Стабилизатор напряжения Советский патент 1987 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания радиоалпаратуры.

Целью изобретения является повышение КПД стабилизатора напряжения.

На чертеже показана принципиальная схема стабилизатора напряжения.

Стабилизатор напряжения содержит однофазный двухполупериодный мосто- вой выпрямитель 1, вхоД 2 которого подключен к входным выводам, к положительному потенциалу выхода выпрямителя 1 подключен коллектор регулирующего транзистора 3 (тип транзисто- :ра п-р-п), эмиттер которого через линейный дроссель 4 подключен к одному выводу для подключения нагрузки 5, другой вывод которого подключен к отрицательному потенциалу выхода выпрямителя 1. Анод диода 6 и одна обкладка конденсатора 7 подключены к отрицательному потенциалу выхода .выпрямителя 1, катод диода 6 подключен к дросселю 4 и эмиттеру транзистора 3, другая обкладка конденсатора 7 подключена к дросселю 4 К нагрузке 5.

Последовательно включенные конденсатор 8 и первичная обмотка 9 нели- йейного трансформатора 10 с вторичной обмоткой 11 подключены к выходные выводам однофазного двухполупе- риодного мостового выпрямителя 12, выход которого связан с отрицательным выходом выпрямителя 1 и с коллектором транзистора 13 {тип п-р-п),а эмиттер связан с эмиттером транвисто- ра 3,дросселем А и катодом диода б .Параллельно нагрузке 5 подключен вход узла 14 сравнения,выход которого подключен к входу мультивибратора 15. Первый выход мультивибратора 15 подключен между базой и эмиттером транзистора Л3,второй выход - между базой и эмиттером транзистора 3.Выход выпрямителя 1 подключен к питающим клеммам мультивибратора 15.К выходным клеммам выпрямителя 12,подключен конденсатор 16,

При подключении входа 2 выпрямителя 1 к напряжению сети с частотой (1 на его выходе образуется выпрямленное напряжение,которое питает мультивибратор 13, . вследствие чего на левом плече мультивибратора образуется напряжение на его нагрузке, которого запитывает базоэмиттер- ный переход транзистора 3. Это при10

20

25

30

.

Q

35

45

50

55

водит к появлению тока нагрузки, который протекает через дроссель 4 к нагрузке 5.

Выходной ток выпрямителя 1 описывается в аналитическом виде как

ij - (4I j/3JT) COS 2fc)t - (4l j/15iT ) cos 4u)t + ... 0 где I амплитуда тока;

-амплитуда постоянной составляющей выходного тока;41 /331 - амплитуда тока второй

гармоники. Постоянная с.оставляющая выходного

21

тока выпрямителя 1 -J через регулирующий транзистор 3 питает наг-

0 РУзку.Ток второй гармоники ( /3JI) cos 2ujt питает феррорезонансный .колебательный контур, состоящий из последовательно включенных конденсаторов 8 с первичной обмоткой 9 нели5 нейного трансформатора 10. При опре- деленных соотношениях параметров цепи (8,9) в феррорезокансном колеба- . тельном контуре возбуждается устойчивое автопараметрическое колебание

0 на частоте 2и), вследствие чего по контуру возникает сквозной ток на частоте 2сО.

Из-за насыщения сердечника нели- . нейного трансформатора 10 наводится ЭДС на вторичную обмотку 11.Стабилизированный ток выпрямляется выпрями- . телем 12 и заряжает конденсатор 16.

