Импульсный стабилизатор напряжения

 

ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий составной регулирующий траизистор, состоящий из силового и управляющего транзис-i торов различного типа проводимости, подключенный одним выводом к входной клемме, а другим выводом к. точке соединения первых выводов диода и дросселя LCD -фильтра, причем второй вывод дросселя соединен с выходной клеммой, конденсатор, подключенный к выходной клемме и общей шине, узел управления, соединенный двумя выводами, соответственно с входной и выходной клеммами, а третьим выводом - с базовой коммутирующего транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной, резистор, включенный между базой управляющего транзистора и коллектором коммутирующего транзистора, два резистивных делителя и два кон-. денсатора, отличающийс я тем, что, с целью повышения КПД и увеличения эксплуатационной надежности, в него введены трансформатор и два диода, причем первая обмотка трансформатора включена между вторым выводом диода LCP -фильт ра и общей шиной, вторая обмотка соединена одним выводом с точкой соединения первых выводов резистивного делителя, конденсатора и эмит- . тера силового транзистора, а другим выводом - с первым введенным диодом, второй вывод которого соединен с точкой соединения вторых выводов резистивного делителя и конденсатора , а средняя точка резистивного делителя соединена с базой силового транзистора, третья обмотка трансформатора соединена одним выводом с точкой соединения первых выводов других резистивного делителя и конденсатора и эмиттера управляквдего транзистора, а другим выводом - с вторым введенным диодом, второй вывод которого соединен с точкой соединения выводов резистив .ного делителя и конденсатора, а. средняя точка резистивного делителя 00 ел D1 соединена с базой управляю1ае.го транзистора. X 4

(19) (П) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(Я) G05 F 1 56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,.:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТЙРЫТИЙ

Н АВТОРСЙОЫЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3409062/24-07 (22) 16.03.82. ;,(46) 15.08.83; Бюл. Р 30 (72) Б.Я. Ханин и В.И. Федоров (53) 621.316.722„1(088 ° 8) (56) 1. Патент США М 4017789, кл. 323-20.

2. Авторское свидетельство СССР

9 434395, кл. G05F 1/56, 1973. (54) (57) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР

НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий составной регулирующий транзистор, состоящий из силового и управлякнцего транзисторов различного типа проводимости, подключенный. одним выводом к входной клемме, а другим выводом rc, точке соединения первых выводов диода и дросселя LCD -фильтра, причем второй вывод дросселя соединен с выходной клеммой, конденсатор, подклю ченный к выходной клемме и общей шине, узел управления, соединенный двумя выводами, соответственна с входной и выходной клеммами, а третьим выводом - с базовой коммутирующего транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной, резистор, включенный между базой управляющего транзистора и коллектором коммутирующего транзистора, два резистивных делителя и два конденсатора, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения

КПД и увеличения эксплуатационной надежности, в него введены трансформатор и два диода, причем первая обмотка трансформатора включена между вторым выводом диода L(.D -фильт. ра и общей шиной, вторая обмотка соединена одним выводом с точкой соединения первых выводов резистивного делителя, конденсатора и эмит- . тера силового транзистора, а другим выводом — с первым введенным диодом, второй вывод которого соединен с точкой соединения вторых выводов резистивного делителя и конденсатора, а средняя точка резистивно- щ

Ф го делителя соединена с базой силового транзистора, третья обмотка трансформатора соединена одним выводом с точкой соединения первых выводов других резистивного делителя и конденсатора и эмиттера управ- Я лякицего транзистора, а другим выводом — с вторым введенным диодом, второй вывод которого соединен с точкой соединения выводов резистивного делителя и конденсатора, средняя точка резистивного делителя соединена с базой управляющего транзистора.

1035584

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания электроустройств.

Известен импульсный транзисторный стабилизатор напряжения, содержащий составной регулирующий транзистор, выходной 4С2 -фильтр комму тирукций транзистор, узел управления 1 .

Недостатками известного устройства являются отсутствие источника 10 запирающего напряжение в цепях базы управляющего и силового транзисторов и наличие сквозного тока через силовой транзистор в момент его открывания. 15

Наиболее близким к изобретению является импульсный стабилизатор напряжения, содЕржащий составной регулирующий транзистор, состоящий из силового и управляющего транзисторов различного типа проводимости, подключенный одним выводом к входной клемме, а другим выводом к точке соединения первых выводов диода и дросселя, причем второй вывод 25 диода соединен с общей шиной, конденсатор, одним выводом соединенный с вторым выводом дросселя и выходной клеммой, а другим выводом с обцей шиной, узел управления, соединенный двумя выводами, соответственно с входной и выходной клеммами, а третьим выводом с базой коммутирующего транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной, а коллектор через резистивный делитель с входной клеммой, причем между средней точкой реэистивного делителя и базой управляющего транзистора включен конденсатор, между базой силового транзистора и общей шиной вклю- 40 чен другой резистивный делитель, между средней точкой которого и эмиттером силового транзистора включен другой конденсатор 1 2 ), Недостатками известного устройства являются повьиаенные потери мощности, связанные с зарядом конденсаторов, обеспечивающих запнрание составного регулирующего транзистора и наличие сквозного тока через регулирующий транзистор в момент

его открывания.

Цель изобретения — повышение КПД и увеличение эксплуатационной надежности.

