Импульсный стабилизатор напряжения с защитой Советский патент 1983 года по МПК G05F1/58 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в вторичных источниках электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Известен импульсный стабилизатор напряжения с защитой, содержащий регулирующий ключ, широтно-импульсный модулятор, соединенный вьлходом с управляющим входом регулирующего ключа, LCD-фильтр, включенный на выходе, усилитель обратной овязи, соединенный выходом с входом широтноимпульсного модулятора, а выходом с выходным выводом, и узел защиты, состоящий из транзистора и делителя напряжения, включенного между выходным выводом и общей шиной, а выход делителя напряжения через резистор соединен с эмиттером транзистора узла защиты, коллектор которого соединен с входом широтноимпульсного модулятора, а база с источником опорного напряжения l)

Недостатком этого стабилизатора является низкая надежность из-за отсутствия защиты при перегрузках.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является импульсный стабилизатор напряжения с защитой, содержащий регулирующий . ключ, выходной LCD-фильтр, широтноимпульсный модулятор, усилитель обратной связи и узел защиты, состоящий из транзистора, двух делителей напряжения, двух групп разделительных дирдов и интегратора 2

Однако известное устройство характеризуется недостаточно высокой стабильностью порога срабатывания защиты, что вынуждает для сохранения надежности завышать установленную мощность силовых элементов.

Цель изобретения - повышение стабильности порога срабатывания защиты.

Поставленная .цель достигается тем, что в импульсный стабилизатор напряжения с защитой, содержащий регулирующий ключ, широтно-импульсный модулятор, соединенный выходом с управляющим входом регулирующего ключа, LCD -фильтр, включе нный на выходе, усилитель обратной связи, соединенный выходом с входом широтно-импульсного модулятора, а входом - с выходным выводом, и узел защиты, состоящий из транзистора, делителя напряжения, включенного между выходным выводом и общей шиной и средним выводом через резистор подключенного к эмиттеру транзистора узла защиты, коллектор которого соединен с входом широтноимпульсного модулятора, а база - с двумя разделительными диодами, один из которых соединен с источником опорного напряжения, введены генератор тактовых импульсов и счетчик импульсов, при этом выход счетчика соединен с другим выводом второго разделительного диода, его входы по отдельности соединены с выходом широтно-импульсного модулятора, с выводом для подачи кода срабатывания защиты и с выходом генератора, входы которого относительно общей шины подключены: первый - к общему выводу регулирующего ключа и дрос селя LGD-фильтра, а второй к выходному выводу.

Кроме того, генератор тактовых импульсов выполнен на однопереходном транзисторе, эмиттер которого

5 через резистор соединен с первым входом, а через конденсатор - с общей шиной, первая база через резистор с вторым входом, а вторая база через резистор - с общей шиной.

0 На чертеже приведена функциональная схема импульсного стабилизатора напряжения с защитой.

Стабилизатор содержит усилитель 1 обратной связи, разделительные

5 диоды 2 и 3, транзистор 4 узла защиты, резистор 5, делитель б напряжения, щиротно-импульсный модулятор .{шин) 7, счетчик 8 импульсов, регулирующий ключ 9, генератор 10 тактовых импульсов, LCD -фильтр (демодулятор) 11.

устройство работает следующим образом.

Транзистор 4 узла защиты при но5 минальном значении выходного напряжения запирается потенциалом с делителя 6 напряжения через дополнительный резистор 5. При этом напряжение на выходе усилителя 1 пропор0 ционально разнице напряжения обратной связи с выхода стабилизатора и подаваемого на него опорного напряжения. Скважность управляющих импульсов на выходе широтно-импульсно5 го модулятора 7 пропорциональна величине напряжения рассогласования на его входе, которое зависит от тока нагрузки и величины входного напряжения стабилизатора. Импульсы с

выхода модулятора 7 подаются на управляющий вход ключа 9, на силовой вход которого подается входное напряжение. Входное напряжение,преобразованное в широтно-модулированные импульсы, с выхода ключа 9 поступает

