Импульсный стабилизатор напряжения

 

(71) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике, а именно к вторичным источникам питания, и может быть использовано в системах питания устройств автоматики и вычислительной техники.

Известен импульсный стабилизатор

5 постоянного напряжения > СФдержаший 3, — фильтр, включенный между входными

; и выходными выводами последовательно с регулирующим транзистором, базо-емиттер- а ный переход которого через первый реэис- i тор подключен к дополнительной обмотке дросселя указанного филь à, источник опорного напряжения и однофазный мостовой выпрямитель, диагональ постоянного тока которого соединена с пороговьм элементом, при этом параллельно диоду упомянутого фильтра включена цепь, состоящая из соединенных последовательно источника опорного напряжении, 2о второго резистора и конденсатора, один выход которого подключен к выходу укаэанного диода, а другой через диагональ.переменного тока указанного выпря2 мителя и третий резистор подключен к выводу дополнительной обмотки дросселя, соединенному с первым резистором $l.$, Недостатками этого стабилизатора являются низкий КП,П и наличие больших отпирающих и запирающих токов через базо эмиттерный переход регулирующего транзистора, что снижает надежность устройства.

Известен также импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий включенные последовательно в выходную шину регулирующий составной элемент, состоящий из регулйрующего и согласуюшего транзисторов, и интегрирующий дроссель, параллельно выводам для подключения нагрузки подсоединен фильтруюший конденсатор и вход измерительного элемента, выход которого подключен к входу модулятора длительнос|и, включенному между базой согласующего граааастора и общей шиной, причем гочка соединения базы согласующего транзистора и модулятора длительности через после989547 довательно соединенные резисторы подключена к входному выводу, а точка соединения указанных резисторов подключена к точке соединения базы регулирующего и эмиттера согласующего транзисторов, блокирующий диод, а также параллельно соединенные накопительный дроссель и последовательно соединенные выпрямительный диод в прямом включении и конден» сатор, включенный последовательно с >6 упомянутым блокирующим диодом между точкой соединения регулирующего транзистора с интегрирующим дросселем и общей шиной, причем точка соединения выпрямительного диода и конденсатора 35 фильтра подключена к коллектору согласукацего транзистора 1 2 .

Однако данный стабилизатор характеризуется недостаточно высоким КПД.

Наиболее близким к предлагаемому 20 является ключевой стабилизатор постоянного напряжения, содержащий включенные в одну из силовых шин регулирующий транзистор, управляющий .транзис тор, базой подключенный к выходу узла срав- 25 пения, а эмиттером — к эмиттеру регулирующего транзистора, подключенного к входным выводам стабилизатора, D l,C, фильтр, дроссель которого имеет дополнительную обмотку, один вывод которой 3© подключен к первой цепи из последовательно соединенных диода и первого резистора, а второй — к второй цепи со вторым резистором, во вторую цепь введен второй диод, включенный последовательно со вторым резистором, причем первая цепь вторым концом соединена с выходным выводом стабилизатора и с эмиттером

per улирукяцего транзистора, а вторая цепь вторым концом через вновь введен-. щ ный третий диод подключена к базе регулирукяцего транзистора и непосредственно к коллектору управляющего транзистора 3).

Недостатком данного стабилизатора,ц является низкий КПД„Это обысняется независимостью тока базы регулирукяцего транзистора от тока коллектора и от величины входного напряжения питания.

Бель изобретения — повышение KIM импульсного стабилизатора.

Поставленная цепь достигается тем, что в импульсном стабилизаторе напряжение, содержащем регулирующий элемент, С-фильтр, дроссель которого име= ат дополнительную обмотку, подключенную первым выводом и управликнцему входу регулирующего элемента через балластный резистор, а вторым выводом связанную с одним из входных выводов, узел сравнения, входом подключенный к выходным выводам стабилизатора, а выходом— к базе управляющего транзистора, @;— цепь, диод и резистор, эмиттер управляющего транзистора через резистор соединен с выходом балластного резистора и управляющим входом регулирующего элемента, а коллектор управляющего транзистора через диод подключен к другому выводу балластного резистора, второй вывод дополнительной обмотки подключен к входному выводу непосредственно, Дсцепь включена параллельно входным выводам стабилизатора, а точка соединения резистора и конденсатора упомянутой цепи подсоединена к базе управляющего транзистора.

