор, одним выводом подключенный к общей точке первого резистора и дросселя DLC-фильтра, а другим выводом к базе силового тран зистора регулирующего элемента, усилительно-сравнивающий блок с делителем выходного напряжения, подключенным к выходным выводам стабилизатора, узел управления, входом подключенный к выходу усилительносравнивающего блока, а выходом — к управляющему входу регулирующего элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости и надежности при работе на нагрузку с отрицательным входным сопротивлением, делитель напряжения выполнен с изменяемым коэффициентом передачи напряжения и включает в себя транзистор, диод, два конденсатора и пять резисторов, причем последовательная цепочка из третьего резистора, коллекторно-эмиттерного перехода транзистора и четвертого резистора подключена к выходным выводам стабилизатора, об щая точка третьего резистора и кол лектора транзистора подключена к одному из входов усилительно-сравнивающего блока, пятый резистор первым выводом .подключен к общей точке, первого резистора и дросселя DLCфильтра, а вторым выводом - к первому выводу первого конденсатора, второй вывод которого подключен к аноду диода и первому выводу шестого резистора, катод диода подключен к первым выводам второго конденсатора и седьмого резистора, и к базе транзистора, вторые выводы шестого резистора, второго конденсатора и седьмого резистора объединены и подключены к выводу четвертого резистора, подключенному к выходному .выводу стабилизатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 626434, кл. С 05 Р 1/58, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

638939, кл. G 05 F 1/56, 1977..

978123

Составитель О.Мещерякова

Техред Т.Маточка Корректор М.Коста

Редактор Ю.Середа

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

Заказ 9217/63 Тираж 914 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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