Импульсно-непрерывный стабилизатор постоянного напряжения

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 12.И!.1971 (№ 1679343/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 10.XII.1973. Бюллетень № 47

Дата опубликования описания 9.1V.1974

М. Кл. G 05f 1, 56

1 ощдаротееинъ11 комитет

Совета Министров СССР ео делам иэаоретений и открытий

УДК 621 316 722 1 (0< 8 8) Автор изобретения

Ф. И. Ал екса ндров

Заявитель

ИМПУЛЬСНО-НЕПРЕРЬ|ВНЬ1Й СТАоИЛИЗАТОР

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Предлагаемое изобретение относится к источникам питания постоянного тока, преимущественно для электронной аппаратуры.

Известны импульсно-непрерывные стабилизаторы постоянного напряжения, которые содержат источник импульсного напряжения, например тиристорный выпрямитель или источник постоянного напряжения с коммутирующим ключом, соединенный последовательно с дроссельно-емкостным фильтром, на выходе которого включена нагрузка, а также регулирующий силовой транзистор и управляющий им двухканальный транзисторный усилитель, подключенные к обмотке дросселя через выпрямительные диоды.

Особенность таких стабилизаторов состоит в том, что в них реализован принцип импульсно-непрерывного регулирования, причем непрерывное регулирование линейной части стабилизатора, осуществляемое в переходном процессе, существенно улучшает динамическую точность стабилизации. В то же время введение непрерывного регулирования в переходных процессах не увеличивает габариты стабилизации и не уменьшает его к.п.д. в целом.

Известные стабилизаторы с импульсно-непрерывным регулированием характеризуются недостаточной точностью динамической стабилизации при малых возмущениях, так как зоны статического и динамического регулирования в них разделены. Непрерывное регулирование имеется только в том случае, если

5 суммарная ошибка на выходе стабилизатора превышает максимально возможную статическую ошибку.

Кроме того, схемы таких стабилизаторов сложны (наличие специальной обмотки в

10 дросселе для гальванической развязки цепей, большое количество полупроводниковых приборов, взаимосвязь цепей обратной связи импульсного и непрерывного регуляторов).

Цель изобретения — повышение динамичс15 ской точности, стабилизации и упрощение схемы стабилизатора.

Это достигается тем, что силовой транзистор подключен параллельно силовой обмотке дросселя через мостовой выпрямитель, 20 а каждый канал двухканального усилителя, подключенный к базе силового транзистора, составлен не менее чем из двух транзисторов противоположной проводимости, соединенных в различной последовательности, причем вхо25 ды каналов соединены встречно-параллельно и подключены с одной стороны к общему полюсу силовой обмотки дросселя и одной из выходных клемм, а с другой стороны через конденсатор — к другой выходной клемме.

408292

3 Ю

На чертеже изображена принципиальная схема предложенного импульсно-непрерывного стабилизатора.

Стабилизатор содержит источник импульсного напряжения 1, соединенный последовательно с дросселем 2 и конденсатором 3 фильтра, на выходе которого подключен нагрузочный резистор 4, регулирующий силовой транзистор 5 и управляющий им двухканальный усилитель на транзисторах 6 — 9. Регулирующий транзистор 5 подключен параллельно силовой обмотке дросселя 2 через мостовой выпрямитель 10, а каждый канал двухканального усилителя, подключенный к базе силового транзистора 5, составлен не менее чем из двух транзисторов (6, 8 и 7, 9) противоположной проводимости, соединенных в различной последовательности, Входы каналов (входы транзисторов 8 и 9 противоположной проводимости) соединены встречнопараллельно и подключены с одной стороны к общему полюсу силовой обмотки дросселя

2 и нагрузочного резистора 4, а с другой стороны через конденсатор 11 — к другому полюсу резистора 4.

Принцип действия предложенного стабилизатора состоит в следующем.

Предположим, что амплитуда установившейся пульсации стабилизатора такова, что она меньше порога чувствительности транзистора 8 и 9 двухканального усилителя. Тогда все транзисторы (5 — 9) непрерывного регулятора заперты и стабилизатор работает только как импульсный.

При появлении на выходе стабилизатора динамической ошибки, которая, как правило, в импульсных стабилизаторах является знакопеременной, поочередно (в зависимости от знака этой ошибки) усиливают каналы на транзисторах 6, 8 и 7, 9. Через диоды 12 и 13 эти каналы питаются соответственно положительной и отрицательной полуволнами напряжения на обмотке дросселя 2, поэтому в случае положительной ошибки (ЛУ)0) работает только канал на транзисторах 7 и 9 в тех временных интервалах, когда напряжение на резисторе 4 больше мгновенного напряжения на входе фильтра (U„)E), а в случае отрицательной ошибки (ЛУ„(0) работает другой канал (транзисторы 6, 8) в интервалах времени, когда Е)И. В первом случае через мостовой выпрямитель 10 отводится в цепь транзистора 5 часть ампер-витков дросселя 2, а во втором случае через тот же выпрямитель 10 в обход дросселя 2 подводится ток от источника импульсного напряжения 1 к резистору 4. Это способствует существенному уменьшению динамической ошибки стабилизатора, в особенности если импульсный стабилизатор релейного типа или имеется быстродействующий модулятор с широкими пределами регулирования скважности. B последнем случае динамические характеристики импульсно-непрерывного стабилизатора не отличаются от характеристик непрерывного стабилизатора. Энергетические характеристики импульсно-непрерывных стабилизаторов столь же высоки, как и у дискретных стабилизаторов.

Достоинством предложенной схемы является то, что непрерывная часть регулятора может быть выполнена автономной. Она может подключаться к любому LC-фильтру импульсного стабилизированного или нестабилизированного источника питания, придавая ему устойчивость и улучшая существенно его динамические параметры, особенно при нагрузке импульсного характера.

Предмет изобретения

Импульсно-непрерывный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий источник импульсного напряжения, соединенный последовательно с дроссельно-емкостным фильтром, а также регулирующий силовой транзистор и упр авляющий им двухканальный транзисторный усилитель, подключенные к обмотке дросселя через выпрямительные диоды, отличающийся тем, что, с целью повышения динамической точности, стабилизации и упрощения схемы, упомянутый силовой транзистор подключен параллельно силовой обмотке дросселя через мостовой выпрямитель, а каждый канал двухканального усилителя, подключенный к базе силового транзистора, составлен не менее чем из двух транзисторов противоположной проводимости, соединенных в различной последовательности, причем входы каналов соединены встречнопараллельно и подключены с одной стороны к общему полюсу силовой обмотки дросселя и одной из выходных клемм, а с другой стороны через конденсатор — к другой выходной клемме.

408292

Редактор Т. Загребельная

Заказ 840/8 Изд. Мз 319 Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель В. Новиков

Техред Л, Богданова

Корректоры: А. Николаева и Л. Корогод