Импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока с самозащитой Советский патент 1988 года по МПК G05F1/569 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам преобразования и стабилизации параметров электрической энергии, и может применяться в системах вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры, работающих при повышенных первичных напряжениях (например, явного триггера 5, Дополнительная обмотка 3.3 дросселя 3.1 последовательно с резистором 21 включена между коллектором транзистора 16.и базой транзистора 18. База транзистора 16 подключена к задающему генератору 8, а коллектор транзистора 17 связан с первым входом широтно-импульсного МОпосредственно от выпрямленного напря- ю дулятора 9 и источником 10 опорного

жения промьш1ленной сети 220 В 50 Гц), к которой предъявляются требования по обнаружению собственных неисправное тай при решении этой задачи средствами технического диагностирования, 5 встроенными в системы вторичного электропитания.

Цель изобретения - повышение надежности путем увеличения степени самоконтроля.20

На чертеже представлена схема импульсного стабилизатора напряжения..

Импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока с самозащитой содержит последовательно включенные 25 между входом и выходом регулирующий транзистор 1, LCD-фильтр 2 с дросселем .3.1, имеющим основную 3.2 и вспомогательную 3.3 обмотки, преобразователь 4 постоянного напряжения в 30 переменное со счетным триггером 5 и трансформатором 6, выпрямитель 7, задающий генератор 8, широтно-импуль- сный модулятор 9, источник 10 опорного напряжения, связанньш с первым входом широтно-импульсного модулятора, трансформаторный модулятор 11 с трансформатором 12 и генератор 13 пилообразного напряжения, двухполярный источник 14 питания, элемент 15 безынерционной синхронизации, в который входят пе.рвый и второй транзисторы 16 и 17 одного типа проводимости и третий транзистор 18 противоположного типа, первый, второй и третий резисторы 19-21.

Между первым выводом двухполярно- го источника и общим проводом последовательно включены резистор 19, пере40

45

напряжения,

Для работы устройства должно выполняться условие: напряжение дополнительной обмотки 3.3 дросселя 3.1 во всех режимах должно быть меньше половины напряжения источника 14, но больше суммарного падения напряжения на переходах коллектор-эмиттер транзистора 16 и база - эмиттер транзисторов 17 и 18 (около 1,5 в).

Стабилизатор работает следующим образом.

В промежутках между импульсами задающего генератора 8 все три транзистора элемента 5 закрыты. Во время действия на этот элемент импульса задающего генератора потенциал коллектора транзистора 16 понижается до суммарного падения напряжения на переходах коллектор - эмиттер транзистора 16 и база - эмиттер транзистора 17. Одновременно открывается и транзистор 17, вследствие чего формируется пауза в опорном напряжении и транзистор 1 запирается. В этом состоянии он находится и после окончания импульса задающего генератора 8 (пауза в опорном напряжении) до тех пор, пока всплеск пилы, возникший синхронно с импульсом задающего генератора 8 вследствие переключения триггера 5, не опустится ниже уровня установившегося опорного напряжения. Синхроимпульс на триггер 5 вырабатывается при совпадении импульса задающего генератора 8 с остатком импульса регулирующего транзистора 1 (снимаемого с обмотки 3.3) от предшествующего цикла работы. Этот остаток образуется вследствие протягивания импульса - открытого состояния регулирующего транзистора 1 - когда по базе он переводится со стороны широтно-импульсного модулятора 9 в режим отсечки, но продолжает оставаться в состоянии проводимости по току коллектора до окончания процесса рассасывания неосновных носителей .

ходь коллектор - эмиттер и база-эмит-тер соответственно транзисторов 16 и 17. Между общим проводом и вторым выводом источника 14 последовательно включены переход эмиттер - коллектор транзистора 18 и резистор 20. Общая точка этого резистора с коллектором транзистора 18, являющаяся выходом элемента 15 безынерционной синхронизации, соединена с входом счетного триггера 5, Дополнительная обмотка 3.3 дросселя 3.1 последовательно с резистором 21 включена между коллектором транзистора 16.и базой транзистора 18. База транзистора 16 подключена к задающему генератору 8, а коллектор транзистора 17 связан с первым входом широтно-импульсного МО5

0

5 0

0

5

0

5

напряжения,

Для работы устройства должно выполняться условие: напряжение дополнительной обмотки 3.3 дросселя 3.1 во всех режимах должно быть меньше половины напряжения источника 14, но больше суммарного падения напряжения на переходах коллектор-эмиттер транзистора 16 и база - эмиттер транзисторов 17 и 18 (около 1,5 в).

Стабилизатор работает следующим образом.

В промежутках между импульсами задающего генератора 8 все три транзистора элемента 5 закрыты. Во время действия на этот элемент импульса задающего генератора потенциал коллектора транзистора 16 понижается до суммарного падения напряжения на переходах коллектор - эмиттер транзистора 16 и база - эмиттер транзистора 17. Одновременно открывается и транзистор 17, вследствие чего формируется пауза в опорном напряжении и транзистор 1 запирается. В этом состоянии он находится и после окончания импульса задающего генератора 8 (пауза в опорном напряжении) до тех пор, пока всплеск пилы, возникший синхронно с импульсом задающего генератора 8 вследствие переключения триггера 5, не опустится ниже уровня установившегося опорного напряжения. Синхроимпульс на триггер 5 вырабатывается при совпадении импульса задающего генератора 8 с остатком импульса регулирующего транзистора 1 (снимаемого с обмотки 3.3) от предшествующего цикла работы. Этот остаток образуется вследствие протягивания импульса - открытого состояния регулирующего транзистора 1 - когда по базе он переводится со стороны широтно-импульсного модулятора 9 в режим отсечки, но продолжает оставаться в состоянии проводимости по току коллектора до окончания процесса рассасывания неосновных носителей .