5 на демодулятор 11. Импульсное напряжение с выхода модулятора 7 подается на один вход счетчика 8, на второй вход которого подаются тактовые импульсы с генератора 10, а на третий

0 вход задается Код срабатывания защиты. При номинальном токе ключа 9 напряжение на выходе счетчика 8 равно нулю, разделительный диод 3 закрыт опорным напряжением, подаваемым

5 через разделительный диод 2, и транзистор 4 защиты не оказывает влияния на работу импульсного стабилизатора. При изменении входного напряжения стабилизатора скважность импульсов управления с модулятора 7 изменяется обратно пропорционально изменению входного напряжения, а частота следования тактовых импульсов с генератора 10 изменяется прямо пропорционально изменению входного напряжения стабилизатора, тем самым сохраняя неизменным порог срабатывания защиты по току.

Счетчик 8 импульсов считает количество тактовых импульсов с генератора 10, которое укладывается в каждом управляющем импульсе, с модулятора 7 и сбрасывается задним фронтом управляющего импульса с модулятора 7

При достижении тока нагрузки порогового значения скважность управляющих импульсов уменьшается, что приводит к увеличению числа тактовых импульсов, укладывающихся в одном управляющем импульсе с модулятора 7, и при достижении кода срабаТывания защиты на выходе счетчика 8 1периодически также появляется высокий уровень, который также периодически открывает транзистор 4 защиты и тем caMfcjM ограничивает длительность импульсов с модулятора 7. Выходное напряжение стабилизатора начинает уменьшаться, а вместе с ним начинает увеличиваться частота следования тактовых импульсов генератора 10. При этом стабилизатор напряжения переходит в режим ограничения тока. При коротком замыкании на выводе стабили0затора напряжение обратной связи стремится к нулю, транзистор 4 открывается и запирает усилитель 1 отрицательной обратной связи, колебания генератора 10 при этом срываются,

5 а транзистор 4 удерживается в открытом состоянии током от источника опорного напряжения.

Изобретение позволяет повысить стабильность порога срабатывания схемы защиты за счет выполнения ин0тегратора на счетчике импульсов и введения генератора тактовых импульсов примерно на 10%, вследствие чего повЕзошается надежность работы стабилизатора за счет устранения значитель5ного изменения порога срабатывания схемы защиты от изменения входного напряжения.

1. ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ С ЗАЩИТОЙ, содержащий . регулирующий ключ, широтно-импульсный модулятор,-соединенный выходом с управляющим входом регулир|ующего ключа, LCD-Фильтр, включенный на выходе, усилитель обратной связи, соединенный выходом с входом широтно-импульсного модулятора, а входом -, с выходным выводом, и узел защиты состоящий КЗ транзистора,делителя напряжения, включенного между выходным выводом и общей шиной и средним выводом-через резистор подключенного к эмиттеру транзистора узла защиты, коллектор которого соединен с входом широтно-импульсного модулятора, а база - с двумя разделительньами диодами, один из которых соединен с источником опорного напря жения,.отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности порога срабатывания защиты, в него введены генератор тактовых импульсов .и счетчик импульсов, при этом вы ход счетчика соединен с другим выводом второго разделительного диода, его входы по отдельности соединены с выходом широтно-импульсного модулятора, с выводом- для подачи кода срабатывания защиты и с выходом генератора, входы которого относительно общей шины подключены:первый - к общему выводу регулирующего ключа и дросселя LCD-фильтра, а второй - к сл с выходному выводу. 2. Стабилизатор по п.1, о т л ичающийс я тем, что генератор тактовых импульсов выполнен на однопереходном транзисторе, эмиттер которого через резистор соединен с первым входом, а через конденсатор о с общей шиной, первая база через резистор - с вторым входом, а вторая Си база через резистор - с .общей шиной. 01 О1 и

nfV

iLJJ

КоВ еаабвтиЬанм лашит