Источник питания постоянного тока

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕПЬСТВУ (»)892432 (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 230480 (21) 2913851/24-07 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет—

Опубликовано 23,12.81. Бюллетень М 47

Р1 К„з

G 05 F 1/56

Государственный комитет

СССР

flo делам изобретений н открытий (53) УДК 621.316. . 722. 1 (088.8) Дата опубликования описания 2 3.12.81 (72) Автор изобретения

В.Н. Конина (7! ) Заявитель

БИБЛ» (54) ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике и радиотехнике, в частности ко вторичным источникам питания и может быть использовано для питания различных радиотехнических устройств, а также средств автоматики и вычислительной техники.

Известны источники питания постоянного тока, представляющие собой регуляторы ключевого типа, выполненные на основе одноемкостного транзисторного мультивибратора, отличающиеся простотой схемы.В регуляторах этого типа осуществляется частотноимпульсная модуляция (1) и (2).

Однако иэ-за изменяющейся частоты коммутации невозможно выбрать оптимальные параметры входного и выходного фильтров, что ведет к увеличению массы и габаритов. Кроме того, при использовании таких регуляторов в источниках питания, выполненных по структурной схеме регулятор-преобразователь напряжения, частоты коммутации ключевых элементов регулятора и преобразователя не синхронизированы, что нежелательно иэ-за возможности возникновения биений.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является источник питания постоянного тока, который содержит последовательный ключевой стабилизатор напряжения, выполненный на базе одноемкостного мультивибратора, вход которого соединен с входной клеммой, преобразователь напряжения постоянного тока, включающий в себя выходной трансформатор, вторичная обмотка которого через выпрямитель со сглаживающим фильтром подключена к выходным клеммам, переключающие транзисторы, подключенные к крайним выводам первичной обмотки выходного трансформатора, средний вывод которой соединен с выходом стабилизатора напряжения, а точка соединения переключающих транзисторов - с общей шиной, задающий генератор, подключенный выходами

20 к базам переключающих транзисторов (3).

Недостатком этого источника является то, что частота коммутации ключевого регулятора стабилизатора напряжения меняется при изменении входного напряжения и не синхронизирована с частотой коммутации пере,ключающих транзисторов, преобразователя, что ведет к увеличению массы и габаритов источника питания

8924 32 из-за невозможности оптимизации входного и выходного фильтров клк>чевого регулятора. Кроме того, возможно возникновение биений.

Цель изобретения — уменьшение массы и габаритов при устранении возможности возникновения биений.

Поставленная цель достигается тем, что в источник питания постоянного тока введена цепь, состоящая из последовательно соединенных резистора и конденсатора, при этом резистор соединен с базой управляющего транзистора стабилизатора напряжения, а конденсатор — с точкой соединения вывода переключающего транзистора и обмотки выходного трансформатора.

На фиг. 1 представлена схема конкретного выполнения источника питания постоянного тока;на фиг.2 осциллограммы напряжений в характерных точках схемы.

Источник питания постоянного тока содержит последовательный ключевой стабилизатор 1 напряжения, с выхода которого напряжение подается на преобразователь 2 напряжения.

Стабилизатор напряжения содержит регулирующий транзистор 3, переход база-эмиттер которого шунтируется управляющим транзистором 4, базовый резистор 5, соединенный с базой регулирующего транзистора, цепь связи транзисторов мультивибратора, состоящую из резистора б и конденсатора 7 и подключенную резистором к базе управляющего транзистора и к усилителю обратной связи на транзисторе 8, соединенному с источником 9 опорного напряжения и измерителем 10 сигнала рассогласования, выходной DLC-фильтр, состоящий иэ индуктивности 11, конденсатора 12, коммутирующего диода

13, и входной фильтр 14. Преобразователь напряжения выполнен по двухтактной схеме на выходном трансформаторе 15 и переключающих транзисторах 16 и 17, управляемых от задающего генератора 18. Напряжение вторичной обмотки трансформатора выпрямляется и фильтруется с помощью выпрямителя с фильтром 19. Вновь введена цепь из резистора 20 и конденсатора

21, постоянная времени которой примерно на порядок больше постоянной времени цепи, состоящей иэ конденсатора 7 и резистора 6.

При отсутствии вновь введенной

R&цепи при подаче питающего напряжения в стабилизаторе напряжения возникает режим автоколебаний, несинхронизированных с частотой коммутации переключающих транзисторов преобразователя.

При введении RC-цепи устройство работает следующим образом.

