Стабилизирующий преобразователь постоянного напряжения в постоянное

ОП ИСАИ ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТЕЛЬСТВУ

„>960776

Союз Советскик

Социалистических

- Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено .Об ° 02 ° 81(21) 3243711/24-07

{31) М. Кл.з с присоединением заявки NоG 05 F 1/64

Государственный комитет

СССР но делам нзооретеннй н открытий

Опубликовано 230982.. Бюллетень М 35 (23) Приоритет(33)УДК 621.316. .722.1(088.8) Дата опубликованйя описания 2309.82 (72) Авторы изобретения

В.П.Дьяконов и O.Â.Ñåìåíîâà л, Смоленский филиал Московского ордена, Ле и ордена Октябрьской. Революции энергети института (71) Заявитель

1 (54) СТАБИЛИЗИРУЮЩИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ. В ПОСТОЯННОЕ

Изобретение относится к электрорадиотехнике и может быть использовано в системах питания устройств радиоэлектроники, автоматики и вычислительной техники.

Известен компенсационный стабили затор постоянного напряжения с непрерывным регулированием, содержащий усилитель постоянного тока, транзисторный регулятор., выполненный по схеме эмиттерного повторителя, преобразователь постоянного напряжения в переменное, построенный на основе двухтактного выхода трансформаторного каскада на, биполярных транзисторах, возбуждаемого от задающего

Генератора и питаемого от транзисторного регулятора, источник опорного напряжения и выпрямитель с фильтром

%

Однако известный стабилизатор постоянного напряжения отличается слож. ностью конструкции и низким КПД, обусловленным большим током потребления от питающего источника.

Наиболее близким к изобрехеиию является компенсационный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий источник опорного напряжения,.выход

:которого соединен с первым входом подключенного параллельно входным вы. водам усилителя постоянного тока, к второму входу которого подсоединена точка соединения последовательновключенных резисторов, подсоединен- ных параллельно выводам для подключения нагрузки, задающий генератор, выход которого подсоединен к базам биполярных транзисторов, коллекторы которых подключенй к первичной обмотке,трансформатора усилителя мощностии а эмиттеры объединены и подключены к общей шине, крайние выводы вторичной обмотки трансформатора через выпрямительные диоды, . а средняя точка вйходной обмотки через выходной фильтр подключены к выводам рля подключения нагрузки, причем средняя точка первичной обмотки трансформатора усилителя .мощности подключена к входному выводу, а выход усилителя постоянного тока подключен к входу задающего генератора f2).

Однако вследствие ограниченных

25 частотных свойств биполярных транзисторов частота. генератора выбирается небольшой (единицы-десятки кГц),что ведет к большим габаритам траноформатора усилителя мощности и выходного

ЗО фильтра. Выходное напряжение задаю. 960776. щего генератора и усилителя мощности имеет форму прямоугольных импульсов.

Такие высоковольтные импульсы создают большие помехи, что требует тщательной экранировки блока питания. При снижении выходной мощности с единиц - 5 десятков Вт до долей Вт КНД стабилизатора резко падает иэ-за увеличения относительных потерь в трансформаторе и относительного роста тока, по.требляемого другими цепями — задаю- 10 щим генератором и схемой сравнения.

Целью изобретения является повышение частоты преобразования, уменьшение уровня импульсных помех, уменьшение габаритов и массы и увеличение 5

КПД стабилизирующего преобразователя постоянного напряжения.

Поставленная цель достигается тем.„ что в устройстве, содержащем двухтактный выходной трансформаторный каскад на транзисторах с выпрямителем и фильтром, на выходе источ1ник опорного напряжения, выход кото рого соединен с первым входом под-, ключенного параллельно входным выводам усилителя постоянного тока, к второму входу которого подсоединена . точка соединения последовательно включенных резисторов, подсоединенных параллельно выводам для подключения нагрузки, в качестве двухтакт- 30 ного выходного трансформаторного кас-. када на транзисторах применен двухтактный резонансный каскад на мощных

МДП-транзисторах с трансформаторным включением контура, в цепь .затворов 35 мбщных МДП-транзисторов включен введенный дроссель с заземленной средней точкой, к затвору одного иэ транзисторов подключен один вывод введенного блока c -образной вольт- 40 амперной характеристикой, другой вывод последнего через введенный резистор подключен к силовой шине, через другой введенный резистор - к выходу усилителя постоянного тока и 45 через введенный конденсатор — к заземленной силовой шине.

На фиг.1 представлена функциональная схема стабилизирующего преобразователя постоянного напряжения; на фиг.2 — график -образной характеристики двухполюсника.

