Стабилизатор напряжения постоянного тока

 

СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий двухтактный управляемый статический преобразователь напряжения автогенераторного типа с переключающими-регулирующими транзисторами, управляющим транзистором в базовых цепях, трансформатором с базовой, коллекторной и выход-ной обмотками, выходной выпрямитель с фильтром, соединенный входом с выходной обмоткой Трансформатора и выходом - с выходной клеммой,-а через делитель цепи обратной связи - с входом усилителя сигнала рассогласования , второй вход которого соединен с выходом источника эталонного напряжения , отличающийсл тем, что, с целью повышения коэффициента полезного действия стабилизатора и уменьшения пульсаций, вносимых стабилизатором в цепь первичного источника электроэнергии, введены первый и второй транзисторы, причем база первого транзистора через резистор соединена с выходом усилителя-сигнала рассогласования , эмиттер через соответствующие резисторы подключен к базе управляющего транзистора преобразова-; теля и к положительной шине питания, коллектор первого транзистора через (Л резистор соединен с базой второго транзистора, эмиттер которого через резистор подключен к отрицательной шине питания, а коллектор соединен с эмиттерами переключающих-регулирующих транзисторов.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (l9) SU (11(4(51) С 05. F 1/64

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3408863/24-07 (22) 18.03.82 (46) 07.02.85. Бюл. Ф 5 (72) А.А. Сибилев, А.Ф. Белов и Т.А. Перевезенцева (53) 621.316.722.1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

520577, кл. G 05 F 1/64, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

N - 351205, кл. G 05 F 1/64, 1971. (54)(57) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий двухтактный управляемый статический преобразователь напряжения автогенераторного типа с переключающими-регулирующими транзисторами, управляющим транзистором в базовых цепях, трансформатором с базовой, коллекторной и выходной обмотками, выходной выпрямитель с фильтром, соединенный входом с выходной обмоткой трансформатора и выходом — с выходной клеммой,.а через делитель цепи обратной связи — с входом усилителя сигнала рассогласования, второй вход которого соединен с выходом источника эталонного напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента полезного действия стабилизатора и уменьшения пульсаций, вносимых стабилизатором в цепь первичного источника электроэнергии, введены первый и второй транзисторы, причем база первого транзистора через резистор соеди нена с выходом усилителя. сигнала рассогласования, эмиттер через соответствующие резисторы подключен к базе управляющего транзистора преобразователя и к положительной шине питания, коллектор первого транзистора через резистор соединен с базой второго. транзистора, эмиттер которого через резистор подключен к отрицательной шине питания, а коллектор соединен с эмиттерами переключающих-регулиру.ющих тра lçèñòîðoâ.

1069557

Изобретение относится к электротехнике и может применяться в устройствах электропитания детекторов ионизирующего излучения и фотоэлект-" ронных умножителей. 5

Известен стабилизатор постоянного напряжения, содержащий последовательный регулирующий транзистор с токозадающим элементом в цепи базы, двухтактный преобразователь напряже- !О ния с трансформатором с базовой, коллекторной и выходной обмотками, выходной выпрямитель, источник эталонного напряжения, схему сравнения, токозадающий резистор, конденсатор !5 фильтра (11 .

Недостатками указанного стабилизатора являются несимметричность плеч преобразователя напряжения и импульсное потребление, вызывающие значительные пульсации в цепи первичного источника электроэнергии, неудовлетворительный коэффициент пос лезного действия, обусловленный до- 25 полнительными потерями в сердечнике трансформатора,. вызванными его подмагничиванием при коммутации несимметричных токов.

Наиболее близким к изобретению является стабилизатор постоянного напряжения тока, содержащий двухтактный управляемый статический преобразователь напряжения автогенераторного типа с переключающими-регули-З5 рующими транзисторами, управляющими транзистором в базовых цепях, выходной выпрямитель с фильтром, источник эталонного напряжения, усилитель сигнала рассогласования, делитель в цепи обратной связи, трансформатор с базовой, коллекторной выходной обмотками и дополнительной обмоткой со средней точкой, включенной через двухполупериодный диодный выпрямитель на резистор, подсоединенный между базой управляющего транзистора и средней точкой резистивного делителя на входе преобразователя (2), Основными недостатками известного стабилизатора являются несимметричность плеч преобразователя напряжения и импульсное потребление, вызывающие значительные пульсации в цепи первичного источника электроэнергии потери в сердечнике трансформатора, снижающие коэффициент полезного действия стабипизатора.

Цель изобретения — повышение коэффициента полезного действия стабилизатора и уменьшение пульсаций, вносимых стабилизатором в цепь первичного источника электроэнергии.

