Импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик («>920673 (61) Дополнительное к авт. свид-ву

1 (22) Заявлено 030780 (21) 2951196/24-07 (51} М. Кл. с присоединением заявки Мо

G 05 F 1/58

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53}УДК 621 ° 316... .722 ° 1 (088.8) Опубликовано 150482 Бюллетень М9 14

Дата опубликовання описания 15.04.82

Г: (72) Автор изобретения

В.В.Кулагин!

3 .:- ! !

Ф

4 — i (71) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЫИ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания радиотехнических устройств при повышенных требованиях к надежности, экономичности и габаритам. Известны импульсные стабилизаторы напряжения с резервированными регулирующим транзистором (11 и C2) °

Оцнако такие стабилизаторы имеют,. пониженный КПД иэ-эа последовательного включения в силовую цепь двух регулирующих транзисторов и увеличенные габариты иэ-за необходимости применения большого количества мощных транзисторов, поскольку для резервирования одного регулирующего транзистора необходимо применение трех дополнительных.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, которое содержит первый регулирующий транзистор, включенный последовательно с дросселем фильтра, который через первый диод, включенный в прямом направлении, .соединен с выходной клеммой, комму" тирующий диод, включенный между общей точкой первого регулирующего транзистора с дросселем фильтра и

Общей шиной, выходной конденсатор, второй регулирующий транзистор, включенный между точкой соединения дросселя фильтра с первым диодом и общей шиной, блок управления, вход которого соединен с выходными клеммами (3).

Недостатком известного устройства является низкая надежность, поскольку при выходе из строя одного из регулирующих транзисторов, являющихся наиболее нагруженными по мощности элементами стабилизатора, последний теряет работоспособность.

l5 Целью изобретения является повышение надежности стабилизатора напряжения при минимальном ухудшении его энергетических и габаритных характеристик.

Укаэанная цель достигается тем, что в импульсном стабилизаторе напряжения постоянного тока первая входная клемма через два введенных последовательно соединенных предохра25 нителя подключена к первому регулирующему транзистору, введенная дополнительная входная клемма через введенный второй диод, включенный в прямом направлении, соединена с

30 общей точкой первого регулирующего

920673 т;,:..-1 вист.ора, дросселя фильтра и комм;. ирующего диода, перная вторичная обмогка введенного выходного трансформатора блока управления подключена к управляющему входу первого р гулирующего транзистора, переход эмиттер-база второго peryлирующе-о транзистора соединен с выходом введенного запирающего выпрямителя, вход которого подключен к отводам второй вторичной обмотки 10 указанного трансформатора„ первый конец второй обмотки соединен с баЗой второго регулирующего транзистора, а между вторым. концом и эмиттером того же транзистора включен введенный мостовой выпрямитель диагональю переменного тока, в диагo валь постоянного тока этого выпрямителя включен введенный третий транзистор, база которого соединена че- 20 рез первый введенный резистор с катодом введенного маломощного тиристора,анод маломощного тиристора подключен к выходному выводу, а управляющий электрод соединен с анодом через введенную последовательную цепочку из стабилитрона и второго резистора, к точке соедиНения предохранителей подключен анод введенного силового тиристора, катод которого соединен с общей шиной, зо а управляющий электрод — с базой третьего транзистора, к выходным клеммам подключен вход введенного блока контроля выходного напряжения, выход которого подключен к базе 35 третьего транзистора.

На чертеже представлена функциональная схема импульсного стабилизатора напряжения постоянного тока.

Импульсный стабилизатор напряже- 4Q ния постоянного тока содержит первый 1 и второй 2 регулирующие транзисторы, LCP фильтр, включающий н себя дроссель фильтра 3, ныходной конденсатор 4, коммутирующий параллельный диод 5 и первый диод 6, блок управления 7 с выходным трансформатором 8, запирающий выпрямитель на диодах 9 и 10, огра..ичительный резистор 11, мостовой выпрямитель 12 с третьим транзистором 13 и диагонали постоянного тока.

База транзистора 13 соединена с катодом маломощного тиристора 14 через первый резистор 15. Анод этого тиристора подключен к выходной клемме стабилизатора, а между анодом и управляющим электродом включена. последовательная цепочка из стабилитрона 1б и в-орого резистора 17. 60

База третьего транзистора 13 соединена также с управляющим электродом мощного тиристора 18. Анод этого тиристора поДключен к общей точке предохранителей 19 и 20, причем предохранитель 19 соединен с входной клеммой, а предохранитель 20 соединен с коллектором первого регулирующего транзистора 1. Эмиттер перного регулирующего транзистора 1 соединен с дополнительной входной клеммой через второй диод 21, К выходу стабилизатора подключен блок контроля 22 за понижением найряжения, выход которого подключен к базе транзистора 13. В безанарийном режигле стабилизатор работает как обычный импульсный стабилизатор напряжения с последовательным регулирующим транзистором, в качестне котороro используется первый транзистор 1

Второй транзистор 2 заперт напряжением, снимаемым с запирающего выпрямителя на диодах 9 и 10, и не окаэынает влияния на работу устройства.

