Импульсный стабилизатор Советский патент 1985 года по МПК G05F1/569 

игунтнрована двумя последовательно соединенными конденсаторами, транзистор, коллектор которого соединен с первым выводом вторичной обмотки трансформатора, а эмиттер - с точкой соединения конденсаторов, стабилитрон, анод которого соединен с базой транзистора, а катод соединен с вторым выводом первичной обмотки

и входным положительным выводом, к которому подключен анод тиристора, первый резистор включен между управляющим электродом тиристора и минусовым выводом, второй резистор включен между базой транзистора и управляюп1им электродом тиристора, между которым и эмиттером транзистора включен третий резистор.

1. ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР, содержащий последовательно соединенные и включенные в минусовую шину транзисторный ключевой элемент и трансформатор, выходной LCD -фильтр, генератор импульсов, выход которого подключен к трансформатору, узел контроля тока, выход которого подключен к входу запрета генератора импульсов и к входу транзисторного ключевого элемента, а вход узла контроля тока подключен к коллектору транзисторного ключевого элемента, узел контроля напряжения, выход которого подключен к входу защиты генератора импульсов и к входу узла коммутации, а вход к конденсатору LCD -фильтра, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь энергии и повьпиения надежности, в него введены ЦС-цепочка, два диода, дополнительный фильтруйщий конденсатор и резистор причем LC -цепочка, первый диод и резистор образуют последовательную цепь, включенную между положительным входным выводом и точкой соединения дросселя ЬСО-фильтра с транзисторным ключевым элементом, второй диод катодом подключен к точке соединения конденсатора LC -цепочки с анодом первого диода, а анодом к минусовому входному, выводу, дополнительный фильтрующий конденсатор включен между точкой соединения катода первого диода с резистором и минусовым входным ВЬШОДОМ и ПОДКЛЮГ чен к питающему входу генератора импульсов. 2.Стабилизатор по п. 1,. о т л ичающийся тем, что узел коммутации состоит из полевого транзис(Л тора, интегрирующего-конденсатора, разрядного резистора и двух диодов, причем интегрирующий конденсатор и разрядный резистор соединены параллельно и включены между стоком и затвором полевого транзистора, а аноды-диодов подключены,к затвору полевого транзистора. 3.Стабилизатор по n.lj отлисд чающийся тем, что узел кон9 троля тока выполнен в виде автогеО нератора, содержащего-трансформатор с/э туннельньй диод и резистор, -который подключен параллельно цепочке из последовательно соединенных туннельного диода и первичной обмотки трансформатора. 4.Стабилизатор по ,о тл и - чающийся тем, что узел контроля напряжения состоит из тиристора, трех резисторов и генератора синусоидального напряжения,- содержащего трансформатор.с двумя вторичными обмотками, первичная обмотка которого