Указанная цель достигается тем, что в импульсный стабилизатор напряжения, содержащий составной регулирующий .транзистор,. состоящий из силового и управляющего транзисторов различного типа проводимости, 60 подключенный одним выводом к входной клемме, а другим выводом к точке соединения первых выводов диода и дрос.— селя ЬСЭ -фильтра, причем второй вывод дросселя соединен с выходной клеммой, конденсатор, подключенный к выходной клемме и общей шине, узел управления, соединенный двумя выводами, соответственно с входной и выходной клеммами,-а третьим выводомс базой коммутируюцего транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной, резистор, включенный между базой управляюцего транзистора .и коллектором коммутирующего транзистора, два резистивных делителя и два конденсатора, введены трансформатор и два диода, причем первая обмотка трансформатора включена между вторым выводом диода lCD -фильтра и общей шиной, вторая обмотка соединена одним выводом с точкой соединения первых выводов резистивного делителя, конденсатора и змиттера силового транзистора, а другим выводом — с первым введенным диодом, второй вывод которого соединен с точкой соединения вторых выводов реэистивного делителя и конденсатора, а средняя точка резистивного делителя соединена с базой силового транзистора, третья обмотка трансформатора соединена одним выводом с точкой соединения первых выводов других резистивного делителя и конденсатора и эмиттера управляющего транзистора, а другим выводом - с вторым введенным диодом, второй вывод которого соединен с точкой соединения выводов реэистивного делителя и конденсатора, а средняя точка резистивного делителя соединена с базой управляющего транзистора.

На чертеже представлена принципиальная схема импульсного стабилизатора.

Импульсный стабилизатор напряжения содержит составной регулируюций транзистор, состояций из силового транзистора 1 и управляюцего транзистора 2, -выходной LCD -фильтр 3, коммутируюций транзистор 4, узел управления 5, первый конденсатор

6, второй конденсатор 7, первый резистивный делитель 8, второй резистивный делитель 9, трансформатор с первой обмоткой 10, второй обмоткой 11, третьей обмоткой 12, первый диод 13, второй диод 14.

Схема импульсного стабилизатора, представляющего собой замкнутую систему автоматического регулирования, работает следующим образом.

Узел управления 5 осуцествляет непрерывное сравнение выходного напряжения стабилизатора с опорным, задаваемым источником опорного напряжения, и содержит дифференциальный усилитель, один вход которого подключен к источнику опорного напряжения, а второй вход - к, делителю напряжения на выходе стабилизатора, ипороговый элемент на базе триггера

1035584

ВНИИПИ Заказ 5832/49 Тираж 874 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4 Шмитта, который срабатывает в момент, когда сигнал ошибки достигает опре- деленной величины.

Точность поддержания выходного напряжения определяется напряжением срабатывания и отпускания триггера

Шмитта и коэффициентом усиления .дифференциального усилителя.

Усиление мощности импульсов, поступающих с выхода узла управления

5 осуществляется коммутирующим тран- 10 зистором 4, который управляет составным транзистором на управляющем транзисторе 2 и сйловом транзисторе 1 ., В течение времени открытого состояния составного регулирующего 15 транзистора рабочий ток (ток нагрузки) протекает от источника в::одного напряжения через дроссель ЬСЭ -фильтра.

В течение времени закрытого состо. 20 яния составного регулирующего транзистора ток нагрузки протекает от дросселя LCD -фильтра через диод

ЬС2 -фильтра.

В диоде ЬCD -фильтра накапливаются неосновные носители. В первый момент после открытия составного транзистора, в течение времени рассасывания неосновных носителей в базе диода фильтра, через транзистор проходит бросок тока, которыйможно выбором индуктивности первой обмотки трансформатора ограничить на уровне тока нагрузки.

Тем самым исключается возможность Ç5 локального перегрева коллекторных переходов управляющего и силового транзисторов.

При протекании через первую обмотку трансформатора импульса тока

1 нагрузки во второй и третьей обмотке возникают ЭДС, обеспечивающие заряд конденсаторов б и 7 соответственно. Конденсатор б заряжается от ЭДС второй обмотки 11 через диод

13, конденсатор 7 эаряжается от

ЭДС третьей обмотки 12 через диод

14. При этрм отпадает необходимость в шунтировании первой обмотки трансформатора диодом, так как величина напряжения на обмотке определяется приведенной к ней нагрузкой от второй и третьей обмотки и не превышает 2-3 В.

Таким образом, в течение времени, когда закрыт коммутирующий тран-. зистор 4, а следовательно, закрыты управляющий транзистор 2 и силовой транзистор 1, часть энергии, запасенной в дросселе фильтра 3 через трансформатор с обмотками 10, 11 и 12 и диоды 13 и 14 поступают на заряд конденсаторов б и 7. Тем самым обеспечивается протекание запирающего тока от конденсатора б через первый резистивный делитель 8, а от конденсатора 7 запирающего тока через второй резистивный делитель 9.

Требуемая величина запирающего .тока определяется коэффициентом трансформации транзистора и номиналами резисторов резистивных делителей.

Таким образом, включение трансформатора в цепь диода ьСЗ -фильтра и входные цепи силового и управляющего транзисторов позволяет снизить потери мощности на запирание регулирующего транзистора и ограничить импульс тока через регулирующий транзистор в момент его открытия, что увеличивает КПД устройства и его эксплуатационную надежность.