Стабилитрон 15 выбирается с такой величиной напряжения стабилизации, что при нормальной величине выходного напряжения стабилизатора он не проводит, маломощный тиристор 14 ныключен и третий транзистор 13 закрыт. При выходе из строя первого регулирующего транзистора 1 с коротким замыканием цепи эмиттеркорректор напряжение на выходе стабилизатора в начальный момент времени увеличивается, стабилитрон 15 пробивается и включает маломощный тиристор 14, обеспечивая открытое состояние третьего транзистора 13 и включение мощного тиристора 17.

Включение тиристора 17 приводит к форсированному перегоранию плавкой вставки предохранителя 19 и отключению коллектора неисправного первого регулирующего транзистора 1 от входной клеммы. Предохранитель 20 осуществляет отключение анода включенно го тиристора 17 от дополнительной входной клеммы. Второй регулирующий транзистор 2 начинает коммутироваться схемой управления 7, стабилизатор переходит на режим работы с параллельным регулирующим транзистором при питании от дополнительной входной клеммы через второй диод 21 и выходное напряжение стабилизатора возвращается к нормальной величине.

Второй диод 21 препятствует замыканию первой входной клеммы на дополнительную входную клемму при отпирании транзистора 1.

При выходе из строя первого регулирующего транзистора 1 с разрывом цепи эмиттер-коллектор, в начальный момент времени выходное напряжение стабилизатора уменьшается, вызывая срабатывание блока контроля 22 за понижением напряжения, напряжение положительной полярности с-. выхода блока контроля подается на базу третьего транзистора 13 и открывает его. Второй регулирующий

920673 транзистор 2 начинает коммутиронаться схемой управления 7 и стабилизатор напряжения переходит на режим работы с параллельным регулирующим транзистором при питании дополнительной входной клеммы. Выходное напряжение стабилизатора возвращается к нормальной величине.

Технико-экономическая эффектив-. ность предлагаемого стабилизатора заключается н повышенной надежности по сравнению с известным за счет резервирования регулирующего трайзистора, и улучшения энергетических и несо-габаритных характеристик по сравнению с известными стабилизатора ми с резервированным регулирующим транзистором. Улучшение энергетических характеристик достигается за счет устранения потерь мощности в резервном регулирующем транзисторе при безотказной работе основного регулирующего транзистора. Улучшение несо-габаритных характеристик достигается за счет уменьшения общей неличины рассеиваемой в стабилизаторе мощности и,сокращения количества мощных транзисторов.

Формула изобретения

Импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий первый регулирующий транзистор, включенный последовательно с дросселем фильтра, который через первый диод, включенный в прямом направлении, соединен с выходной клеммой, коммутирующий диод, включенный между общей точкой первого регулирующего транзистора с дросселем фильтра и общей шиной, выходной конденсатор, второй регулирующий транзистор, включенный между точкой соединения дросселя фильтра с первым диодом и общей шиной, блок управления, вход которого соединен с выходными клеммами, отличающийся тем, чтФ, с целью повышения надежности, первая входная клемма через дна введенную последовательно соединенных предохранителя подключена к пер-. ному регулирующему транзистору, денная дополнительно входная клемма через введенный нтороР диод, включенный в прямом направлении, соединена с обшей точкой перного регулирующего транзистора, дросселя фильтра и коммутирующего диода, первая вторичная обмотка введенного выходного трансформатора блока управления подключена к управляющему входу первого регулирующего транзистора, переход эмиттер-база второго регулирующего транзистора соединен с выходом введенного запирающего выпрямителя, вход которого подключен к отводам второй вторичной обмотки ука15 занного трансформатора, первый конец второй обмотки соединен с базой второго регулирующего транзистора, а между вторым концом и эмиттером того же транзистора включен введенный

Щ мостовой выпрямитель диагональю переменного тока, в диагональ постоянного тока этого выпрямителя включен введенный третий транзистор, база которого соединена через первый вве 5 денный резистор с катодом введенного

4 маломощного тиристора, анод маломощного тиристора подключен к выходному выводу, а управляющий электрод соединен с анодом через введенных пос30 ледовательную цепочку иэ стабилитрона и нторого резистора, к точке соединения предохранителей подключен анод введенного силового тиристора, катод которого соединен с общей шиной, а управляющий электрод — c базой третьего транзистора, к выходным клеммам подключен вход нведенного блока контроля выходного напряжения, выход которого подключен к базе третьего транзистора.

40 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Проблемы миниатюризации и унификации ВИП РЭА, Сб. (материалы семинара), И., 1979, с. 134-140.

4 2. Китаев B.E. и Левинзоп С.В.

Электрическая защита полупроводниковых источников питания. M., Связь, 1977, с. 116 — 117.

3. Авторское свидетельство СССР

9 452816 . G 05 F 1/56, 1973.

920673

Составитель Е.Финогенов

Редактор М.Товтин Техред Т. Маточка Корректор М.Демчик

Эаказ 2341/54 Тираж 908 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по-делам изобретений и открытий

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

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