Ключевой стабилизатор напряжения

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 130278(21) 2578206/24-07 с присоединением заявки 89 (23) Приоритет

Опубликовано 1501.80. Бюллетень 1 1о 2

Дата опубликования описания 1801.80

<»>710035 (51)М. Кл.

G 05 F 1/58

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. З16. .722,1 {088.8) (72) Авторы

Г.В.Даниленко, И.И.Дикарев, В.Ф.Кавинцов и Г.И.Шишкин (71) Заявитель (54) КЛКИЕВОЙ. СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано во вторичных источниках питания радиоэлектронной аппаратуры.

Известен ключевой стабилизатор напряжения, содержащий ключевой и коммутирующий транзисторы, 1ДС-фильтр, источник опорного напряжения, усилитель обратной связи и триггер (1), Указанный стабилизатор имеет.следующие недостатки, область применения стабилизатора ограничена необходимостью дополнительного изолированного источника питания, !

Схема триггера, включенная на входе стабилизатора, вызывает уменьшение КПД при увеличении напряжения питания.

При включении питания возможна 20 установка триггера в состояние, запрещающее запуск стабилизатора. Для надежного запуска необходимо введение дополнительной пусковой цепи.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является ключевой стабилизатор напряжения с последовательным регулирующим транзистором, содержащий ЬДС=фильтр, источник опорного напряжения, управляющий и коммутирующий транзисторы, коллекторами подключенные к базе регулирующего транзистора, усилитель обратной связи, выходом подключенный .к базе управляющего транзистора, и диод (2! .

В указанном стабилизаторе при открытом ключевом транзисторе напряжение конденсатора времяэадающей

РС-цепи, равное напряжению питания, прикладывается к переходу база-эмиттер управляющего транзистора в обратной полярности, что вызывает его обратимый пробой и, следовательно, повьааает вероятность отказа стабилизатора, Увеличение задержки в закрывании регулирующего транзистора относительно момента срабатывания усилителя обратной связи иэ-за инерционности времяэадающей %С-цепи при увеличении напряжения питания приводит к увеличению выходного напряжения стабилизатора, Увеличение тока бгэы регулирующего и управляющего транзисторов сверх необходимых величин при увеличении напряжения питания вызывает ухудшение КПД стабилизатора.

Для стабилизатора необходимо наличие пусковой цепи.

710035

При работе стабилизатора в большом диапазоне напряжений питания эти недостатки имеют существенное значение.

Целью настоящего изобретения является повышение КПД стабилизатора.

Поставленная цель достигается тем, что в ключевом стабилизаторе напряжения с последовательным регулирующим транзистором, содержащем ДС-фильтр, источник опорного нпряжения управ/ 1О лякщий и коммутирующий транзисторы, коллекторами подключенные к базе регулируюцего транзистора, усилитель обратной связи, выходом подключенный . к базе управляющего транзистора, и диод, вход ДС-фильтра через катоданод диода подключен к базе коммутируюцего транзистора, эмиттер и база которого подключены к общей силовой шине через вновь введенные соответственно первый резистор и стабилитрон, а входной вывод стабилизатора через вновь введенный второй резистор соединен с базой коммутирующего транзистора.

Схема ключевого стабилизатора напряжения представлена на чертеже.

Эмиттер управляющего транзистора

1 непосредственно и эмиттер регулирующего транзистора 2 через резистор

3 соединены с входной клеммой. База транзистора 2 соединена с коллектором транзистора 1 и коммутируюцего транзистора 4, База транзистора 1 соединена с анодом диода 5, с коллектором транзистора 6 усилителя об- З5 ратной связи. Катод диода 5 соединен с эмиттером транзистора 2. Эмиттер транзистора 4 через резистор 7 соедиНен с общей шиной. База транзистора

4 соединена через дополнительный резистор 8 с входной клеммой, а также с анодом диода 9 и с катодом стабилитрона 10, Катод диода 9 соединен с коллектором транзистора 2, с катодом диода 11 и через дроссель фильтра 12- с выходной клеммой. Аноды . 45 стабилитрона 10 и диода 11 соединены с общей шиной. Между выходной клеммой и общей шиной включены конденсатор 13 фильтра и на.резисторах делитель 14, .1 5, средняя точка кото- 5О рого соединена с базой транзистора 6.

