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

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использо вания в качестве источника вторичного электронитания.

Цель изобретения - новьЕиение надежности питаемой радиоэлектронной аппаратуры путем снижения уровня высокочастотных помех.

На фиг.1 представлена схема им- ,пульсного стабилизатора постоянного напряжения (ИСПН) ; на фиг. 2 - сх-е- ма, поясняющая принцип работы LC- фильтров ИСПИ по подавлению высокочастотных помех; на фиг, 3 -/эскиз компоновки LC-фильтров в виде LC- структуры.

ИСПН (фиг.1) состоит из регулирую щего транзистора 1, блока 2 управления, обратного диода 3, втор-ого фильтра 4, первого фильтра 5, силовых шин 6 и 7, входных клемм 8 и 9, выходных клемм 10 и 11,

Выходной и входной LC-фильтры ста билизатора (фиг ,2) содержат дроссель 12 и конденсатор 13, а также высокочастотные звенья, у которых функцию индуктивности выполняют секции 14-16 обмотки дросселя, а функцию емкости электрическая система из проводников 17 - 20, Причем проводники 17 - 19- системы соединены с выводами секций 14 - 16, а проводники 20 - с общей шиной 21. В общую схему ИСПН выходной и входной фильтры включаются с помощью входных клемм 22 и 23 и выходных клемм 24 и 25.

LC-структура выходного и входного фильтров (фиг.З) устанавливается на электропроводящем корпусе или печатном проводнике 26, выполняющем функцию соединенной с землей шины. На корпусе крепится диэлектрическая металлизированная подложка 27 с кон- тактньп 1и площадками 28, с которыми гальванически соединены отводы 29,вы полненные витками 30 сглаживающего дросселя, намотанного на магнитопро- воде 31.

Физические процессы помехоподавле ния в предлагаемом ИСПН могут быть представлены следующим образом.

Входной и выходной фильтры ИСПН являются фильтрами нижних частот,для которых частота среза f амплитудно-частотной характеристики на уровне 0,707 определяется по известной формуле

-ср

10

15

20

где L,C - индуктивность дросселя и емкость конденсатора фильтра.

Основным источником помех в предложенном ИСПН является импульсная часть силового контура, образованная регулирующим транзистором 1 , обратпьпи диодом 3 и конденсатором 13 выходного фильтра 5, на выходе которой формируется последовательпость прямоугольных импульсов, которая может быть заменена суммой гармонических составляющих с амплитудой, определяемой вторым слагаемым в данном выражении. Частоты этих составляющих кратны частоте преобразования ИСПН и число этих составляющих в общем случае неограничено.

Указанный набор гармоник поступает на вход выходного и входного (со сто- ропы регулирующего транзистора 1) 25 фильтров.

Ослабить амплитуды гармоник до допустимых значений с помощью однозвен- ного фильтра не представляется возможным вследствие наличия паразитных

30 параметров элементов фильтров: собственной емкости дросселя и собственной индуктивностью конденсатора.Поэтому в предлагаемом ИСПН дроссели фильтров выполнены в виде LC-струк35 тур, которые могут рассматриваться как последовательное соединение нескольких звеньев фильтра нижних частот. Для повышения эффективности работы такого фильтра целесообразно

40 разнести частоты среза звеньев,например на декаду. В этом случае параметры звена фильтра, образованного индуктивностью всей обмотки дроссели 12 выходного фильтра и конденсато45 ром 13, выбираются исходя из обеспечения требуемого коэффициента сглаживания на частоте преобразования f первой гармоники. Это звено эффективно работает до частоты, равной 10 f,,. 50 Звено, образованное индуктивностью

секций 14 - 16 и емкостью между обкладками 19 и 20, наиболее эффективно работает в диапазоне 10 - 100 звено, образованное индуктивностью

55 секций 14 и 15 и емкостью между обкладками 18 и 20 - в диапазоне 100 - 1000 f„; звено, образованное индуктивностью секции 14 и емкостью между обкладками 17 и 20 - в диапазоне

1000 - 10000 ЕП. Рассмотренное справедливо и для входного фильтра ИСПН,

В. том случае, если емкости указан- ных звеньев фильтров повьтенных частот заданы конструктивно и определяются площадями обкладок 17-20, толщиной и диэлектрической проницаемостью подложки 27 (фиг.3), можно ориенти- ровочно оценить количество витков в секциях обмоток дросселей 4 и 5, разделенных петлевыми вьшодами.

Формула изобретения

I. Импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, входом подключенный к выходу первого LC-фильтра, вхо- дами подсоединенного к входным клеммам, управляющий вход транзистора подключен к блоку управления, выход транзистора подключен к первому выводу обратного диода и к входу второго LC-фильтра, выходами подключенного к выходным клеммам, второй вьюод обратного диода подключен к общей шине, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности питае- мой радиоэлектронной аппаратуры путем снижения уровня высокочастотных помех, дроссели входного и выходного LC-фильтров выполнены с отводами от

22

/4 /5 fff / / /

обмоток, причем отводы имеют емкостную связь с общей шиной.

2.Стабилизатор по п.1, о т л и - чающийс я тем, что емкостная связь отводов обмоток дросселей с общей шиной выполнена в виде металлизированных с двух сторон диэлектрических подложек, одна сторона которой имеет сплошн:,то металлизацию, а металлизация второй стороны выполнена в виде отдельных контактных площадок, при этом дроссель установлен на соответствующую подложку со стороны контактных площадок, и отводы обмоток дросселя соединены с контактными площадками, а вторая сторона подложки имеет электрический и тепловой контакт с корпусом импульсного стабилизатора постоянного напряжения,

3.Стабилизатор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что отводы от обмоток дросселей фильтров вьшолнены от внутренних граничащих

с магнитопроводом слоев обмотки.

4.Стабилизатор по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что контактные площадки металлизированной диэлектрической подложки имеют разную площадь.

5.Стабилизатор по пп. 1 - 4, отличающийся тем, что отводы от витков обмотки дросселя выполнены

с разным щагом.

2

Zf

. 2

5

2В

-2-26

9us.d

Изобретение относится к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Целью изобретения является повышение надежности питаемой аппаратуры путем снижения уровня высококачественных помех. Импульсный стабилизатор постоянного напряжения состоит из регулирующего транзистора 1, блока управления 2, обратного диода 3, второго фильтра 4, первого фильтра 5, силовых шин 6 и 7, входных клемм 8, 9 и выходных клемм 10 и 11. Выходной и входной фильтры 4 и 5 содержат дроссель и конденсатор. Отводы от внутренних слоев обмотки дросселя образуют с общей шиной, соединенной с корпусом, высокочастотные LC-звенья, роль индуктивности в которых играют секции обмотки дросселя, а функции емкости - электростатическая система из проводников, соединенных с секциями дросселя, и проводника, соединенного с общей шиной. Конструктивно LC-звенья реализуются при прмощи диэлектрической подложки, имеющей с одной стороны сплошную металлизацию, а с другой стороны, на которую установлен дроссель, металлизация вьтолнена в виде отдельных контактных площадок, к которым присоединены вьшоды обмотки дросселя, 4 з.п, ф-лы, 3 ил. с (Л 00 со СП CQ СЛ СП иг /

Редактор В.Данко

Составитель А.Баженов Техред В.Кадар

Г;аказ 4046/42Тираж 863Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

Корректор М.Шароши