Независимо от длительности этого процесса в регулирующем транзисторе 1 и транзисторах преобразователя 4 синхроимпульсы на входе счетного триггера 5 совпадают с импульсами задающего генератора 8 и благодаря жесткой синхронизации ими триггера 5 - с передним фронтом всплеска пилообразного напряжения генератора 13 что обеспечивает запирание регулирующего транзистора 1, начиная с формирования импульсов задающего генератора 8, и без перерыва до его окончания в соответствии с условиями регулирования, вьщерживая заданный параметр (стабильность выходного напряжения) по цепи обратной связи, в которую входит трансформаторный модулятор II,;. управляемый .тригге- ром 5,

Отказовые ситуации, в том числе в элементе 15 безынерционной синхронизации, выявляются непосредственно с момента возникновения. Это подтвер ждается следующим анализом неисправностей в элементе 15 безынерционной синхронизации: пробой переходов коллектор - эмиттер или коллектор - база транзистора 16 или 17, отсутст- вуют импульсы на коллекторе транзистра 17, нет опорного напряжения на первом входе широтно-импульсного модулятора 9; пробой перехода база ность образования контура обхода заданной последовательности контроля элементов из-за отказов в элементе 1 безынерционной синхронизации.

Таким образом, повысилась полнота охвата схемы самоконтроля, а тем самым и степень гарантии выдачи потребителю заданного номинала напряжения за счет перевода большего круга неисправностей в разряд останов.

Формула изобретения

Импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока с самозащитой, содержащий последовательно соединенные между входом и выходом регулирующий транзистор, LCD-фильтр, преобразователь постоянного напряжения в переменное со счетным триггером и с выходным трансформатором, к вторично обмотке которого подключен выпрямитель, широтно-импульсный модулятор, один из входов которого связан с выходом источника опорного напряжения, а другой - с выходом генератора пилообразного напряжения, выход широт- но-импульсного модулятора подключен к база - эмиттерному переходу регулирующего транзистора, причем вход указанного генератора пилообразного . напряжения связан с выходом через трансформаторньй модулятор, управляю

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного питания, и может быть использовано в радиоэлектронной аппаратуре, работающей от сети повышенного вторичного напряжения при предъявлении требований к автоматическому контролю исправности. Цель изобретения - увеличение степени самоконтролем. Это достигается автоматическим контролем устройства синхронизации триг- ера 5, являющегося пассивным возбудителем преобразователя постоянного напряжения в переменное. В устройстве синхронизации резисторы 19, .20 и Вход различные переходы транзисторов 16, 17, 18 включены между выводами двух- полярного источника питания 14, а в цепь между коллектором первого транзистора и базой третьего включена дополнительная обмотка- дросселя LCD- фильтра 2. Связи устройства синхронизации с другими элементами обеспечивают прохождение импульсов задающего генератора к триггеру 5 через последовательную цепь элементов, ответственных за номинал выходного напряжения и подвергаемых зондирующему контролю. Контроль достигается непрерывным зондированием элементов, принимающих участие в процессах:стабилизации и преобразования электрической энергии. Влияние быстродействия силовых транзисторов при этом исключено. Положительньй результат контроля выражается в выдаче потребите- лю выходного напряжения и возможен только при исправности зондируемых элементов, а отрицательный - в запрете вьщачи напряжения из-за отказов, что предотвращает повреждение объекта питания 1 ил. о (Л 4 о ел о со

эмиттер транзистора 17 также исключа- 35 вход которого подключен к выходу

ет импульсы на его коллекторе, следовательно, исчезают .вырезки в опорном напряжении и, как результат, нет импульсов на обмотке 3.3; пробой перехода база - эмиттер транзистора 16 сделает невозможным уменьшение потенциала его коллектора, хотя импульсы задающего генератора сопровождаются соответствующими вьфезками в опорном напряжении; наличие импульсов на обкотке 3.3 не обуславливает формирование импульсов синхронизации триггера 5; последствия обрывов резисторов 19-21, обмотки 3.3 и любых электродов транзисторов 16-18 также однозначны: исчезают импульсы синхронизации на триггер 5.

На всем периоде исправной работы устройства триггер 5 активизирует преобразователь 4 постоянного напряжения в переменное. Снимаемая с выходного трансформатора 6 электрическая энергия поступает на нагрузку. .-Вместе с тем, принципиально устранена возможсчетного триггера, а вход счетного триггера связан с дополнительной обмоткой дросселя LCD-фильтра через блок безынерционной синхронизации,

40 включающий в себя первый транзистор, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем увеличения с гепени самоконтроля, в него введен двухполярный источник

45 питания, а в блок безынерционной синхронизации введены второй транзистор того же типа проводимости, что и первый, третий транзистор другого типа проводимости и три резистора, при50 зтом первьй резистор, переходы коллектор - эмиттер и база - эмиттер соответственно первого и второго транзисторов последовательно включены между первым выводом двухполярного

55 источника питания и общей шиной, переход коллектор - эмиттер третьего транзистора и второй резистор последовательно включены между общей шиной и вторым выводом двухполярного

514050376

источника питания, третий резистор база первого транзистора связана с включен последовательно с дополни- .выходом задающего генератора, а кол- тельной обмоткой дросселя ЬСВ-фипьт- лектор второго транзистора связан с ра между коллектором первого транзис- источником опорного напряжения и с тора и базой третьего транзистора, широтно-импульсным модулятором.