Низковольтный импульсный стабилизатор постоянного напряжения

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДВТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцналнстниескнх

Республик ()648964 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.03. 76 (21) 2361576/24-07

Z (51) М. Кл (05 Г 1/56 с присоединением заявки №

Государственный нонхтет

СССР оо делам нэобретенни н отнрмтнй (23) Приоритет—

Опубликовано25.02.79.Б1оллетеиь № 7

Дата опубликования описания 28.02.79 (53) УДК 621.316..72? 1 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. М. Литвин и A. И. Курихнн (71) Заявитель (54) НИЗКОВОЛЬТНЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР

ПОСТОЯННОЮ НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение предназначено дпя использования в устройствах попупроводниковой промышпенной автоматики различного назначения, в частности в бпоках питания с резервированием попупроводниковых логических элементов серии

"Логика-Т" и интегральных схем в схемах дискретных систем, которые в сипу осуществляемых функций выполнены таким образом, что не допускают даже кратковременного перерыва в питании.

Известен низковольтный стабипизатор напряжения с поспедоватепьным регулирующим элементом на составном транзисторе с однокаскадным усилитепем ошибки. Ппя получения опорного напряжения используется кремниевый стабипитрон, питающийся от вспомогательного вьптрямитепя с фильтром, включенного на выход дополнительной обмотки силового трансформатора. Питание усилителя ошибки осуществляется от другого вспомогательного выпрямителя с фильтром (11.

Однако такой стабилизатор имеет низкий КП0, так как регулирующий элемент работает в режиме непрерывного регулирования, и низкий коэффициент стабилизации, так как питание усилите«

5 пя ошибки осуществляется нестабипизированным напряжением.

Наибопее близким по технической сущности к предлагаемому является

10 низковольтный импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержаший включенные последовательно между выводами дпя подключения к питающему источнику и выводами дпя подключения

15 нагрузки регулирующий транзистор и

L CO-фильтр, усилитель сигнала ошибки, выполненный на транзисторе, эмиттер которого подключен к обшей шине, а база соединена с выходом резистив20 ного делителя напряжения, через стабипитрон подсоединенного к выводам дпя подключения нагрузки, шунтированным балластным блоком (2).

648964

Педостатком этого стабилизатора является то, что применение такой схемы в режиме резерва также требует трех изолированных источников, кроме того на выход стабилизатора включен балластный резистор, обеспечивающий устойчивую работу стабилизатора при малых токах нагрузки, что резко снижает КП5 стабилизатора.

Целью изобретения является повы- 1 шение KHG стабилизации и упрощение его схемы.

Это достигается тем, что в предложенном низковольтном импульсном стабилизаторе постоянного напряжения, содержащем включенные последовательно между выводами для подключения к питаюшему источнику и выводами для подключения нагрузки регулирующий транзистор и 1,С)3- фильтр, усилитель сигнала ошибки, выполненный на транзисторе, эмиттер которого подключен к обшей шине, а база соединена с выходом реэистивного делителя напряжения, через стабилитрон подсоединенного к выводам для подключения нагрузки, шунтированным балластным блоком, балластный блок выполнен в виде двухтактного транзисторного преобразователя посто30 янного напряжения в постоянное, выходной трансформатор которого снабжен двумя вторичными обмотками. Причем каждая из обмоток подключена к соответствующему однополупериодному вы прямителю с фильтром, выход первого .из выпрямителей с фильтром через резистор включен между стабилитроном и обшей шиной, а выход второго выпрямителя с фильтром через парамет4 рический с абилизируюший блок подключен к цепи питания усилителя сигнала ошибки.

На чертеже показана принципиальная схема предложенного низковольтного импульсного стабилизатора.

Илюсовая шина источника соединена с катодом диода 1 фильтра, через резистор 2 - с хронируюшим конденсатором 3, эмиттером транзистора 4 усилителя ошибки, конденсатором 5 выходкого фильтра, эмиттером транзисторов 6 и 7 балластного блока, через резистор8со средней точкой базовой обмотки трансформатора балластного блока, анодом стабилитрона 9 и конденсатором филера 10 эталона, выводом вторичной обмотки 11 трансформатора балластного блока, второй вывод который через анод-катод выпрямительного диода 12 и резистор 13 соединен с катодом стабилитрона 9. В точку соединения выпрямительного диода 12 и резистора 13 подключен положительным полюсом конденсатор фильтра 10.

Минусовая шина источника соединена с коллекторами регулируюшего транзистора 14 и транзистора 15 схемы управления. Эмиттер транзистора 14 соединен с анодом диода 1 фильтра и с выводом основной обмотки 16 дросселя фильтра 17, подсоединенной дру-. гим выводом к хронируюшему конденсатору 3 и к катоду стабилитрона 18, который через последовательно включенные резисторы 19, 20, 21 резистивного делителя связан с катодом стабилитрона 9 и с конденсатором 22. Одна обкладка последнего подключена к вторичной обмотке 23, а другая — к средней точке последовательно соединенных выпрямительного диода 24 и балластно» го резистора 25, другой вывод которого подключен к аноду стабилитрона 18 и к одному из выводов резистора 26, другой вывод которого подключен к коллектору транзистора 4 и базе транзистора 15. Эмиттер транзистора 15 соединен с выводом дополнительной обмотки 27 дросселя фильтра 17, другой вывод которой подключен к базе регулирующего транзистора 14. База транзистора 4 соединена с резистором 20.