При увеличении напряжения на нагрузке 5 от заданного номинального

Q в узле 14 сравнения вырабатывается сигнал, воздействует на мультивибратор.. Мультивибратор переходит в другое устойчивое состояние, тем самым транзистор 3 запирается, а транзистор 13 открывается.В этом случае питание нагрузки 5 обеспечивается за счет энергии,накопленной на энергоемких элементах 4 и 7.Поддержание напряжения на нагрузке 5 на заданном уровне обеспечивается за Т счет протекания циркулирующего тока по замкнутому контуру 4,5,6. Дальнейшее поддержание напряжения на нагрузке 5 на заданном стабилизирующем уровне обеспечивается за счет разряд- його тока конденсатора 16, который протекает через транзистор 13,дроссель 4 и нагрузку 5, Длительное время источник питания с выпрямителем

5

5

0

5

12 не может обеспечить мощностью нагрузку 5, что видно из аналитической

зависимости гармонического состава.

I

В связи с недостаточной мощностью

второго источника питаний с выпрямителем 12 напряжение на нагрузке 5 уменьшается,что приводит к формированию импульса в узле 14 сравнения, который воздействует на мультивибратор 15, в результате чего последний переходит в другое устойчивое состояние, транзистор 13 закрывается,а транзистор 3 открывается.

Процесс снова повторяется,т.е. транзистор 13 заперт и идет заряд конденсатора 16 от выпрямителя 12, в это время через транзистор 3 протекает ток к нагрузке 5 через дроссель. 4.

Таким образом,в период.когда тран- зистор 3 заперт,нагрузка 5 обеспечивается питанием от энергии,накопленной в элементах 4 и 7,а также разрядным током конденсатора 16,за счет чего увеличивается время закрытого состояния регулирующего транзистора 3, т.е. снижается частота его переключения, тем самым повьппается Ю1Д стабилизатора до 98%. С другой стороны, отпадает надобность применения дорогостоящего высокочастотного регулирующего транзистора, так как возникает возможность снизить частоту переключения в 1,5-2 раза.

Составитель С.ЧерньЩ1ева.

Редактор И. Рыбченко Техред А.Кравчук Корректор Г.Рещетник

Заказ 5793/42 Тираж 863Подписное

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

5

0

5

0

5

Формула изобретени я Стабилизатор напряжения, содержащий первый мостовой выпрямитель,вход которого соединен с входными выводами, а выход через регулирующий транзистор и фильтр связан с выходными выводами,цепь из первого конденсатора и первичной обмотки нелинейного трансформатора,подключенная к выходу первого мостового выпрямителя,, вторичная обмотка нелинейного транс- форматора подключена к входу второго мостового выпрямителя,второй конден- сатор,одна обкладка которого соединена с одним из выходных выводов второго мостового выпрямителя,одним из выходных выводов первого мостового выпрямителя и общей шиной, блок управления, включающий узел сравнения, входом соединенный с выходными выводами, отличающийся тем,что, с целью увеличения. КПД, вторая обкладка второго конденсатора- подключена к другому выходному вьшо- ду второго мостового выпрямителя,куда также подключен один силовой электрод введенного ключевого транзистора, другой силовой электрод которого соединен с общей точкой регулирующего транзистора и фильтра, причем фильтр выполнен на диоде,дросселе и конденсаторе, а в блок управления введен мультивибратор,вход которого соединен с выходом узла сравнения, а соответствующими выходами - управляющими электродами регулирующего и ключевого транзисторов.

Изобретение относится к вторичным источникам питания и предназначено для питания нагрузок постоянного тока. Цель изобретения - увеличение КЩ стабилизатора напряжения.Это достигается путем включения на выход двухполупериодного-мостового выпрямителя 1 последовательно феррорезо- нансного колебательного контура (ФКК), состоящего из конденсатора 8 и трансформатора 10. С выхода ФКК выпрямленное напряжение через ключевой транзистор 13 запитывает нагрузку 5.Транзистор 13 открыт в период, -когда регулирующий транзистор 3 заперт. В результате энергия, накопле- ния в конденсаторе 16,питает нагрузку 5 в период,когда транзистор 3 заперт, что позволяет увеличить время поддержания напряжения на нагрузке на заданном уровне. В результате снижается частота переключения регулирующего транзистора 3 в 1,5- 2 раза,что и позволяет увеличить КПД стабилизатора.1 ил. (Л с