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

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении малогабаритных вторичных источников питания репортажных передающих телевизионных камер, питание которых должно бы быть осуществлено от аккумулятора.

Цель изобретения - повьпиение КПД импульсного стабилизатора напряжения

На чертеже представлена структурная схема импульсного стабилизатора напряжения постоянного тока.

Импульсный стабилизатор напряже- ния может быть вьтолнен в виде последовательно соединенных между одноименными входным и выходным выводами ключевого транзистора 1 и LCD-фильтра 2. Элементы LCD-фильтра - дрос- сель, диод и конденсатор включены по .стандартной схеме. Стабилизатор напряжения также включает резистор 3, предназначенный для надежного закрывания транзистора 1 и подключенный параллельно переходу база - эмиттер транзистора 1, первый дополнительный транзистор 4, второй дополнительный транзистор 5, резистор 6. Резистор 6 подключен параллельно переходу база - эмиттер второго дополнительного транзистора 5. Последний и резистор 6 в сочетании с первым дополнительным транзистором 4 представляют собой то- костабилизирующий узел, служащий для поддержания постоянной величины базового тока ключевого транзистора I при изменении входного напряжения. База транзистора 5 соединена с эмиттером транзистора 4. Эмиттер транзистора 5 соединен с базой транзистора 1, а коллектор транзистора 5 соединен с базой транзистора 4 и через резистор 7 - с коллектором согласующего транзистора 8, эмиттер которого сое- динен с общей шиной. Коллектор транзистора 4 соединен с выходным выводом. Блок 9 управления служит для управления работой ключевого транзистора 1 . Вход управления блока соединен с выходным выводом, а выход - с базой согласующего транзистора 8. Блок управления может включать задающий генератор, выполненный, например, на операционном усилителе 140УД20, широтно-импульсный модулятор, выполненный по любой из известных схем, и узел сравнения, выполненный на операционном усилителе 140УД20.

Стабилизатор работает следующим образом.

Прямоугольные импульсы определенной частоты и скважности с выхода блока 9 управления поступают через согласующий транзистор 8 и дополнительный транзистор 4 на базу ключевого транзистора 1. Усиленные импульсы с коллектора ключевого транзистора 1 поступают на вход LCD-фильтра 2, на выходе которого получается постоянное напряжение,величина которого пропорциональна ширине импульсов.

В предлагаемом устройстве стабилизация выходного напряжения осуществляется следующим образом.

При изменения выходного напряжения вследствие воздействия дестабилизирующих факторов происходит изменение сигнала, поступающего на вход блока 9 управления. Это приводит к изменению ширины импульсов, подаваемых с его выхода через согласующий транзистор 8 и дополнительный транзистор 4 на базу ключевого транзистора 1 . В результате изменяется ширина импульсов на коллекторе ключевого транзистора 1 и, соответственно, изменяется выходное постоянное напряжение на выходе LCD-фильтра 2, которое пропорционально ширине импульсов. Таким образом, выходное напряжение возвращается к прежнему значению. 9а счет того, что коллектор дополнительного транзистора 4 соединен с выходным выводом, напряжение на котором меньше, чем на входном, ни падение напряжения на переходе коллектор эмиттер транзистора 4, ни падение напряжения на базе перехода база - эмиттер транзистора 1 не сказываются на минимальном напряжении транзистора 1 в открытом состоянии. Это напряжение имеет минимальную величину и равно напряжению насьш1ения его перехода коллектор - эмиттер.

Это способствует повьш1ению КПД стабилизатора. Потери к ощности в цепи управления ключевого транзистора I определяются током коллектора согласующего транзистора 8. А величина этого тока в предлагаемой схеме приблизительно равна току нагрузки, деленному не произведение коэффициентов передачи по току ключевого транзистора 1 и дополнительного транзистора 4, и составляет соответственно очень малую величину.

Применение предлагаемого импульсного стабилизатора напряжения постоянного тока при построении малогабаритных вторичных источников питания репортажных телевизионных камер, питание которых должно быть ос тцествле- но от аккумулятора, обеспечит повьппе- ние КПД источника питания на 5-10% за счет уменьшения минимального напряжения на силовом транзисторе и за счет уменьшения потерь мощности в цепи управления. Повьппение КПД источника питания приведет к уменьшению рассеиваемой мощности, что позволит уменьшить габариты и массу теплоотво- дящих радиаторов, что приведет к уменьшению габаритов и массы телевизионных камер в целом. Уменьшение рассеиваемой мощности позволит также уменьшить габариты и массу камеры за счет более плотной компоновки элементов источника питания и функциональных узлов камеры. Повьппение КПД источника питания вызовет уменьшение потребляемого тока, что позволит уменьшить габариты аккумуляторов за счет уменьшения их требуемой емкости.

Формула изобретения

Импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий включенные последовательно между одноименными входным и выходным выводами ключевой транзистор и LCD-фильтр, первый резистор, подключенный параллельно переходу база - эмиттер ключевого транзистора, согласующий транзистор, эмиттер которого соединен с общей шиной, база с выходом блока управления, а коллектор - с вторым

резистором, отличающийся тем, что, с целью повъш1ения КПД, в него введены два транзистора и третий резистор, причем эмиттер первого транзистора соединен с базой второго

транзистора, третий резистор включен параллельно переходу база - эмиттер второго транзистора, эмиттер которого соединен с базой ключевого транзистора, коллектор подключен к базе

первого транзистора и через второй резистор к коллектору согласующего транзистора, а коллектор первого транзистора и вход блока управ - ления соединены с вькодным вьюо дом.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении малогабаритных вторичных источников питания репортажных передающих телевизионных камер. Цель изобретения - повышение КПД импульсного стабилизатора напряжения. Цель достигается путем уменьшения потерь в цепи управления ключевого транзистора 1 за счет введения первого дополнительного транзистора 4, включенного между ключевым 1 и согласующим 8 транзисторами, а также путем уменьшения минимального напряжения на ключевом транзисторе-1 в открытом состоянии за счет подключения транзистора 4 к выходному вьгаоду. Введенные в стабилизатор второй дополнительный транзистор 5 и резистор 6 вместе с транзистором 4 представляют собой токостабилизирующий узел, служащий для поддержания постоянным базового тока ключевого транзистора 1 при изменении входного напряжения. Использование такого способа построения стабилизатора позволяет получить высокий КПД и малые массогабаритные показатели. 1 кл. i р; от .AJ i (Л со со ЭО ;о г/- UIHM J Lmop