Преобразователь содержит двухтактный резонансный усилитель мощности, выполненный на мощных МДПтранзисторах 1 и 2 и трансформаторе

3, вторичная обмотка которого с конденсатором"4 образует резонансный контур, выпрямитель 5, выходной фильтр

6, усилитель 7 постоянного тока,.ис- 60 точник 8 опорного напряжения, последовательно соединенные резисторы

9 и 10, дроссель 11 с заземленной средней точкой, двухполюсник 12 с

) -образной вольт-ампернай характерис. 65 тикай, резисторы 13 и 14, конденсатор 15.

В качестве. устройства с 4 --образной вольтамперной характеристикой может использоваться Х-диод или его аналог на двух дискретных полевых транзисторах. Такой двухполюсник прост по схеме и конструкции, так как содержит лишь два активных прибора (без дополнительных элементов).

Преобразователь работает. следующим образом.

Дроссель 11 совместно с входными емкостями мощных МДП-транзисторов 1 и 2 образует LC колебательный контур. К этому контуру параллельно включен двухполюсник 12 с Х-образной вольт-амперной характеристикой (фиг.2). Он вносит в контур отрицательное сопротивление, что ведет к. возникновению в последнем сииусоидальных колебаний. Амплитуда колебаний з,ависит от положения рабочей точки 0 (фиг.2), задаваемого напряжением, снимаемым с конденсатора 15 большой емкости, колебания усиливаются двухтактным усилителем, выпрямляются выпрямителем 5 и сглаживаются фильтром 6.

Стационарное значение выходного напряжения

R 9 + 1о ихх О 1Г

9 где R и и — сопротивления резисто9 о ров .9 и 10;

По — опорное напряжение, снимаемое с источника

8 опорного напряжения.

Допустим Увы„возрастает. Тогда растет напряжение, снимаемое с резистора 9, относительно уровня опорного напряжения Пр .

Усилитель 7 выполнен так, что при повышении U>> напряжение на его выходе уменьшается. Это ведет к уменьшению напряжения на конденсаторе 15 ° В результате точка 0 (фиг.2) смещается влево, что вызывает уменьшение амплитуды синусоидального напряжения на выходе устройства с Д-образной характеристикой. Раскачка двухтактнаго каскада уменьшается и Пзцхпадает до величины, близкой к (1). В пределе выходное напряжение усилителя 7 несколько ниже питающего напряжения U>> что увеличивает минимальное значение последнего, при котором еще возможна стабилизация. Для повышения уровня напряжения на.конденсаторе 15 служит цепь из резисторов 13 и 14. Конденсатор 15 сглаживает пульсации напряжения на выходе усилителя

7 и гасит возможную паразитную генерациюю.

Благодаря синусоидалвной форме преобразованного сигнала стабилизирующий преобразователь не создает

960776,Формула изобретения

Ре

Фма Е импульсных помех, что позволяет использовать его для электропитания чувствительных к помехам электронных устройств: фотоумножителей, лавинных фотодиодсв, импульсных схем на лавинных транэистЬрах и др. Применение мощ ных МДП-транзисторов создает полезный эффект в виде увеличения частоты преобразования до сотен кГц и выше, уменьшения требуемой мощности возбуждения благодаря высокому активному входному сопротивлению полевых транзисторов, чтo позволяет исполь-, зовать р-приборы с малыми пиковыми токами..

Применение А-прибора совместно с мощнйми ИДП-транзисторами приводит к упрощению схемы стабилизирующего преобразователя постоянного напряжения,, а повышение частоты преобразова. ния улучшают динамику преобразовате ля, снижают пульсации на выходе, позволяют уменьшить габариты и массу трансформатора и фильтра.

Стабилизирующий преобразователь ,постоянного напряжения в постоянное содержащий двухтактный выходной трансформаторный каскад на транзисторах с .выпрямителем и фильтром, на выходе

Источник опорного напряжения, выход которого соединен с первым входом

ВНИИПИ . Заказ 7279/57

Тираж 914 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная,4! подключенного параллельно входным выводам усилителя постоянного тока, к второму входу которого подсоединена точка соединения последовательно включенных резисторов, подсоединенных параллельно выводам для подключения нагрузки, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения.частоты преобразования, уменьшения габаритов, массы и пульсаций выходного напряжения и увеличения КПД, в качестве двухтактного выходного трансформаторного каскада на транзисторах применен двухтактный резонансный каскад на мощных ИДП-транзисторах с

15 трансформаторным включением контура, в цепь затворов.мощных МДП-транзисторов включен введенйый дроссель с заземленной средней точкой, к затвору одного из транзисторов подклюgp чен один вывод введенного блока с

Л-образной вольт-амперной характеристикой, другой вывод последнего через введенный резистор подключен к сило-! вой шине через другой введенный реI

25 зистор — к выходу усилителя постоянного тока и через введенный конден сатор — к заземленной силовой шине.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 601685, кл.G 05 F 1/64, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 684528, кл .6 05 F 1/56,. 1977.