Импульсный стабилизатор напряжения Советский патент 1987 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к области преобразовательной техники, и может быть использовано в качестве источника электропитания во вторичной системе электроснабжения широкого назначения

Целью изобретения является повышение КПД импульсного стабилизатора напряжения.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого стабилизатора.

Импульсный стабилизатор напряжения содержит регулирующий транзистор 1, основную 2 и дополнительную 3 Обмотки дросселя DLC-фильтра, управ- ляющий транзистор 4, развязьшающий диод 5, первый 6, второй 7 и третий 8 резисторы, блок 9 управления, входом соединенный с выходом стабилизатора, а выходом - с базой управ- лйкяцего транзистора 4. Первый вывод дополнительной обмотки 3 (точка) соединен с первым .выводом основной обмотки 2 и положительной входной клеммой 10, а второй вывод дополнитель- ной обмотки 3 соединен с коллектором управляющего транзистора 4 и катодом : развязывающего диода 5. База регулирующего транзистора 1 соединена с эмиттером управляющего транзисто- ра 4 и анодом развязывающего диода 5 . Коллектор дополнительного транзистора 1f подключен к первому выводу дополнительной обмотки 3 через дополнительный резистор 12, а эмит- тер соединен с общей клеммой 13 стабилизатора, причем первый 6, второй 7 и третий 8 резис- торы включены между общей клеммой 1 и базой дополнительного 11, управля- ющего 4 и регулирующего 1 транзисторов соответственно. Блок 9 управления снабжен дополнительным выводом соединенным с базой дополнительного транзистора 11.

Импульсный стабилизатор напряжения работает следующим образом.

С вькодных клемм стабилизатора на блок 9 управления поступает ин- формация, которая преобразуется в широтно-модулированную последо- 1вательность прямоугольных импульсов, причем на базу управляющего транзистора 4 поступает прямая последовательность импульсов, а на базу дополнительного транзистора 11 - инвертированная последовательность тех же импульсов.

Рассмотрим интервал времени, соответствующий открытому состоянию у равлякицего транзистора 4. При этом дополнительный транзистор 11 закрыт сигналом блока 9 управления. Регулирующий транзистор 11 находится в режиме насыщения, который обеспечивается базовым током, протекающим по цепи: положительная входная клемма 10, дополнительная обмотка 3 дросселя DLC-фильтра, насьш5ен- ный управляющий транзистор 4, базо- эмиттерный переход регулирующего транзистора 1, общая клемма 13 стабилизатора. Ток, протекающий по основной обмотке 2 дросселя, является коллекторным током регулирующего транзистора 1. Базовый ток ij(t) и ток коллектора i(t) регулирующего транзистора 1 связаны между собой следующим соотношением:

is(t) f-(i-k)A k i,(t),

г t де E - величина входного напряжения

импульсного стабилизатора г г «

t М}

+ г; - величина активного сопротив- fЛения в коллекторной цепи

регулирующего транзистора 1J г - величина активного сопротивления основной обмотки 2; г - величина активного сопротивления насыщенного регулирующего транзистора 1{

f W

+ г + г величина активного сопротивления в базовой цепи регулирующего транзистора 1,

г - величина активного сопротив- ления дополнительной обмотки 3;

г - величина активного сопротивления насыщенного управляющего транзистора 4,

п. - величина активного сопротивления базо-эмиттерного перехода насыщенного регулирующего транзистора 1;

коэффициент трансформации

г дросселя DLC-фильтра. При этом пропорциональность тока азы и тока коллектора регулирующео транзистора 1 находится в функциоальной зависимости от коэффициента рансформации к и величин активного опротивления в коллекторной и базо

вой цепях регулирующего транзистора, которые в значительной степени определяются сечениями проводов этих обмоток.

Закрывание регулирующего транзистора 1 происходит после того, как от блока 9 управления поступает сигнал, закрьшагаций управляющий транзистор 4 и открывающий дополнительный транзистор 11. При этом базовый ток регулирующего транзистора 1 обрывается и через базово-эмиттерный переход протекает обратный ток по контуру; первый вьшод дополнительной обмотки резистор 12, насыщенный дополнитель- ньй транзистор 11, эмиттер-базовый переход регулирующего транзистора 1, смещенный в прямом направлении, развязывающий диод 5, второй вьшод дополнительной обмотки 3. Этот ток рассасывает избыток неосновных носителей в базовой области регулирующего транзистора 1. После окончания процесса рассасывания неосновных носителей в базовой области коллекторный ток регулирукицего транзистора 1 уменьшается, что приводит к возникновению ЭДС самоиндукции в основной обмотке 2 и смене знака напряжения на всех обмотках дросселя DLC-фильтра. При этом регулирукмдий транзистор 1 закрывается и находится в режиме отсечки до момента времени, когда блок 9 управления вырабатывает сигнал, открывающий управляющий транзистор 4 и закры- Бающий дополнительный транзистор 11. После этого описанные процессы повторяются .

Таки образом, выбор коэффициента трансформации К и величин активного сопротивления основной и дополнительСоставитель В,0иадчий Редактор О,Головач Техред Н,Глущенко Корректор А,Обручар

Заказ 7807/46 Тираж 885Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

ной обмоток (величин сечения проводов этих обмоток) дросселя, включенных описанным образом, позволяет обеспечить пропорциональный закон нарастания тока базы в функции нарастающего тока коллектора при минимальных потерях мощности в базовой цепи регулирующего транзистора и, следовательно, повысить КПД устройства в целом.

Формула изобретения

Импульсный стабилизатор напряжения, содер2кащий регулирующий транзистор- Hbui ВЪС-фильтр, причем последовательно соединенные основная обмотка дросселя и диод DLC-фильтра включены между входным и выходньтм выводами, конденсатор DLC-фильтра включен между выходным выводом и общей шиной, а регулирукяций транзистор силовыми выводами подключен между общей точкой основной обмотки дросселя с диодом DLC-фильтра и общей шиной, дроссель DLC-фильтра снабжен дополнительной обмоткой, управляющий транзистор, блок управления, входом соединенный с выходными выводами и общей шиной, а выходом подключенный к базе управляющего транзистора, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, одноименные выводы дополнительной и основной обмоток дросселя соединены между собой и подключены к входной клемме, другой вьшод дополнительной обмотки дросселя соединен с коллектором управляющего транзистора, управляющий вывод регулирующего транзистора соединен с эмиттером управляющего транзистора.

Изобретение относится к вторичным источникам питания радиоаппаратуры. Целью изобретения является по- вьшения КПД импульсного стабилизатора напряжения. Цель достигается выбором коэффициента трансформации и величины активного сопротивления основной 2 и дополнительной 3 обмоток дросселя. Это позволяет обеспечить пропорциональный закон нарастания тока базы в функции нарастающего тока коллектора при минимальных потерях мощности в базовой цепи регулирующего транзистора 1, что и позволяет повысить КПД устройства в целом. 1 ил. о ф (Л tsD СХ) 00 05 05 СХ)