Указанная цель достигается тем, что в стабилизатор постоянного напряжения, содержащий двухтактный управляемый статический преобразователь напряжения автогенераторного типа с переключающими-регулирующими транзисторами, управляющим транзистором в базовых цепях, трансформатором с базовой, коллекторной и выходной обмотками, выходной выпрямитель с фильтром, соединенный входом с выходной обмоткой трансформатора и выходом — с выходной клеммой устройства и через делитель цепи обратной связи — с входом усилителя сигнала рассогласования, второй вход которого соединен с выходом источника эталонного напряжения, введены первый и второй транзисторы. причем база первого транзистора через резистор соединена с выходом усилителя сигнала рассогласования, эмиттер через соответствующие резисторы подключен к базе управляющего транзистора преобразователя и к положительной шине питания, коллектор первого транзистора через резистор соединен с базой второго транзистора, эмиттер которого через резистор подключен к отрицательной шине питания, а коллектор соединен с эмиттерами переключающихрегулирующих транзисторов.

Принципиальная электрическая схема стабилизатора напряжения постоянного тока представлена на чертеже.

Выходная обмотка трансформатора 2 преобразователя напряжения соединена с выходным выпрямителем 3 с фильтром, подключенным к отрицательной шине питания 4, Один из выходов выпрямителя 3 соединен с выходной клеммой 5, а другой через делитель 6 цепи обратной связи — с одним из входов усилителя 7 сигнала рассогласования, второй вход которого подключен к выходу источника: 8 эталонного напряжения. Усилитель 7 и источник 8 подключены к отрицательной шине питания 4. В свою очередь, источник 8 соединен с положительной ,шиной питания 9, а усилитель 7 с положительной шиной питания 10.

Выход .усилителя 7 через резистор 11

1069557

ВНИИПИ Заказ 306/1

Тираж 863 Подиисное

Филиал ППП "Патеит", г.Ужгород, ул.Проектнаа, 4 соединен о базой первого транзистора 12, эмиттер которого через резистор 13 соединен с положительной шиной питания 10; а через резистор

14 — .с базой управляющего транзисто— ра 15 преобразователя напряжения.

Эмиттер транзистора 15 через резистор 16 подключен к положительной шине питания 10, а коллектор его через резистор 17 соединен со средней точ- !О кой .базовой обмотки 18 трансформатора 2, другие концы которой соединены с базами переключающих-регулирующих транзисторов 19 и "0 преобразователя напряжения. Коллекторы транзисторов

19 и 20 соединены с соответствующими концами коллекторной обмотки 21 трансформатора 2, средняя точка которой подключена к положительной шине питания 10. Коллектор первого тран- 20 зистора 12 через резистор 22 соединен с базой второго транзистора 23, эмиттер которого через резистор 24 подключен к отрицательной шине питания„ а коллектор соединен с эмитте- 25 рами переключающих-регулирующих транзисторов 19 и 20. Конденсагор 25, шунтирующий коллекторную обмотку, и конденсатор 26, включенный между объединенными эмиттерами транэисто- щ ров 19, 20 и концом коллекторной обмотки, служат для повышения устойчивости работы устройства и предотвращения возникновения генерации на высоких частотах, но также, как и режимные резисторы 11, 13, 14, 16, 17, 22, 24, не являются обязательными для достижения поставленной цели.

Стабилизатор постоянного напря- 4р жения работает следующим образом.

При включении первичного питания в преобразователе напряжения, выполненном на транзисторах 19 и 20 и трансформаторе 2, возникают периоди- 41 ческие автоколебания, форма напряжения которых имеет вид трапеции или усеченной синусоиды. Напряжение выходной обмотки 1 выпрямителя фильтруется выпрямителем 3 и поступает на выход 5 устройства. Выходное напряжение или его часть с выпрямителя 3 поступает также на делитель 6 цепи обратной связи, а с его выхода— на один из входов усилителя 7. На второй вход усилителя 7 поступает эталонное напряжение с источника 8.

В усилителе 7 происходит сравнение эталонного и части выходного напряжений, выделяемая разность этих напряжений усиливается и поступает на базу первого транзистора 12. При постоянном напряжении эталонного источника 8 транзистор 12 формирует в своих эмиттерной и коллекторной цепях токи, пропорциональные величинам выходного напряжения и тока нагрузки. С эмиттера транзистора 12 ток поступает на базу управляющего транзистора 15. При изменении выходного напряжения, вызванном воздействием дестабилизирующих факторов, напряжение на базе и ток в коллекторной и эмиттерной цепях первого транзистора 12 изменяются пропорционально выходной мощности. При этом изменяется ток базы управляющего транзистора 15. Это изменяет его проводимость и проводимость транзисторов 19 и 20.

В результате этого происходит перераспределение напряжения между коллекторной обмоткой 21 и эмиттерколлекторными переходами переключающих-регулирующих транзисторов 19 и 20, и за счет применения в устройстве отрицательной обратной связи восстанавливается первоначальное значение выходного напряжения с погрешностью, определяемой суммарным коэффициентом усиления в цепи обратной связи.

Ток в коллекторной цепи первого транзистора 12 поддерживает постоянным ток в базовой и коллекторной це- пях второго транзистора 23. Таким образом, второй транзистор 23, являясь генератором тока, обеспечивает переключение транзисторами 19 и 20 постоянного тока, пропорционального ,выходной мощности даже при сохранении несимметрии плеч преобразователя напряжения. Коммутация стабильного постоянного тока исключает появление тока подмагничивания трансформатора, что повышает КПД устройства, а.также устраняет пульсации, вносимые в цепь первичного источника электроэнергии.