Изобретение относится к электротехнике, а именно к стабилизированным преобразователям напряжения постоянного тока в постоянный. Целью изобретения .является снижение потерь энергии и повьшение надежности импульсного стабилизатора. На фиг.1 представлена функционал ная схема импульсного стабилизатора на фиг.2 - генератор импульсов на фиг.З - узел коммутации; на фиг.4 узел контроля тока; на фиг.З - узел контроля напряжения. Стабилизатор (фиг.1) содержит транзисторный ключевой элемент 1, вы полненный в вице транзистора, подключен к узлу коммутации 2 и соединен с трансформатором 3, Трансформатор 3 подключен к генератору импульсов 4. Узел контроля тока 5 подключен к токовому ключу 1 и через дроссель 6 - к отрицательному выводу импульсного стабилизатора и конденсатору 7. Шунтирующий диод 8 включен параллельно входу узла контроля тока 5. Дроссель 9 и конденсатор 10 образуют цепочку - последовательный . LC -контур, резонансная частота которого равна резонансной частоте .IjC -контура, состоящего из собственной емкоети-шунтирующего диода 8 и дросселя 6. Конденсатор 10 doeдинeн с катодом выпрямительного диода 11 и с анодом выпрямительного диода 12. Анод выпрямительного диода 11 соединен с входным вьгоодом генератора импульсов 4 и с фильтруюп 1м конденсатором 13. Катод выпрямительного диода 12 соединен с входным вьшодом генератора импульсов 4, с фильтрующим конденсатором 13 и с токоограничивающим резистором 14. Токоограничивающий резистор 14 соединен с катодом шунтирующего диода 8, конденсатором 7, узлом контроля напряжения 15 и выходом импульсного стабилизатора. Дроссель 6 подключен к конденсатору 7 и соединен с узлом контроля напряжения 15. Генератор импульсов 4 (фиг.2) выполнен в виде порогового устройства, имеющего входы 16 и 17 питания генератора импульсов, входы запрета 18 и 19, выход 20. К выходу 20 генератора импульсов 4 лодключен трансформатор 3. К выходу 21 трансформатора 3 подключен вход узла коммутации 2. Узел коммутации 2 (фиг.З) содержит полевой транзистор 22, разрядный резистор 23, интегрирующий конденсатор 24 и диоды 25 и 26. К выводу 27 узла коммутации 2 подключена база транзистора 1. Вход 28 узлакоммутации 2 подключен к узлу контроля напряжения 15. Вход 29 узла коммутации 2 подключен к узлу контроля тока 5. Эмиттер транзистора 1 соединен с рьтодом 30 трансформатора 3 дпя создания положительной обратной связи. Коллектор токового ключа 1 соединен с вьгеодом 31 узла контроля тока 5. Узел контроля тока 5-(фиг,4) содержит низкоомный резистор 32, трансформатор 33 и туннельный диод ЗА. Цепочка из последовательно соединенных туннельного диода ЗА и обмотки 35 трансформатора -33 подключена параллельнонизкоомному- резистору .32. дроссель 6 подключен- к вьшоду 36 уз3ла. контроля тока 5. К обмотке 37 трансформатора 33 подключены выводы 27 и 29 узла коммутации 2. К обмотке 38 трансформатора 33 подключены выводы 16 и 19 генератора импульсов 4. Вывод 31 узла контроля тока 5 coejT eH с анодом шунтирующего диода 8. Вывод 33 узла контроля тока 5 соединен с дросселем 6. Узел контроля напряжения 15 (фиг.5) содержит транзистор 39, трансформатор 40, конденсаторы 41 и 42, стабилитрон 43, резисторы 4446 и тиристор 47. Транзистор 39, об мотка 48 трансформатора 40 и конден сатора 41 и 42, общая точка которых соеданена с эмиттером транзистора 39 для создания положительной обрат ной связи, образуют генератор типа емкостная трехточка. Стабилитрон 43 катодом подключен к положительно му выходу импульсного стабилизатора а анодом - к базе трансформатора 39 и через цепочку последовательно сое диненных резисторов 44 и 45 - к отрицательному выходу. Общая точка резисторов 44 и 45 соединена с упра ляющим электродом тиристора 47, а ч рез резистор 46 - с эмиттером транзистора 39. Анод тиристора 4.7 соеди нен с положительным выходом, а като с отрицательным выходом импульсного стабилизатора. К обмотке 49 тран сформатора 40 подключены входы 16 и 18 генератора импульсов 4. К обмо ке 50 трансформатора 40 подключены входы 27 и 28 узла коммутации. , Транзистор 1 совместно с узлом коммутации 2 и трансформатором 3 представляет блокинг-генератор. Запуск блокинг-процесса производится импульсом тока от генератора импульсов 4. Срыв блокинг-процесса производится серией прямоугольных импульсов, поступающих из узла контроля тока 5, либо синусоидальными колебаниями, поступающими из узла контроля напряжения 15 в узел коммутации 2. Генератор импульсов 4 формирует импульс, который через