Ключевой стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1985 года по МПК G05F1/571 

Изобретение от.носится к электротехнике, в частности к системам регулирования электрических величин, и может быть использовано в устройствах питания радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения - повышение надежности путем обеспечения защиты от перенапряжения и бросков напряжения, а также обеспечение автоматического возврата стабилизатора в рабочий режим после устранения перенапряжения или броска напряжения.

На фиг. 1 представлена функциональная электрическая схема ключевого стабилизатора постоянного, напряжения; на фиг. 2 - функциональная электрическая схема ключевого ,стабшшзётора постоянного напряжения с дросселем L-C-D-фильтра, включенным параллельно, т.е. инвертированием выходного напряжения.

Устройство содержит (фиг. 1 и 2) регулирующий элемент 1, накопительный дроссель 2 выходного L-C-D-фильра , коммутирующий диод 3, источник 4 опорного напряжения, делитель 5 опорного напряжения, согласующий транзистор 6, мультивибратор 7, дифференциальный усилитель на транзисторах 8 и 9, эмиттерный резистор 10, первый делитель 11 выходного }1апряжения, транзисторы 12 и 13 защиты от коротких замыканий, второ делитель 14 выходного напряжения. Кроме того, устройство содержит блок защиты, выполненный на дополнительной обмотке 15 накопительного дросселя 2, стабилитроне 16, двух диодах 17 и 18, транзисторе 19 и трех резисторах 20, 2 н 22.

Один вывод дополнительной обмотки 15 накопительного дросселя 2 через диод 17 и резистор 21 соединен с катодом стабилитрона 16, имеющего общую точку также с одним выводом резистора 20 и базой транзистора 19, второй вывод дополнительно обмотки 15 дросселя 2 соединен с анодом стабилитрона 16 и общей шино Второй вывод резистора 20 соединен с катодом диода 18, анод которогб соединен с эмиттером транзистора 19 и плюсовой шиной входа стабилизатора. Коллектор транзистора 19 через резистор 22 соединен с эмиттером транзисторов 8 и 9 дифференциального усилителя.

Стабилизатор работает следующим образом (фиг. 1).

При включении питания с источника 4 опорного напряжения на мультивибратор 7 подается напряжение. Одновременно эталонное напряжение подается с делителя 5 опорного напряжения на базу транзистора 8 дифференциального усилителя. Мультивибратор

начинает работать с заданной частотой, причем скважность вырабатываемьк импульсов меняется в зависимости от разности напряжений на базах транзисторов 8 и 9. А так как на

базу транзистора 9 напряжение поступает с делителя 11 выходного напряжения, то скважность импульсов на регулирующем элементе меняется обратно пропорционально отклонению

выходного напряжения на выходе стабилизатора, в результате выходное напряжение стабилизатора поддерживается на заданном уровне.

При наличии вновь введенных элементов защиты переменное напряжение с дополнительной обмотки 15 дросселя 2 выпрямляется диодом 17 и через балластный резистор 21 выводит стабилитрон 16 в режим стабилизации.

При отсутствии броска напряжения на входе напряжение на аноде диода 18 меньше, чем на его катоде, поэтому он закрыт. При появлении броска напряжения стабилитрон 16 пробивается, диод 18 открывается и ток протекает с плюсового входа стабилизатора через диод 18, ограничивающий резистор 20, стабилитрон 16 на общую шину всей схемы.

Аналогичным образом работает ключевой стабилизатор полярно-инвертирующего типа, схема которого изображена на фиг. 2. В отличие от понижающего в этом стабилизаторе максимальный дроссель 2 включен между вторым вьгаодом регулирующего элемента 1 и первым выводом коммутирующего диода 3, второй вывод которого соединен с выходом схемы.

