Импульсный стабилизатор постоянного тока Советский патент 1988 года по МПК G05F1/573 

J--ij

r-J -.. .«J

n

4

00

О5

СО

ISJ

Изобретение,откосится к электротехнике, может 1айти применение при 1роектировании вторичных источников йнтания и является усовершенствова- нием устройства по авт.св.N 1056166.

Цель изобретения - улучшение мас- согабаритных показателей и расиире- рие области применения«

I Па фиг. 1 представлена схема им- рульсного стабилизатора постоянного Ьока на фиг. 2 - диаграммы напряже- {ний-, на фиг. 3 и 4 - схемы фильтров. Стабилизатор содержит регулирующи транзистор 1, последовательно вклю- 1ченный в силовую ишну, LCD-фильтр ,12, RC-фильтр З, конденсатор которо- ;го подключен к выходным вывода, яв- |ляю1Щ1йся элементом RC-фильтра резис- :тивный датчик А тока, один из выво- ;дов которого подключен к выходному 1выводу и через дополнительный резис- :тор 5 к базе первого защитного тран- зистора 6, Другой вывод датчика 4 подключен к выходу LCD-фильтра 2 и через переход эмиттер-коллектор первого защитного транзистор а 6 и второй дополнительный резистор к базе второго защитного транзистора 7, коллектор которого соединен с базой в.спомогательного транзистора 8, коллектор которого через первый резистор 9 соединен с базой регулирующего транзистора 1.

База вспомогательного транзистора 8 подключена к первому выходу блока 10 управления (которьй может быть выполнен, например, на микросхеме типа 142ЕП1), а эмиттер через переход коллектор - эмиттер третьего защитного транзистора 11 - к эмиттеру второго защитного транзистора 7 и второму выходному выводу. Параллельно переходу коллектор - эмиттер третьего защитного транзистора 11 подключены второй резистор 12 и конденсатор 13, Вход блока 10 управления подключен к выходным выводам, а второй выход соединен с базой третьего защитного транзистора 11..

Стабилизатор работает следующим образом.

Если ток нагрузки стабилизатора н превьшает допустимого уровня, вьйор которого производится резистором 5, импульсные сигналы с блока 10 управления поступают на базу вспомогательного транзистора 8, и на выходе LCD- фильтра 2 П(5нп11яется постоянное напряжение с определенной величиной пульсации. Пульсации напряжения окончательно сглаживаются RC-фильтром,

При возрастании тока нагрузки стабилизатора выше определенного уровня, что определяется резистивным датчиком 4 тока, являющ 1мся одновременно элементом RC-фильтра, переходят в режим насыщения первый 6 и второй 7 за- дитные транзисторы, а регулирующий транзистор 1 - в режим отсечкн. Таким образом обеспечивается работа стабилизатора в режиме ограничения тока.

На фиг, 2 о&означены диаграммы напряжений на входе U и на выходе U, фильтров стабилизатора,

LCD-фильтр Дфиг. 3) построен по известной схеме с индуктивностью дросселя L, емкостью конденсатора с/ и резистивным датчиком тока R. На фиг.4 показана предлагаемая схема двух- звенного фильтра. Первым звеном такого фильтра является LC2D-фильтp а вторым - RC,,-фильтр, резистор R которого используется и в качестве датчика тока.

При одинковьпс значениях напрйже- ний фильтров, токов нагрузки, степеней фильтрации и одинаковых индуктив- ностях габариты и масса фильтра (фиг, 4) меньше по сравнению с массой и габаритами фильтра (фиг,3).

Коэффициент фильтрации Кф, фильтра по фиг, 3 равен

Кф, u)2LCi - 1,

(1)

где to - круговая частота первой гармоники рабочей частоты. Для фильтра по фиг, 4 коэффициент фильтратгин Кф, равен

Кф.5 ( - 1)Ы RCj,(2)

где L L 1 . LJ,

По условию задачи

(ыЧХ -1) (()u), (3)

где Кф - коэффициент фильтрации, заданный заранее. Из (3) определяют

с, Iri-St.

wX

(4)

где X UL.

Исходя из физических соображений

всегда --- 1, К 1.

Тогда выражение (5) принимает вид j

(6)

Г I- v-1-J- -K г - 2ыХ - ыХ У R Ф

Второе значение емкости С не име- Ю ет физического смысла (С 0), поэтому

С, -j--(0.5.f|-).

Так как при прочих равных условиях габариты и масса фильтра определяются суммарной величиной емкости конденсаторов, докажем неравенство 20

j

Ю

15

20

которое является истинным неравенством, имеющим место всегда на практиг ке.

При использовании изобретения стоимость фильтра снижается в 1,5 раза, а масса и объем - в 1,4 раза.

Предложенный стабилизатор благодаря уменьшению объема и массы фильтра может быть использован .для питания измерительно-вычислительных устройств, .для которых конструкция источника питания и габариты определены ГОСТом. Таким образом, предложенное техничес- кое решение позволяет расширить область применения стабилизатора.

Формула изобретения

Изобретение относится к электротехнике, в частности к вторичным источникам питания. Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей и расширение области применения стабилизатора. Если ток нагрузки стабилизатора не превьппает допустимого уровня, выбор которого производится дополнительным резистором 5, импульсные сигналы с блока управления 10 поступают на базу вспомогательного транзистора 8. При этом регулирующий транзистор 1 открыт и на выходе LCD- фильтра 2 появляется постоянное напряжение, пульсации которого сглаживаются RC-фильтром 3. При возрастании тока нагрузки стабилизатора выше определенного уровня, что определяется резистивным датчиком тока 4, являющимся одновременно эл ементом RC-фильтра 3, переходят в режим насыщения, первый защитный транзистор 6 и второй защитный транзистор 7, а регулирующий транзистор 1 - в-режим отсечки. Применение в стабилизаторе дополнительно RC-фильтра 3 приводит к снижению габаритов и массы за счет уменьшения величины емкостей конденг саторов LCD-фильтра 2 и RC-фильтра 3. Благодаря уменьшению объема и массы фильтра предлагаемый стабилизатор может быть использован для питания из- , мерительно-вычислительных устройств. 4 ил. SS (Л

С, 7 2С, .

Из (4) и (8) имеем

что равносильно неравенству

Кф К.

.

25

Импульсный стабилизатор постоянного тока по авт. св. № 1056166, о .т - личающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей и расширения области применения, в него введен конденсатор, который подключен к выходньм выводам и вместе с резистивным датчиком тока пред- 30 ставляет собой RC-фильтр.

,2

.

Фц2Л