трансформато 3 и узел коммутации 2 поступает на базу готового ключа 1. Усиленный транзистором 1 импульс поступает на вьтод 30 трансформатора 3. Трансфор мированный с целью повышения напряжения импульс снова поступает в баз токового ключа 1 через узел коммута 374 ции 2 в положительной полярности. Происходит включение, блокинг-процесса, в результате, которого транзистор 1 насыщается и через узел контроля тока 5 к дросселю 6 поступает напряжение. Дроссель 6 запасает энергию за счет возрастания-тока и заряжает конденсатор 7 этим же токон. При достижении максимально допустимого значения тока срабатьшает узел контроля тока 5 и через трансформатор 33 поступает сигнал запирания узла коммутации 2. Этот же сигнал одновременно блокирует генератор импульсов 4. Происходит срьш блокинг-процесса, и транзистор 1 запирается. Протекающий в дросселе 6 ток проходит через шунтирую ций диод 8 и продолжает заряжать конденсатор 7. Возникающие в дросселе 6 коммутационные перепады напряжения поступают через дроссель 9 и конденсатор 10, настроенные на частоту паразитных колебаний, на выпрямительные диоды 11 и 12. После выпрямления постоянный ток поступает на фильтрукщий конденсатор 13 для восстановления заряда. Поддержание заряда на фильтрующем к конденсаторе 13, а также первона- чальный заряд его осуществляет токоограничивающий резистор 14. В случае достижения или превьшения заданного уровня напряжения на конденсаторе 7 срабатьюает узел контроля напряжения 15, через трансформатор 40 дает сигнал запирания узла коммутации 2 и одновременно блокирует генератор импульсов 4. При дaльнeЙDJeм превышении, заданного уровня напряжения на конденсаторе 7 узел контроля напряжения 15 закорачивает конденсатор 7 во избежание повреждения.нагрузки повышенным напряжением. Узел коммутации 4 предназначен для быстрого срыва блокинг-процесса при достижении предельного значения величины тока через токовый ключ 1 или заданного значения напряжения на конденсаторе 7. Полевой транзистор 22 узла коммутации 2 сохраняет проводимость при нулевом напряжении на затворе, интегрирующий конденсатор 24 устраняет высокочастотные колебания напряжения на затворе, разрядный резистор 23 определяет время отпирания полевого транзистора 22, диоды 25 и 26-выпрямляют 5 высокочастотные колебания, поступающие от узла контроля тока 5 или уз ла контроля напряжения 15. Узел контроля тока 5 контролирует мгновенное значение тока через транзистор 1 и дроссель 6. Падение напряженияJ создаваемое при протека нии тока через низкоомньш резистор 32, через обмотку 35 трансформатора 33 П1жкладьшается к туннельному диоду 34. Приближение величины тока к максимальному значению соответствует напряжению пика туннельного диода 34. При дальнейшем увеличении то ка туннельный диод 34 переходит на участок отрицательной проводимости. Где выполняется условие возбуждения генерации. Возникшие высокочастотные колебания с обмотки 35 трансфор мируются в обмотку 37, связанную с узлом коммутации 2, для срыва блокинг-процесса и в обмотку 38 для запирания генератора импульсов 4с целью предотвращения преждевременного разряда фильтрующего конден сатора 13. Узел контроля напряжения 15 рабо тает следующим образом. При достижении выходным напряжением заданного уровня в базу транзи тора 39 поступает смещение от контролируемого напряжения через стаби 7 литрон 43. Смещение открывает транзистор 39, и начинается автогенерация. Генерируемое напряжение запирает узел«коммутации 2 и срьюает блокинг-процесс. В случае пробоя транзистора 1 рост выходного напряжения продолжается, возрастает смещение на базе транзистора 39. Растет эмиттенный ток транзистора 39 и стабилитрона 43. Этот ток протекает через резисторы 44 и 46 и создает падение напряжения на резисторе 45, достаточное для включения тиристора 47. Тиристор 47 закорачивает контролируемое напряжение. Последовательная цепо ка из конденсатора 10 и индуктивности 9 снижает уровень паразитных колебаний, возникающих на емкости шунтирующего диода 8 и дросселя 6, и позволяет использовать энер гию этих колебаний для питания гене-, ратора импульсов. Это повьшает надежность импульсного стабилизатора и его экономичность, так как сопротивление токоограничивающего резистора 14, определяющее энергопотребление генератора импульсов, может быть увеличено. Таким образом, предлагаемьй стабилизатор отличается небольшими потерями энергии и высокой надежностью.

л

-И(.2

21

25 2S

2829

/7

s

фие. 3

27 29 fВ 13

CZb

36