Стабилизатор работает следуюшим образом.

При подаче напряжения на вход стабилизатора через переход эмитгер-коллектор регулирующего транзистора 14 и обмотку 16 дросселя фильтра 17 течет ток нагрузки. В обмотке 27 дросселя фильтра 17 также течет ток нагрузки, при этом в обмотке 27 дросселя фильтра наводится ЭДС которая вызывает ток по цепи: обмотка 27 дросселя фильтра, конденсатор 3, эмиттерный переход транзистора 14, обмотка 27 дросселя фильтра. В результате конденсатор 3 заряжается, поддерживая транзистор 14 в открытом состоянии, на входе стабилизатора появляется на-. пряжение. Запускают статический преобразователь напряжения, и на вторичных обмотках его трансформатора появляется переменное напряжение прямоугольной формы. С обмотки 23 переменное напряжение выпрямляется диодом 24, сглаживается конденсатором 22, ста648964 билизируется переметрическим стабплизирую дим блоком, включаюшим балластный резистор 25 и стабилитрон 18, и, складываясь с напряжением выхода импулы:ного стабилизатора, поступает че- 5 рез резистор 26 на коллектор транзистора усилителя ошибки 4, обеспечивая его питание. Со вторичной обмотки 11 трансформатора переменное напряжение выпрямляется диодом 12, сглаживает- 10 ся конденсатором 1О и подается на стабилитрон 9.

На вход усилителя ошибки транзистора 4 поступает напряжение с резистивного делителя схемы сравнения, определяя состояние транзистора 4, который в свою очередь определяет состояние транзистора 15 и величину сопротивления перехода эмиттер-коллектор этого транзистора.

По мере заряда конденсатора 3 ток базы транзистора 14 уменьшается, и при определенной его величине транзистор 14 переходит в режим отсечки, при этом ЭДС дополнительной обмотки 27 дросселя фильтра 17 изменяет знак, вследствие чего с обмотки 27 дросселя на базу транзистора 14 поступает положительное смешение, которое надежно его закрывает. Напряжение на выходе

30 стабилизатора поддерживается неизменным за счет энергии выходного 1 CQфильтра импульсного стабилизатора, состояшего из конденсатора 5, дросселя фильтра 17 и диода 1.

Под действием ЗДС обмотки 27 дросселя фильтра 17 происходит перезаряд конденсатора 3 и, когда величина положительного смешения на базе тран40 зистора 14 становится равной нулю, он лавинообразно переходит в открытое состояние, далее весь цикл повторяется.

Скважность и среднее значение напряжения на выходе стабилизатора определяются величиной сопротивления перехода эмиттер-коллектор транзистора 15, работаюшего в линейном режиме.

При повышении напряжения на выходе стабилизатора увеличивается сигнал ошибки, который усиливается транзистором 4 и, поступая на вход транзистора 15, прикрывает его. Это способству ет увеличению сопротивления его перехода эмиттер-коллектор, уменьшению времени заряда конденсатора 3, а следовательно, и времени открытого состояния транзистора 14. В результате напряжение на выходе импульсного стабилизатора снижается до установленного.

При понижении напряжения на выходе стабилизатора величина ошибки рассогласования уменьшается, транзистор 15 приоткрывается, что уменьшает сопротивление перехода его эмиттер-коллектор и увеличивает время заряда конденсатора 3 и время открьггого состояния транзистора 14, напряжение на выходе стабилизатора увеличивается до установленного. Таким образом осушествляется стабилизация напряжения на вы ходе стабилизатора.

Формула изобретения

Низковольтный импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержаший включенные последовательно между выводами для подключения к питаюшему- источнику и выводами для подключения нагрузки регулируюший транзистор и LCD фильтр, усилитель сигнала ошибки, выполненный на транзисторе, эмиттер которого подключен к общей шине, а база соединена с выходом резистивного делителя напряжения, через стабилитрон подсоединенного к выводам для подключения нагрузки, шунтированным балластным блоком, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения КПД и упрошения схемы стабилизатора, балластный блок выполнен в виде двухтактного транзисторного преобразова геля постоянного напряжения в постоянное, выходной трансформатор которого снабжен двумя вторичными обмотками, причем каждая из обмоток подключена к соответствуюшему однополупериодному выпрямителю с фильтром, выход первого из упомянутых выпрямигелей с фильтром через резистор включен между упомянутым стабилитроном и обшей шиной, а выход второго выпрямителя с фильтром через параметрический стабилизируюший блок подключен к цепи питания усилителя сигнала ошибки.

Источники идформации, принятые во внимание при экспертизе

1. Карпов В, И. Полупроводниковые компенсационные стабилизаторы напряжения и тока . М., 1967, с. 96.

2 Очраслевой каталог Блоки питания для элементов серии Логика-Т, - Информэлектро, 1975.

Составитель С. Горбачева

Редактор E. Кравцова Техред Ю. Пиймет Корректор Il. Мельниченко

Заказ 557/45

Тираж 1014 Подпис ное

ЦНИ ИПИ Госуударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПГ!П Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,. 4