Эмиттер транзистора 6 соединен с катодом опорного стабилитрона 16 и через резистор 17 — с выходной клеммой °

Анод стабилитрона 16 соединен с

55 общей шиной.

Стабилизатор напряжения работает следуюцим о бра з ом.

При поступлении напряжения пита- 60 ния на вход стабилизатора током, протекающим через резистор 8, открывается транзистор 4 и вызывает открывание транзистора 2. При изменении напряжения питания базовый ток тран- б5 эистора 2 поддерживается постоянным с помощью транзистора 4, работаюцего B режиме стабилизатора тока. Постоянное напряжение на базе транзистора 4 поддерживается стабилитроном

10. При открытом транзисторе 2 через дроссель 12 протекает линейно нарастаюций ток, который поступает в нагрузку и заряжает конденсатор 13. ,Выходное напряжение стабилизатора увеличивается. При достижении выходньм напряжением заданной величины открывается транзистор 6, вызывая открывание транзистора 1 и закрывание транзистора 2. Напряжение на коллекторе транзистора 2 скачком изменяется до величины прямого падения напряжения на диоде 11 с помощью диода 9, вызывая закрывание транзистора 4 ° При закрытом транзисторе 2 энергия, запасенная в дросселе 1 3, передается в нагрузку, ток дросселя уменьшается. При токе дросселя равном нулю, напряжение на коллекторе транзистора 2 увеличивается. При этом транзистор 4 открывается, вызывая открывание транзистора 2.

Функцию защиты от короткого замыкания нагрузки выполняют резистор 3 и диод 5. При достижении коллекторным током транзистора 2 предельно допустимой величины падение напряжения на резисторе 3 вызывает смещение в прямом направлении диода 5, открывание транзистора 1 и, следовательно, закрывание транзистора 2.

Таким образом в стабилизаторе обеспечено надежное открывание регулируюцего транзистора коммутирующим при уменьшении тока дросселя и его надежное закрывание транзистором усилителя обратной связи при достижении выходным напряжение заданной величины, а также обеспечено отсутствие пробоев перехода база-эмиттер управляющего транзистора вследствие исключения времязадающей RC-цепи, что повышает надежность функционирования стабилизатора.

Исключение времязадаюцей С-цепи повышает стабильность. выходного напряжения стабилизатора при изменении напряжения питания за счет исключения задержки в закрывании регулирующего транзистора относительно момента открывания транзистора усилителя обратной связи, Потери в стабилизаторе сведены к минимуму за счет стабилизации тока базы регулирующего транзистора и эапитки его базы только на время открытого состояния.

Формула изобретения

Ключевой стабилизатор напряжения с последовательным регулируюцим транзистором, содержащий ЬДС-фильтр, ис710035

Составитель О.Габудатов

Редактор Н.Коган Техред О.Андрейко Коррек тор Н. Стец

Заказ 8760/49 Тираж 956 Подп и сн се

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, MocKBа, >л-35, Раушская яаб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул. Проектная, 4 точник опорного напряжения, управляяций и коммутирующий транзисторы, коллекторами подключенные к базе регулирующего транзистора, усилитель обратной связи, выходом подклоченный к базе управлякщего транзистора, и диод, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, вход

ЬДС-фильтра через катод-анод. упомянутого диода подключен к базе коммутирующего транзистора, эмиттер и база которого подключены к общей силовой шине через вновь введенные соч ответственно первый реэистор и стабилитрон, а входной вывод стабиюжэатора через вновь введенный второй резистор соединен с базой kîììóòèðóêùåro транзистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Грейвер Е.С, Ключевые стабилизаторы напряжения постоянного тока, N. Связь, 1970, с. 134, рис. 6.21.

2. Авторское свидетельство

М 440658, кл. G 05 F 1/56r 1973 (прототип) .