Импульсный стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1984 года по МПК G05F1/58 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к вторичным источникам питания Б преобразовател ной технике, и может использоваться Б средствах вычислительной техники, в радиоэлектронной аппаратуре, в системах числового программного управления и т.д. Известны стабилизаторы напряжени имеющие схемы защиты нагрузки от по вышенного напряжения на выходе стабилизатораГ J и С2. Недостатком 3i,;x устройств является то, что схема зашиты нагрузки срабатывает только после появления на выходе повышенного напряжения, определяег/ого порогом срабатывания элементов схем. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий последовател ный регулирующий транзистор, пoдкJlЮ ченный 3NiHTTepoM к входной клемме, а коллектором - к входу иСБ-оглажив щего фильтра, управляющий транзистор, блок управления, выход которог соединен с входом управляющего тран зистора, и заш.итный транзистор, эмиттер которого соединен с выходом LCD -сглаживающего фильтра, а колле I тор - с ноложите АЬНой выходной клем мой З. Недостатком известного стабилиза тора является то, что защитный тран зистор отключается только после поя ления на выходе стабилизатора повышенного напряжения, равного, как . минимум, удвоенной величине пульсации выходного напряжения с временем нарастания, составляющим удвоенное время открытого состояния ре1улируга щего транзистора причем порог сраба тывания имеет большой нерегулируемый предел из-за разброса параметров элементов схемы. Кроме того, защитны транзистор должен быть сильноточным и иметь мощный радиатор, так как включен в силовую цепь стабилизатора PS работает постоянно в линейном реж ме, что значительно снижает КПД и надежность стабилизатора и защиты, увеличивает габариты устройства. Цель изобретения - повышение надежности, КПД устройства и быстродействия защиты нагрузки от перенапряжения на выходе при одновременном уменьшении габаритов. Поставленная цель достигается тем, что в импульсном стабилизаторе постоянного напряжения, содержащем последовательный регулирующий транзистор, подключенный эмиттером к входной клейме, а коллектором - к входу LCD -сглаживающех о фильтра, управляющий транзистор, подключенный выходом к эмиттерному переходу регулирующего транзистора, блок управления, выход которого относительно общей шины соединен с базой управляющего транзистора, и узел защиты, состоящий из транзистора, в узел заь;иты введены резистор, две диоднорезистивные цепи и исполнительный элемент, при этом транзистор узла защиты подключен эмиттером к эмиттеру регулирующего транзистора, базой через диодно-резистийные цепик коллектору и базе регулирующего транзистора, а коллектором - к не- полнительному элементу и через резистор - к общей шине. На чертеже представлена функциональная схема импульсного стабилизатора постоянного напряжения. Устройство содержит последовательный регулирующий транзистор 1, управляющий транзистор 2, сглаживающий LCD -фильтр, состоящий из дросселя 3, диода 4, конденсатора 5, блок б управления, выходом подключенный к входу управляющего транзистора 2, и узел защиты, состоящий из защитного транзистора 7, коллектор которого через ограничительный резистор 8 соединен с положительной входной клеммой, а база через цепь диод 9 - резистор 10 - с базой регулирующего транзистора и через цепь диод 11 - резистор 12 - с входом UtDфильтра и коллектором регулирующего транзистора. Импульсный стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом. При подаче напряжения питания на входные клеммы открывается транзистор 1, начинается заряд конденсатора 5 и увеличение на нем напряжения. При достижении некоторой пороговой величины блок 6 управления открывает транзистор 2. При этом транзистор 1 закрывается и напряжение на его коллекторе скачком уменьшается до нуля. Ток дросселя 3 замыкается через диод 4. Конденсатор 5 разряжается в нагрузку. При определенном уровне напряжения на конденсаторе 5 блок 6 управления закрывает- транзистор 2. Транзистор 1 открывается, и процесс повторяется. При нормальной работе стабилизатора защитный транзистор 7 постоянно поддерживается в открытом состоянии: во время открытого состояния транзистора 1 за счет цепи дирд 9 резистор 10, во время закрытого состояния транзистора 1 - за счет цепи диод 11 - резистор 12. При этом на резисторе 8 постоянно присутствует высокий потенциал, передаваемый к исполнительному элементу на входе устройства (например, к тиристорному ключу,закорачивающему входные клеммы, или к транзисторному преобразователю, отключающему входное напряжение) . 3 11018 При пробое регулирующего транзистора 1 в момент отпирания транэистора 2 ток базы защитного транзистора 7 прерывается, транзистор 7 закрывается и на исполнительный.элемент подается низкий потенциал, напряже-5 ние питания отключается с входных клемм стабилизатора. Так:им образом, время срабатывания защиты ограничено одним полупериодом работы регулирующего транзистора 1,JQ составляющим 12 - 25 мкс при частоте работы ключа 20 - 40 кГц. Но так как элементы UCD -сглаживающего фильтра 00 . рассчитаны на поддержание постоянного выхода при данной частоте работы ключа, напряжение на нагрузке при пробое регулирующего транзистора за время отработки защиты не успевает повыситься. Повышение надежности устройства обеспечивается переносом защитного тра нзистора из силовой цепи в слаботочную цепь. Исключение мощного дополнительного транзистора из силовой цепи позволяет повысить КПД стабилизатора и снизить его габариты по - сравнению с известным.

ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий последовательный регулирующий транзистор, подключенный эмиттером к ВХО1СЯОЙ клемме, а коллектором - к входу LCD-сглаживающего фильтра. + а управляющий транзистор, подключенный выходом к эмиттерному переходу регулирующего транзистора, блок управления, выход которого относительно общей шины соединен с базой управляющего транзистора, и узел защиты, состоящий из транзистора, от л ичающийся тем, что, с целью повышения надежности ,КПД стабилизатора и быстродействия заициты нагрузки от перенапряжения при одновременном уменьшении габаритов, в узел защиты введены резистор, две диодно-резистивные цепи и исполнительный элемент, при этом транзистор узла защиты подключен эмиттером к эмиттеру регулирующего транзистора, базой через диодно-резистивные цепи - к коллектору и базе регулирующего транзистора, а коллектором - к исполнительному элементу и через резистор - к общей шине. -.