При подаче питающего напряжения на вход стабилизатора напряжения

55 бО

65 через пасыщеннын pplулпрующий транзистор 3 начинает заряжаться конденсатор 12 фильтра, напряжение подается на вход Ilpeoáðàçîâàòåëÿ 2, и переключающие транзисторы 16 и 17 начинают периодически замыкаться и размыкаться под воздействием задающего генератора 18. При замкнутом переключающем транзисторе 16 происходит заряд конденсатора 21, при разомкнутом — разряд, при этом постоянная времени цепи резистор ?О конденсатор 21 такова, что напряжение на конденсаторе изменяется с небольшой амплутудой, оставаясь примерно равным входному напряжению.

В момент размыкания переключающего транзистора 16 потенциал базы управляющего транзистора 4 относительно общего вывода увеличивается, так как увеличивается потенциал коллектора переключающего транзистора

16, при этом напряжение база-эмиттер транзистора 4 оказывается запирающим, вследствие чего транзистор

4 выключается, а транзистор 3 включается. С этого момента конденсатор

21 и конденсатор 7 начинают разряжаться через транзистор 8 усилителя обратной связи, соответственно начинает уменьшаться запирающее напряжение транзистора 4. После замыкания переключающего транзистора 16 конденсатор 7 продолжает разряжаться через транзистор 8, при этом частично ток его разряда идет на заряд конденсатора 21, вследствие чего изменяется скорость уменьшения напряжения база-эмиттер транзистора 4.

Когда конденсатор 7 разрядится, включается управляющий транзистор 4, а регулирующий транзистор 3 выключается, конденсатор 7 заряжается через переход база-эмиттер транзистора 4, одновременно через этот же переход происходит заряд конденсатора 21, чем подцерживается во включенном состоянии транзистор 4. следующее размыкание переключающего транзистора 16 вызывает повторение описанного процесса. Таким образом, включение регулирующего транзистора 3 происходит, синхронно с размыканием переключающего транзистора 16.

Время нахождения регулирующего транзистора на включенном состоянии определяется сопротивлением транзистора

8 усилителя обратной связи и, следовательно, величиной сигнала рассогласования, поэтому при условии постоянной частоты коммутации преобразователя регулятор работает по методу широтно-ипульсной модуляции, при этом схема его отличается простотой.

Работа стабилизатора напряжения с постоянной частотой позволяет выбрать оптимальные элементы фильтров как входного,так и выходного ключевого

892432 регулятора и тем самым уменьшить его массу и габариты. Синхронизация частот коммутации ключевого транзистора стабилизатора напряжения и преобразователя исключает возможность возникновения биений.

Формула изобретения

Источник питания постоянного тока, содержащий последовательный ключевой стабилизатор напряжения, выполненный на базе одноемкостного мультивибратора, вход которого соединен с входной клеммой, преобразователь напряжения постоянного тока, включающий в себя выходной трансформатор, вторичная обмотка которого через выпрямитель со сглаживающим фильтром подключена к выходным клеммам, переключающие транзисторы, подключенные к крайним выводам первичной обмотки выходного трансформатора, средний вывод которой соединен с выходом стабилизатора напряжения, а точка соединения переключа ющих транзисторов — с общей шиной, задающий генератор, подключенный выходами к. базам переключающих транзисторов, отличающийся тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов при устранении возможности биений, в него введена цепь из последовательно соединенных резистора и конденсатора, при этом резистор соединен с базой управляющего транзистора стабилизатора напряжения, а конденсатор — с точкой соединения переключающего транзистора и первичной обмотки выходного трансформатора.

15 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Электронная техника в автоматике. Вып. 1. M., Советское радио, 1969, с. 197, рис. 1.

20 2. Авторское свидетельство СССР

9 525208, кл. G 05 F 1/56, 13.05.74.

3 . Полупроводниковые приборы в технике электросвязи. Вып. 10. М., Связь, 1972, с. 210, рис. 5.

892432

Hanpw eeue а нонденгаторе Я/

Напряжение à реэигторе РО

Ж?лрежелив юа иоядемгачоре 7

Фиг.2

Редактор И. Юрковецкий

Тираж 943 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 11257/71

Филиал IIIIII Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Щырэжючие га лере, чои ом ем тракюигторе д

//алреже и е

4 уа- эбитт фУ

mpa wcmopu Ф б/алрюычие номеллюр-эмиtrump тавюието,АУ, Составитель E. Финогенов

Техред И. Гайду Корректор В. сутяга