Ключевой стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1988 года по МПК G05F1/56 

со to

IS3

r

оо

фиг 1

Г(1|).1 I пи.чообратиог о напряжения и с e - i Hiixo;n 1 и:1ообразное напряжение i. i UiHpeNk НПО С: сигналом обратной свя- ) | усилителя 7 подается на компа- 1 Г; jM 1 ор 8. : выхода компаратора 8 пря- Т-.Ч1-, I Угг МТ)И1 U. импульсы (фиг. 26) с изме I П сися скважностью в зависимости 1-1 мггиаил обратной связи подаются 1 , Г) ч,ч и.-МП формирователя 10, преобразуют- с СП ф:;1рми.оиатепсм и на выходной об- мотке 15 трансформатора 16 возникает . ,- Г1М-:г.М(.:ин( е напряжение с паузой на ну- I ле н скважностью, изменяющейся син- : 1 i ; хг.г.инг ГС гкважностью выходного напряжс.ния компаратора 8.

:i li r ii,: (tint . 2a показана диаграмма на- i4- .,Koi.i{fi НЯ выходной обмотке 23 транс- .-ТОР i lOp-.taTopci 2) задающего генератора 5;

vri .(I ii;i Ji ir . Ри - /исн рямма напряжения на

, 1-.,; |j|.i;-: 1 г.ui (lOMOTKe 13 трансформатора 16 ..м11гон,-ггеля 10 модуляционного бло -.: .

- о - . прп лежутке времени напря- I T(. на 1м,1хо; е 25 обмотки 23 транс СП,.1 тора 24 имеет положительную поI.-I;ячярчость ОЬиг . 2а) и положительное

: ,|;-:.,;г1,иялряленнс на обмотке 15 трансформатоjipiMiI . i In (|1ирг.п1)оват(; 1я 10. При этом диlitHi ,1, .8 о} азыцастся в запертом состоя1 или, так как напряжение обмотки 15

.- -if ii,.;;, В1 1водами 13 и 19 выше или равно

. 1и1|;1нжеtinH) обмотки 23 между вывода ми ib п 29. Положительное напряжение

III ., мяода 13 (показано на фиг. 1 без

Я , ,.(.ПК :(1ками -I- и -) обмотки 15 че- . 1 ;; 1м;- ,:меи1еьный диод 17 и ограни- ii TcijbuijM резистор 20 подается на уиранлопш транзистора 2

2г). Транзистор 2 открыт и на их.)д Ь 1Л)-ф11льтра подается напряжение iii: 1 очн1-1ка 1 питания (фиг. 2д), фильт- ,огся и поступает в нагрузку 4. .. |;1)емеии tj напряжение на об- д. M iiKt 15 1 рансформатора 16 формирова 1ел4 1.) становится равным нулю. В ре- ,, культа ге диод 27, включенный в пря ЮМ на.графлении по отношению к входу Р ,ч; :1аиления транзистора 2, открывается Я . 11оЛ1)ж1Ггельным напряжением на выводе 25

.1 );(же1(ие осмотки 23 через прямо- i iсмс;целП1,ш дио,ч 28 и обесточенную обti iTixy 5, чериз среднюю точку 19 при- , :,biBcio Ч Я К. i 1..11)му злектроду 22,

Р Х IПтр ша fjij.Hoe 11ап1)яжение средней точ - 8 1.11 29 I OMixrKii 23 прикладывается к -л.1. ЧК( .1нени | ограничительного реч r.iii. i 2(1 i V пра и.|Г)1Ю1цег о :злектрода 1 r:;j.J5ii. - чра, т. f. на нход управления регулирующего транзистора 2 в промежутке времени t,,-t, от схемы управления подается запирающее напряжение (фиг. 2в). При этом происходит форсированное рассасывание неосновных носителей из области базы, что предотвращает резкое увеличение тока через коллекторньп переход транзистора в момент изменения поляр 1ости на- пряжения на обмотке дросселя LCD- фильтра 3, что эквивалентно режиму короткого замыкания на выходе транзистора 2. Коммутационные потери уменьшаются.

Регулирующий транзистор 2 закрыт и на входе LCD-фи.пьтра 3 - на его рекуперативном диоде напряжение становится равным нулю (фиг. 2д).

В момент времени t напряжения на обмотках 15 и 23 изменяют знаки, показанные на фиг. 1 в скобках и на фиг. 2а, в . Диод 28 заперт, так как напряжение обмотки 15 между выводами 19 и 14 выше или равно напряжению обмотки 23 между выводами 26 и 29. Положительное напряжение вывода 14 обмотки 15 подается через ограничительный резистор 20 на управляющий электрод транзистора 2 (фиг. 2г). Та КИМ образом, в промежутке времени t,-t,, как и в промежутке времени

,, регулирующий транзистор 2 ключевого стабилизатора открыт.

Аналогично описанному процессу в рромежутке времени t,-ts в промежутках , tj-tg, т.е. в моменты появления паузы на нуле в управляющем напряжении обмотки 15 формирователя 10 транзистор 2 ключевого стабилизатора закрыт. В другом случае, когда на обмотке 15 формирователя 10 управляющих импульсов появляется выходное напряжение, а именно в проме

ъ-,,

ГЧ

t -,- t g транжутках

зистор 2 открыт.

