Регулирующий элемент импульсного стабилизатора

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования во вторичных источниках электропитания с импульсным регулированием; Цель изобретения - повышение КПД и надежности. Регулирующий элемент представляет собой силовой ключ на основе токового трансформатора с вспомогательными цепями. Цель достигается введением четвертого и пятого диодов 21 и 22, четвертого транзистора 19, второго трансформатора 15 с токовой обмоткой 16, управляющей обмоткой 17. Повышение КПД регулирующего элемента достигается путем уменьшения его мощности потребления на управление и уменьшения коммутационных потерь в регулирующем транзисторе 3 при его выключении . Повышение надежности достигается тем, что запирающий ток регулирующего транзистора 3 возрастает пропорционально его току коллектора. Запирающий ток плавно возрастает во времени . Это обеспечивает первоочередное запирание коллекторного перехода, а затем уже эмиттерного перехода регулирующего транзистора 3, что особенно актуально при использовании в качестве регулирующего транзистора 3 высоковольтных транзисторов . 3 ил. N Ё

СОЮЗ СОВЕ ТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л Н 02 M 3/335

ГОСУДАР СТ В Е ННЫ И КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4713525/07 (22) 03.07.89 (46) 30.11.91. Бюл. ¹ 44 (71) Научно-производственное объединение

"Агат" (72) В.П. Борисов (53) 621.316.722.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1378985, кл. Н 02 M 3/335, 1984, Авторское свидетельство СССР

hk 1335954, кл. G 05 F 1/56, 1985, (54) РЕГУЛИРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ ИМПУЛЬСНОГО СТАБИЛИЗАТОРА (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования во вторичных источниках электропитания с импульсным регулированием:.Цель изобретения — повышение КПД и надежности.

Регулирующий элемент представляет собой силовой ключ на основе токового трансформатора с вспомогательными цепями, Цель. Ж „1695466 А1 достигается введением четвертого и пятого диодов 21 и 22, четвертого транзистора 19, второго трансформатора 15 с токовой обмоткой 16, управляющей обмоткой 17. Повышение КПД регулирующего элемента достигается путем уменьшения его мощности потребления на управление и уменьшения коммутационных потерь в регулирующем транзисторе 3 при его выключении. Повышение надежности достигается тем, что запирающий ток регулирующего транзистора 3 возрастает пропорционально его току коллектора. 3апирающий ток плавно возрастает во времени. Это обеспечивает первоочередное запирание коллекторного перехода, а затем уже эмиттерного перехода регулирующего 3 транзистора 3, что особенно актуально при использовании в качестве регулирующего транзистора 3 высоковольтных транзисторов. 3 ил.

1695466

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования во вторичных источниках электропитания с импульсным регулированием, Целью данного изобретения является повышение КПД.и надежности, На фиг. 1 приведена схема регулирующего элемента импульсного стабилизатора; на фиг. 2 — вариант выполнения блока формирования управляюших сигналов на управляющих выводах устройства; на фиг. 3— диаграммы, поясняющие работу регулирующего элемента.

Регулирующий элемент импульсного стабилизатора (фиг, 1) содержит первый трансформатор 1 тока с базовой обмоткой

2, подключенной к управляющему входу регулирующего транзистора 3, токовой обмоткой 4, включенной последовательно с регулирующим транзистором 3 и управляющей обмоткой 5, первый вывод которой через первый диод 6 соединен с коллектором первого транзистора 7, эмиттером, подключенного к общей шине, а базой — к первому управляющему выводу 8, второй выход управляющей обмотки 5 соединен через конденсатор 9 с общей шиной, первый вывод управляющей обмотки 5 через последовательно соединенные второй диод 10 и резистор 11 соединен с коллектором второго транзистора 12, эмиттер которого подключен к выводу 13 для подключения источника

13 питания, а база — к коллектору третьего транзистора 14, база которого подключена к общей шине, а эмиттер — к первому управляющему выводу, второй трансформатор 15 тока, токовая обмотка 16 которого включена последовательно с регулирующим транзистором 3, первый крайний вывод управляющей обмотки 17 трансформатора 15 через третий диод 18 подключен к общей шине, средний вывод управляющей обмотки 17 подключен к конденсатору 9, а второй крайний вывод — к коллектору четвертого транзистора 19, эмиттер которо о подключен к общей шине, а база — к второму управляющему входному выводу 20, между базой и эмиттером четвертого транзистора 19 включен четвертый диод 21, первый вывод управляющей обмотки 5 первого трансформатора

1 тока через пятый диод 22 подключен к общей шине. Схема устройства может содержать смещаюшие резистора 23 и 24.

Управляющие сигналы, подаваемые на управляющие входы 8 и 20, могут быть сформированы при помощи схемы на фиг. 2, Схема содержит инвертор 25, на вход 26 которого подается управляющее прямоугольное напряжение, инвертор 27, ограничительные резисторы 28-30 и конденсатор

31. Выходы схемы 8 и 20 должны подключаться к соответствующим управляющим входам, Регулирующий элемент работает следующим образом, При подаче на вход 26 положительного импульса (интервал времени 0- с1 на фиг, 3) через вход 8 протекает спадающий отрицательный ток, определяемый резистором 28 и конденсатором 31 (диаграмма ls на фиг. 3).

