Стабилизированный источник питания Советский патент 1984 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к источникам вторичного электропитания, и может най ти применение для питания систем ав томатики и вычислительной техники, особенно в малогабаритной переносной и автономной аппаратуре, исполь зующей в качестве первичного источн ка гальванические батареи или аккумуляторы, аьрсодное напряжение которых может изменяться в процессе работы в широких пределах. Известен стабилизированный источ ник питания, содержащий последовательно .включенные между входной и выходной клеммами повьшающий преобразователь и стабилизатор напряжения ПЗ . Однако известное устройство обладает пониженным КПД, так как повышающий преобразователь в устройстве работает все время, вне зависи мости от напряжения первичного источника. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является стабилизированный источник питания, содержащий вольтодобавочный преобразователь, снабженный входом управлс11ия и подключенный первым выводом к входной клемме, вторым выводом к общей шине, а третьим выводом через стабилизатор напряжения, включающий регулирующий транзистор токоограничительный элемент и блок управ ления - к выходной клемме, и управляющий транзистор, причем регулирующий транзистор подсоединен коллекто ром к входному, эмиттер - к выходному вьшодам стабилизатора напряжения, а его коллекторньй переход за-с шунтирован токоограничительным эле ментом, блок управления выходными выводами подсоединен между базой и общей шиной . . Однако транзисторный ключ, управ ляющий работой вольтодобавочного - преобразователя потребляет энергию постоянно, вне зависимости от режима работы устройства, что снижает КПД устройства. Целью изобре;гения является повышение КПД стабилизированного источника питания. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизированный источник питания, содержащий вольтодобавочный преобразователь, снабженный входом управления и подключенный первым выводом к входной клемме, вторым выводом - к общей шине, а третьим выводом через стабилизатор напряжения , включакщийрегулирующий транзистор, токоограничительный элемент и блок управления, - к выходной клемме, и управляющий транзистор, причем регулирующий транзистор подсоединен коллектором к входному, эмиттером к выходному выводам стабилизатора напряжения, а его коллекторньш переход зашунтирован токоограничительным элементом, блок управления выходными выводами подсоединен между базой регулирующего транзистора и общей шиной, введен лямбдадиод, последовательно с эмиттерным переходом управляющего транзистора подключенный параллельно токоограничительному элементу стабилизатора напряжения, а коллектор управлящего транзистора соединен с входом управления вольтодобавочного преобразователя. На фиг. 1 изображена вольтамперная характеристика (3 - лямбда-диода, послег,овательно соединенных эмиттерного перехода управляющего транзистора и лямбда-диода - токостабилизирующего двухполюсника)i на фиг. 2принципиальная электрическая схема стабилизированного источника питания. Устройство содержит вольтодобавочный преобразователь 1 с трансформатором 2, первичная обмотка которого включена между входной клеммой и коллектором мощного транзистора 3 преобразователя 1, вторичная обмотка последовательно через прямосмещенный диод 4 включена между входной клеммой и накопительным конденсато,ром 5, вторая обкладка которого соединена с общей шиной, рмиттером управляющего транзистора 6, и коллектором составного регулирукнцего транзистора 7, эмиттер которого соединен с выходной клеммой, база последовательно через прямосмещенные термокомпенсирующие диоды 8 и 9 и стабилитрон 10, образующие блок управления, соединена с общей шиной, между базой составного регулирующего транзистора 7 и общей шиной включен конденсатор 11, а между его коллектором и базой включен токостабилизирующий элемент 12, параллельно которому подключены последовательно соединенные лямбда-диод 13 и эмиттерный пе реход управляющего транзистора 6, коллектор которого подключен к управляющему входу вольтодобавочного преобразователя 1, образованного питающей шиной входящего в него маломощного автогенератора 14 прямоугольных импульсов, общий вывод которого соединен с эмиттером транзистора 3 и общей шиной источника, а выход подсоединен к базе транзистора 3.

Стабилизированный источник питания работает следующим образом.

Напряжение от первичного источника питания подается параллельно через первичную обмотку трансформатора 2 на коллектор транзистора 3 и через последовательно соединенные прямосмещенный диод 4 и вторичную обмотку трансформатора 2 на коллектор составного регулирующего транзистора 7. Если при этом напряжение на токостабилизирующем элементе 12 стабилизатора напряжения выше напряжения выключения последовательно включенных лямбда-диода 13 и эмиттеного перехода управляющего транзистора 6, то лямбда-диод 13 заперт и не пропускает ток в базу управляющего транзистора 6, который также заперт, и напряжение питания на автогенератор 14 не подается. Автогенератор 14 не работает, транзистор 3 заперт. Вольтодобавочный преобразователь 1 не работает и энергии не потребляет. При снижении напряжения первичного источника 15 напряжение на токостабилизирующем элементе 12 также снижается, и когда оно становится меньше напряжения выключения последовательно соединенных лямбдадиода 13 и эмиттерного перехода управляющего транзистора ь, последний открывается, запуская автогенератор 14. Автогенератор 14 возбуждается и выдает на базу транзистора 3 последовательность прямоугольных импульсов , амплитуда которых пропорциональна току коллектора управляющего транзистора 6. Транзистор 3 играет роль ключа: когда на его базу подается импульс, транзистор открыт и ток первичного источника течет через первичную обмотку трансформатора 2 и открытый транзистор 3 на общую шину, по окончании импульса транзистор 3 закрывается и накрпленная в индуктивности обмоток трансформатора 2 энергия передается в виде импульса тока по цепи, вторичная обмотка трансформатора 2 - накопительный конденсатор 5 - общая шина первичный источник 15 питания диод 4. Накопительный конденсатор 5 заряжается до напряжения, более высокого, чем напряжение первичного источника, а диод 4 не дает ему разряжаться через входную цепь. Когда напряжение на конденсаторе 5 достигнет величины выключения лямОда-диода 13, управляющий транзистор 6 закрывается и Вольтодобавочный преобразователь 1 прекращает работу. Нагрузка 16 питается- от накопительного конденсатора 5 до тех пор, пока напряжение на нем не снизится до величины, достаточной для включения последовательно включенных лямбда-диода 1 3 и эмиттерного перехода транзистора 6, и процесс повторяется. Вьшолнение системы управления вольтодобавочным преобразователем в виде комбинации лямбда-диода 13 с управляющим транзистором 6 повышает КПД стабилизатора при неработакяцем преобразователе 1, так как лямбда-диод с транзистором при этом заперты и не потребляют энергии.

фиг. 2

СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ, содержащий вольтодобавочный преобразователь, снабженный входом управления и подключенный первым выводом к входной клемме, вторым вьшодом - к общей шине, а третьим выводом через стабилизатор напряжения, включающий регулирующий транзистор, токоограничительный элемент и . блок управления - к выходной клемме, и управляющий транзистор, причем регулирующий транзистор подсоединен коллектором к входному, эмиттером к выходному вьшодам стабилизатора напряжения, а его коллекторный переход зашунтирован токоограничительным элементом, блок управления выходными выводами подсоединен между базой регулирующего транзистора и общей шиной, отличающийс я тем, что, с целью повьппения КПД, в него введен лямбда-диод, последовательно с эмиттерным переходом управлякш его транзистора подключенш 1й параштельно токоограничительному элементу стабилизатора напряжеа S ния, а коллектор управляющего транзистора соединен с входом управле(Л ния вольтодобавочного преобразователя . а % / Г Jf I Щ,