На чертеже представлена функциональная схема стабилизатора.

Стабилизатор содержит регулирующий элемент 1, Д С-фильтр, на дросселе

2, диод 3 и конденсатор 4, причем дроссель 2 имеет дополнительную обмотку

5, управляющий транзистор 6, эмиттер которого через резистор 7 соединен с выводом балластного резистора 8, а коллектор через диод 9 подключен к другому выводу балластного резистора

8. Резистор 10 и конденсатор 11 образуют Я С-цепь, подключенную параллельно входным выходам, а точку их сое динения подключена к базе унравляющего транзистора 6, узел сравнения 12, вы- ход которого соединен с базой управляюmего транзистора 6. Дополнительная обмотка 5 через балластный резистор 8 подключена к управляющему входу регулирующего элемента 1 н к отрицательному полюсу источника питания.

Устройство работает следующим образом.

B установившемся режиме с дополнительной обмоткой 5:дросселя 2 на баэо эмиттерный переход р н улируюшего транзистора L поступает переменное напряжение. Одну часть периода на базу транзистора 1 через параллельные ветви, состоящие из резистора 8 и диода 9, транзистора б, резистора 7 пеступает положительное напряжение с обмотки 6. Транзистор l насыщается и начинается процесс нарастания тока от источника входного напряжения через дроссель 2. Одновременно увеличивается напряжение на конденсаторе 11 .и следовательно, растет ток через резистор 7. Так как базовый ток

5 9895 транзистора 1 равен сумме токов через резисторы 7 и 8, то и общий базовый ток транзистора 1 растет, следовательно, ток базы не сразу принимает значение, необходимое для работы транзиатора 1 S с максимально заданными токами, à растет одновременно с ростом коллекторного тока 1. Значит в предлагаемой схеме по сравнению с известными для управле : кия необходима меньшая мощность. Другую часть периода с обмотки 5 дросселя

2 подается отрицательное напряжение на базу транзистора: 1. Транжтстор 3. запирается, энергия, запасенная .в дросселе

2, отделяется в нагрузку, а конденсатор

- 11 через резисторы 7 и 8 разряжается до исходного уровня, Положительный эффект предлагаемого устройства по сравнению с прототипом заключается в повышении КПЙ на 5-1.5% в зависимости от мощности нагрузки.

По сравнению с базовым объектом, за который принят вторичный источник; питания разработки предприятия (4), преп мущества предлагаемого стабилизатора

2$ заключаются в повышении КПД с 0 75 до 0,8 и в уменьшении веса устройства приблизительно ка 15%.

Формула изобретения

Импульсный стабилизатор напряжения, содержащий регулирутащий элемент, Ql,Ñ— фильтр, дроссель которого имеет дополни-

47 4 тельную обмотку, подключенную первым выводом к управляющему входу регулирующего элемента через балластный резистор, а вторым -выводом связанную с одням из входкых выводов, узел сравнекия, входом подключенный к выходным выводам стабилизатора, а выходом — к базе управлтцоптего транзистора, RC-цепь, диод и резистор о тлич аюш ийс я тем, что, с целью повышения КПП с табилизатора, эмиттер управлятовтеготранзистора через резистор соединен с выводом балластного резистора и уйравляюющим Входом рех улирутощего элемента, а коллектор управляющего транзистора через диод подключен к другому выводу балластного резистора, второй вывод дополнительной обмотки подключен к входному выводу непосредственно, RC-цеттв включена параллельно входным выводам стабилизатора, а точка соединения резистора и конденсатора упомянутой пени подсоединена к базе управлямяцего транзистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свцдететп,ство СССР

N 568045, кл. G05F 1/56, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

Ny 663534., кл. QO5F 1/56, 1977.

3. Авторское свидетельство СССР

Ny 683.424, «л . GO5F 1 56, 1978, 4. Информапионный листок ВИМИ

Ит 80-В 52, сер. ИЛТ 9-22-17 (% Я 60284}.

989547

Составитель О. Мещерякова

Редактор М, Петрова . Техред К. Мыиьо Корректор Г, Огар

Заказ 3.3. t30/68 Тираж 872 Подписное

6НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

3 33035 Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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