При этом через коллектор транзистора 14 и базу транзистора 12 протекает ток по форме и величине примерно равный току Is, Транзистор 12 открывается, подключая первый вывод управляющей обмотки 5 через диод

10 и резистор 11 к выводу источника 13 питания, Одновременно с этим в базу транзистора 19 втекает отпирающий ток, Транзистор 19 открыт и насыщен, конденсатор 9 разряжен через ранее включенный транзистор 7, диод 6 и обмотку 17. В результате к обмотке 5 приложено напряжение (диаграмма Us на фиг. 3), которое, трансформируясь в обмотку 2, отпирает транзистор 3 регулирующего элемента. Через регулирующий элемент и обмотки 4 и 16 начинает протекать ток (диаграмма is на фиг. 3). Транзистор

7 заперт отрицательным напряжен IBM входа 8 и поэтому, вся энергия из обмотки 4 передается в обмотку 2, удерживая регулирующий элемент в насыщенном состоянии.

Обмотка 17 закорочена через диод 18 и включенный транзистор 19, В момент времени t7 напряжение на входе 26 (20) становится равным нулю, на вход 8 поступает ток, отпирающий транзистор 7. В этот момент времени происходит запирэние транзисторов 14, 12 и 19. Ток из обмотки 16, трансформируясь в обмотку 77, через диод 18 плавно заряжает конденсатор

9 (диаграмма Ug на фиг. 3), а также протекает по цепи обмотки 5, диод 6. транзистор 7 (диаграмма Iy на фиг, 3). Величина этого тока, пропорциональная току, протекающему через регулирующий элемент, Ток обмотки 5 трансформируется в обмотку 2 (диаграмма isa на фиг, 3) и начинает интенсивно рассасывать избыточные носители из базы транзистора 3. В момент времени процесс рассасывания заканчивается, транзистор 3 запирается, ток в обмотках 4 и 16 выключается, Полярность напряжения на обмотке 17 меняется на противоположную, транзистор 19 переходит в инверсный ре- жим, обратное напряжение на его базе ограничено диодом 21. На конденсаторе 9 удерживается относительно высокое положительное напряжение„служащее для перемагничивания трансформатора 1 и удержания запирающего напряжения на ба1695466 зе транзистора 3, Запасенная энергия из обмотки 5 через диод 22 также передается в конденсатор 9 и может частично сбрасываться в источник питания через резистор

24. Резистор 23 служит для компенсации 5 влияния обратного тока коллектора транзистора 12.

К моменту времени з процесс перемагничивания трансформатора 1 заканчивается, напряжение на его обмотках спадает практи- 10 чески до нуля, конденсатор 9 разряжается через обмотку 8, диод 6 и транзистор 7.

В момент времени t4 на входах 26 (2 3} снова возникает положительный потенциал, приводящий к очередному отпиранию 15 регулирующего элемента. Все описанные процессы повторяются вновь.

Повышение КПД регулирующего элемента достигается путем уменьшения мощности потребления на управление и 20 уменьшение коммутационных потерь в регулирующем элементе при его выключении.

Повышение надежности достигается тем, что запирающий ток регулирующего элемента возрастает пропорционально его то- 25 ку коллектора. Кроме того, запирающий ток плавно нарастает во времени. Это обеспечивает первоочередное запирание коллекторного перехода, а затем уже эмиттерного перехода регулирующего элемента, что осо- 30 бенно актуально при использовании в качестве регулирующего элемента высоковольтных транзисторов.

Формула изобретения 35

Регулирующий элемент импульсного стабилизатора, содержащий первый трансформатор тока с базовой обмоткой, подкл юченной к управляющему входу регулирующего транзистора, токовой об- 40 моткой, включенной последовательно с ре- гулирующим транзистором, свободный силовой вывод которого использован в качестве входного вывода, и управляющей обмоткой, первый вывод которой через перsblA диод соединен с коллектором первого транзистора, эмиттером подключенного к общей шине, а базой — к первому управляющему выводу, второй вывод управляющей обмотки соединен через конденсатор с общей шиной, а через первый резистор — c выводом для подключения источника питания, первый вывод управляющей обмотки через последовательно соединенные второй диод и резистор соединен с коллектором второго транзистора, эмиттер которого подключен к выводу для подключения источника питания, а база — к коллектору третьего транзистора и через третий резистор — к выводу для подключения источника питания, при этом база третьего транзистора подключена к общей шине, а эмиттер — к первому управляющему выводу, и третий диод, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и надежности, в него введены четвертый и пятый диоды, четвертый транзистор и второй трансформатор тока, токовая обмотка которого включена последовательно с регулирующим транзистором, причем свободный вывод токовой обмотки второго трансформатора тока использован в качестве выходного вывода, а крайние выводы его управляющей обмотки и ее средний вь,вод соответственно через четвертый транзистор, третий диод и конденсатор соединен с общей шиной, четвертый диод подключен к управляющему входу четвертого транзистора, который соединен с введенным вторым управляющим выводом, а первый вывод управляющей обмотки первого трансформатора тока через пятый диод подключен к общей шине.

1695466

Составитель И. Кладов

Редактор Ю. Середа Техред М.Моргентал Корректор М. Максимишинец

Заказ 4171 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101