Импульсный стабилизатор Советский патент 1986 года по МПК G05F1/56 

«1

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

Целью изобретения является упро- щение и снижение массы и габаритов устройства,

На чертеже приведена схема импульсного стабилизатора напряжения,

импульсный стабилизатор содержит регулирующий транзистор i, через резистор 2 в базу транзистора I задается ток начального смещения, а диод 3 шунтирует эмиттерный переход

транзистора 1 при обратном смещении. Дроссель 4, диод 5 и конденсатор 6 образуют LCD-фильтр, гфедназначенный для сглаживания пульсаций выходного напряжения. ВзаимодополняговЕие транзисторы 7 и 8, управляювще сменой состояний регулирующего транзистора 1, образуют широтно-импульсный модулятор . Точка соединения резисторов 9 и 10 является первым входом, а точка соединения диодов П и 2 - вторым входом широтно-импульсного модулятора. При этом резисторы 9 и 10 служат для соединения первого входа, а резисторы 13 и 1А - второго входа с базами транзисторов 7 и 8, Диоды I1 и I2 предотвращают попадание на базы транзисторов с второго входа запирающего напряжения. Диод 15 шунтирует эмиттерный переход транзистора 7 при обратном смещении, а резисторы 16 и 17 ограничивают токи коллекторов транзисторов 7 и 8. Трансформаторная обмотка 18 источника 19 синхронизирующего напряжения сл ужит для запуска синхронизгщии частоты переключений, а также питания через вьтрямитель перечисленных ниже це- хПей, которое позволяет согласовать входной уровень регулирующего транзистора с выходным уровнем широтно- импульсного модулятора. Точка соединения конденсатора 20 с диодами 21 и 22 является первым Е ьгходом, а точка соединения конденсатора 23 с диодами 24 и 25 - вторым выходом выпрямителя, предназначенного для питания коллекторных цепей транзисторов 7 и 8 и цепи эмиттера транзистора 26. Транзисторы 26 - 28, резисторы 34. стабилитрон 35, а также диод 36 образуют импульсный усилитель. Конденсатор 37, дифференциальный усилитель 38, резистор 39, стабилитрон АО, ди

s

0

5.

8

0

50

51

182

од 41 и резисторы А2-45 и стабилитрон 46 образуют узел сравнения и усилитель сигнапа ошибки. На чертеже обозначен конденсатор 47.

Стабилизатор работает следующим образом„

При подключении стабилизатора к источнику входного напряжения в базу регулирующего транзистора t через резистор 2 задается ток начального скет,еикп, и регулирующий транзистор I открывается. Появляющегося при этом на выходе стабилизатора напряжения достаточно для функционирования источника 19 синхронизирующего напряжения, с траисоюрматорной обмотки 18 которого импульсы чередуюпхейся полярности поступают на второй вход широтно-импульсного модулятора, выполненного на транзисторах 7 и 8, С зтого момента широтно-импульсный модулятор в режим управления с второго входа.

При наличии на втором входе широт- но-икпульсного модулятора напряжения отрицательной полярности открывается диод 12 и5 соответственно, транзистор 8, ток эмиттера которого протекает через змиттерньй переход регулирующего транзистора 1 в прямом направлении к переводит последний в режим насыщения. Растущее при этом Bia выходе стабилизатора напряжение и нарастающие через резистор 39, стабилитрон 40, диод 41, стабилитрон 46 и резистор 42 токи достигают уровня, при котором сначала стабилитрон 46, а затем стабилитрон 40 переходит в режим стабилизации, а вместе с ним в рабочий режим переходят узел сравнения и усилитель сигнала ошибки, :вго1полненные на дифференциальном усилителе 38. Причем напряжение, действующее на диоде 41, будучи приложенным между нулевым выводом и неин- вертирующи1 1 входом узла сравнения, смещает выход на напряжение усилителя сигнала ошибки в область положительных значений, в результате чего транзисторы 26-28 импульсного усилителя открываются, обусловливая переход широтно-импульсного модулятора на управление с первого входа.

В этом режиме управления базы транзисторов 7 и 8 через резисторы 9 и 10 и промежуток коллектор - эмнт- тер открытого транзистора 26 оказываются соединенными с вторым выходом

вьтрямителя, с которого снимается

напряжение со знаком минус, в результате чего в .базу транзистора 7 задается ток обратного смещения, а в базу транзистЪра 8 - ток прямого смеще ния. Когда напряжение обратного смещения на базе транзистора 7 превысит порог срабатывания диода 15, последний открывается, предотвращая нарас

мере расхода этой энергии напряжен на выходе стабилизатора падает и, когда оно на некоторую величину ст новится меньше напряжения стабилиз

- 5 ции, узел сравнения и усилитель си нала ошибки открывают транзисторы 27 и 28 импульсного усилителя, в р зультате чего широтно-импульсный м дулятор переводится в режим управл

тание этого напряжения сверх допусти- О ния с первого входа, а регулирую

мой величины. Так как до перехода тиротно-импульсного модулятора в режим управления с первого входа транзистор 8 и регулирующий транзистор 1 были открыты, то после перехода в ре жим управления с первого входа их состояние остается неизменным независимо от смены знаков напряжения на втором входе широтно-импульсного модулятора. Так как при этом напряже- ние на выходе стабилизатора продолжает расти, то через некоторый отрезок времени оно становится несколько выше напряжения стабилизации, узел сравнения через усилитель сигнала Ошибки производит смену знака напряжения на входе импульсного усилителя, в результате чего транзистор 28 переходит в режим отсечки, а растущее напряжение обратного смещения на его базе открывает диод 36. Транзисторы 27 и 26 закрываются, и широтно-импульсный модулятор переходит в режим управления с второго входа. Когда напряжение на этом входе ста- новится положительным, открывается диод 11 и, соответственно, транзистор 7, при этом напряжение, действующее на базе транзистора 7, через резисторы 9 и 10 поступает на базу транзистора 8, в результате чего последний переходит в режим отсечки.