При подаче напряжения на вход схемы управляемый мультивибратор 7 начинает вырабатывать импульсы, открывающие регулирующий элемент 1. При открывании регулирующего элемента импульс тока проходит через

накопительимй дроссель 2 и в нем накапливается энергия. При закрывании регулирующего элемента в первой обмотке накопительного дросселя возникает противо-ЭДС и протекает разрядньш ток через общую шину, сопротивление нагрузки, минусовой выход схемы, коммутирующий диод 3 на другой вывод первой обмотки дросселя 2 Так меняется полярность общей шины стабилизатора. В остальном схема ра ботает аналогично стабилизатору понижающего тока, изображенному на фиг. 2. Падение напряжения на диоде 18 и резисторе 20 открывает транзистор 19, по цепи эмиттер-коллектор котор го через токоограничивающий резист 22 часть выходного напряжения попадает на эмиттеры транзисторов .,8 и 9 дифференциального усилителя, что срывает процесс автогенерации мульт вибратора и приводит к закрыванию регулирующего элемента 1. При воестановлении напряжения на входе схе мы напряжение на аноде диода 18 . становится меньше, чем на его катоде, он закрывается, что приводит к закрыванию транзистора 19, восстановлению автогенерации мультивибратора и всего первоначального режима работы схемы клю чевбго стабилизатор Таким образом, изобретение обеспечивает повьшение надежности ключевых стабилизаторов напряжения и питаемой аппаратуры и позволяет создать системы электропитания с высокими энергетическими показателя ми без дополнительных устройств защиты от перенапряжений. рмулаизобрете Ф о н и я Ключевой стабилизатор постоянного напряжения, содержащий последовательно соединенные регулирующий элемент и выходной Ь-С-В-фильтр управляющий вход регулирующего эле мента подключен к первому выводу согласующего транзистора, второй вывод которого подключен к общей шине, а третий - к коллектору одно го из транзисторов мультивибратора эмиттеры транзисторов которого объединены и подключены к одному 994 . из выходов источника опорного напряжения, подключенного относительно общей шины к выходному выводу, а коллекторы указанных транзисторов через резисторы подключены к общей шине, другой вывод источника опорного напряжения соединен через делитель опорного напряжения с базой первого транзистора дифференциального усилителя, база второго транзистора которого подключена к среднему выводу первого делителя выходного напряжения, эмиттеры объединены и через эмиттерный резистор подключены к общей шине, а коллекторы указанных транзисторов подключены по отдельности к базам транзисторов мультивибратора, первый защитный транзистор, базой соединенный с выходом делителя опорного напряжения, эмиттером - с средним выводом второго делителя выходного напряжения, а коллектором - с базой второго защитного транзистора, подключенного к эмиттерам транзисторов мультивибратора и дифференциального усилителя своими эмиттером и коллектором, . о т л и ю щи и с я тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения защиты от перенапряжения и бросков напряжения, а также, обеспечения автоматического возврата стабилизатора в рабочий режим после устранения перенапряжения или броска напряжения,в него введены дополнительная обмотка накопительного дросселя выходного L-C-D-фильтра, два диода, стабилитрон, транзистор и три резистора, причем дополнительная обмотка одним выводом подключена к аноду стабилитрона и общей шине, а другим через первый диод и i первый резистор - к его. катоду, базе указанного транзистора и к одному из выводов второго резистора, дру- гой вывод которого соединен с катодом второго диода, анод которого соединен с эмиттером указанного транзистора и входным выводом, а коллектор транзистора соединен через третий резистор с эмиттерами транзисторов дифференциального усилителя.

18 W

Изобретение позволяет повысить надежность работы ключевого стабилизатора постоянного напряжения (КСПН) путем обеспечения защиты от перенапряжения и бросков напряжения за счет того, -что в КСПН, состоящий из регулирующего элемента, управляемого через согласующий транзистор с 18 20 помощью дифференциального усилителя, на один вход которого подается опорное напряжение, а на другой - напряжение с выходного делителя, и мультивибратора, а также включающий два транзистора защиты и дополнительный делитель выходного напряжения, введены дополнительная обмотка LCD-фильтра, два диода, стабилитрон, транзистор и три резистора, причем дополнительная обмотка одним выводом подключена к аноду стабилитрона и общей шине, а другим через первый диод и первый резистор - к его катоду, базе транзистора и к одному из I выводов второго резистора, другой (П вывод которого саединен с катодом второго диода, анод которого соединен с эмиттером транзистора и входным выводом, а коллектор транзистора соединен через трвтий резистор с эмиттером транзисторов дифференциального усилителя. 2 ил. , ;О 00 42 СО СО