В процессе работы ключевого стабилизатора постоянного напряжения импульсное напряжение (фиг.2д), действующее на входе LCD-фильтра 3, инте- гриру ется фильтром и стабилизируется в пределах, определяемых элементами усилителя 7 обратной связи.

Таким образом, управляющее напряжение, создаваемое на входе управления регулирующего транзистора 2 ключевого стабилизатора с помощью предложенной схемы, двухполярное. С появлением запирающего напряжения

|Q5

2025

35

40

45

к составе упранчянмщ го сигп.ч.м рассасывания трпнчистпра с.гкр пцается , что приводит к чнач1ПЧ -п-.ио--1у сокращению коммутационных iioropi, н момент запирания, и, как с,и-,-;ствие, ; инь- шается перегрев регулирующего транзистора, повышается КИЛ и надежность стабилизатора.

Предложенное устройство можот быть использовано в схеме управления сетевым бестрансформаторным стабилизированным преобразователем (фиг.З). Устройство не требует установки в цепи управления регулирующим транзистором допол1П1тель}1ьгх дискретных элементов - маломощных транзт1сторов, конденсаторов и т.п., подвергающихся в процессе работы воздействию нестационарных процесс011 в сети, так как указанные элементы соединены с входом управления силового регулирующего транзистора и че11ез комплексное сопротивление монтажа (емк(- сть монтажа , сопротивление изо.ляции) связаны с сетью.

Применен ле предложенного стабилизатора в отличие от известного не ограничено формой управляющего напряжения с паузой на нуле (фиг.2в,к). На выходных обмотках трансформаторов задающего генератора и формирователя могут действовать напряжения прямоугольной формы со скважностью два (фиг. 2а,л), смещающиеся в процессе регулирова}П1я одно относительно другого на угол регулирова). В результате сложения указанньк напряжений с помощью предложенного устройства на входе упранле(П1я регулирующего транзистора (фиг. 2м) будет действовать результирующее двухполярное напряжение, аналогичное по форме напряжению на диаграмме (фиг.2г,м). В промежутках времени

t,-t,

t3-t4, t --t.

cnHi;i. на

пряжений задающего генератора и формирователя диоды 27 и 28 (фиг. 1) оказываются sanepTi.LMii и на входе управления регулирующего транзистора действует отпирающее на11 ш лен11е двух- полуперцодного выпp I Iiтeл I in ди1)дах 17 и 18. Регу.1Ш11ующий транзистор открыт .

Во временных промежутках t,.-r,, t,-t. (фиг. 2а,.,м) пг)отиво 4 Ь

фазности указанных напряженш) эти напряжения , склад1,1ваяс ь последовательно, поступаю на HX .vH упраг111е1П1я

51372298

егулирующего транзистора в чагщрак - ен 1(.1лярности и транзистор запиратся , орм у л а изобретенная

1)ы т х ни О к г с и н то кр ны 5 да а эл вы щи сх по ли

Ключевой стабилизатор постоянного напряжения, содержащий последовательно соединенные силовой рег улирующий транзистор и LCD-Фильтр между входными и выходными выводами, задающлй генератор, модуляцио 1ньй блок, состоящий из генератора пилообразного напряжения, компаратора и усилителя обратной связи, причем выход генератора пилообразного напряжения подключен к первому входу компаратора, второй вход которого соединен с усилителем обратной связи, связа)шым с выходН.1ми выводами, а выход компаратора связан с первым входом формирователя управляющих импульсов, второй вход которого подключен к первому выходу генератора, вто

1)ым выходом подключенног о к генератору пилообразного напряжения, выходная обмотка трансформатора формирователя управляю1цлх импульсов крайними выводами через выпрямитель и Ограничительный резистор подключена к управляющему электроду регулирующего транзистора, отличающий- с я тем, что, с целью повышения КПД и надежности стабилизатора, в выходной трансформатор задающего генератора введена дополнительная обмотка, краГшие выводы которой через введенные диоды подключены к крайним выво- дам выходной обмотки трансформатора формирователя управляющих импульсов, а средняя точка - к управляющему электроду регулирующего транзистора, выпрямитель формирователя управляющих импульсов выполнен по двухтактной схеме со средней точкой, которая подключена к силовому электроду регулирующего транзистора.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания. Цель изобретения - повьшение КПД и надежности ключевого стабилизатора. Ключевой стабилизатор состоит из силового регулирующего транзистора 2, LCD- Фильтра 3, задакицего генератор (ЗГ) 5, модуляционного блока 6, в состав которого входят усилитель 7 обратной связи, компаратор 8, генератор 9 пилообразного напряжения, формирователь 10 управляющих импульсов. В выходной трансформатор 24 ЗГ 5 введена дополнительная обмотка 23, крайними выводами 25 и 26 через диоды 27 и 28 подключенная к крайним выводам 13 и 14 выходной обмотки 15 трансформатора 16 формирователя 10, а средней точкой 19 - к управляющему злектроду транзистора 2. Напряжение, создаваемое на управляющем входе транзистора 2, двухполярное, благодаря чему время рассасывания транзистора 2 сокращается, что приводит к снижению коммутационных потерь в момент запирания и к уменьшению перегрева транзистора 2, при этом повышаются КПД и надежность стабилизатора. 3 ил. (Л

if

h te

(риг. 3