Ток эмиттера транзистора 7, протекая через эмиттерный переход регулирующего транзистора 1 в обратном направлении, выводит последний из режима насыщения. После перехода регулирующего транзистора I в режим отсечки растущее на его базе напряжение обратного смещения открывает диод 3, предотвращая увеличение этог напряжения сверх допустимого значения .

С момента перехода регулирующего транзистора I в режим отсечки напря- жение на выходе стабилизатора поддерживается за счет энергии, накопленной в элементах ВЬС- ильтра. По

3 8184

мере расхода этой энергии напряжение; на выходе стабилизатора падает и, когда оно на некоторую величину становится меньше напряжения стабилиза5 ции, узел сравнения и усилитель сигнала ошибки открывают транзисторы 26, 27 и 28 импульсного усилителя, в результате чего широтно-импульсный модулятор переводится в режим управле5

0

5 0

щий транзистор 1 - в режим насыщения. Затем описанные процессы циклически повторяются.

Таким образом, предлагаемый импульсный стабилизатор отл1тчается от известного простотой конструкции, что позволяет уменьшить его массу и габариты, не ухудшая при этом электрических параметров.

Формула изобретения

Импульсный стабилизатор напряжения, содержаший регулирующий транзистор, эмиттером подключенный к входному выводу, LCD-фильтр, вход которого подключен к коллектору регулирующего транзистора, выход - к выходному выводу, усилитель сигнала ошибки, входы которого подключены к выходным выводам, импульсный усилитель которого соединен с выходом усилителя сигнала ошибки, широтно-импульс- ный модулятор, выход которого соединен с базой регулирующего транзистора, двухполярный источник постоянных напряжений, выполненный по двухполу- периодной схеме со средней точкой, соединенной с эмиттером регулирующего транзистора, пркчем к базе регулирующего транзистора подсоединены анод первого диода и первый вывод первого резистора, а катод первого диода и второй вывод первого резистора соединены соответственно с входным и выходным выводами, отличающийся тем, что, с целью упрощения , снижения массы и габаритов устройства, импульсный усилитель выполнен в виде трех транзисторов, трех резисторов, стабилитрона и второго диода, а широтно-импульсный модулятор - в виде двух транзисторов, трех диодов и шести резисторов, причем выход усилителя сигнала ошибки соединен с базой первого транзистора и катодом второго диода, а эмиттер первого транзистора - с анодом второго диода и первыми выводами стабилитрона и второго резистора, вторые выводь которых соединены соответственно с общей шиной и выходным вы- водом, а коллектор первого транзистора через третий транзистор - с базой второго транзистора, эмиттер которого ооединен с эмиттером регулиру- юшего транзистора,- а коллектор через четвертый резистор - с базой третьего транзистора, эмиттер которого соединен с минусовым выводом двухполяр- ного источника постоянных напряжений эмиттер четвертого р - п - р-траи- зистора и пятого п - р - п-транзис- тора широтно-импульсного модулятора соединены с базой регулирующего Транзистора, их коллекторы через пятый и шестой резисторы широтно-импульсного модулятора - соответственно с отриРедактор Л. Веселовская

Заказ 2984/50Тира к 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035. Москва, Ж-ЗЗ, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

цательным и положительным выводами двухполярного источника, а их базы через седьмой и восьмой резисторы - с коллектором третьего транзистора импульсного усилителя, анод третьего диода и катод четвертого диода соединены с синхронизирующим вьшо- дом двухполярного источника постоянных напряжений, а катод третьего диода :и анод четвертого диода через девятый и десятый резисторы - соответственно с базами четвертого и пятого транзисторов, пятый диод своим анодом и катодом соединен соответственно с эмиттером и базой пятого транзисторе, причем переходы Э1 1иттер - база второго и третьего транзистора шунтированы соответствено одиннадцатым и двенадцатым резистор ами.

Составитель А. Макаров

Техред О.Гортваи Корректор А, Рошко

Изобретение относится к области стабилизированнь{х источников питания. Целью изобретения является упрощение, снижение массы и габаритов. Цель достигается тем, что устройство вьшолне- но на основе гоиротно-импульсного управления силовым транзистором 1. Ши- ротно-импульсный модулятор (ШИМ) выполнен на транзисторах 7 ив. ШИМ управляется по двум входам. Управление по первому входу осуществляется узлом синхронизации 19, При переходе в рабочий режим узла сравнения, выполненного на дифференциальном усилителе 38, ШИМ переходит в режим управления по второму входу. При увеличении напряжения до величины выше допустимой узел сравнения производит смену знака напряжения на входе импульсного усилителя, выполненного на транзисторах 26, 27, 28, В результате транзистор 28 переходит в режим отсечки и диод 36 открывается. Вслед за этим транзисторы 26 и 27 закрываются и ШИМ переходит в режим управления с первого входа. Ток транзистора 7,протекая через эмит- терный переход транзистора 1, выводит последний в режим отсечки. В это время напряжение на выходе стабилизатора поддерживается за счет энергии LDC-фильтра 4, 5, 6. При уменьшении напряжения на выходе до допустимого ШИМ переходит в реж11М управления с второго входа и все процессы повторяются. 1 ил. (Л N 00 «4 оо оо