Импульсный стабилизатор Советский патент 1988 года по МПК G05F1/56 

NI ю

00

ел

Изобретение относится к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Целью изобретения является повьшение надежности и улучшение динамических характеристик. При подаче входного напряжения ключевой элемент 1 насыщается токояадающим элементом 21. При увеличении напряжения на выходе ВТ С-фильтра 6 выше напряжения пробоя стабилитрона 26 на базу управляющего транзистора 4 задается насыщающее смещение. Управляющий транзистор является ключом с эмиттерным размыканием, и его переключение осуществляется инвертирующим усилителем 16. Времязадающий конденсатор 15 генератора 10 через пороговый ключ 19 подключается выходом генератора к выходной клемме. Скорость заряда времяза- дающего -конденсатора определяется величиной выходного напряжения. Выходные импульсы генератора 10 переключают инвертирующий уснпитель 16. 1 3. п. ф-ль1, 2 ил, tp (Л

Шиг,1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры широкого примене- ния.

Цель изобретения - повышение надежности и улучшение динамических характеристик импульсного стабили- затора.

На фиг,1 приведена электрическая схема импульсного стабилизатора; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит ключевой эле- мент 1, включающий составной транзистор 2, управляющими элемент 3, включаюрщй транзистор 4 и резистор 5, преобразователь 6 напряжения, включающий катушку 7 индуктивности, обратньй диод 8 и конденсатор 9, генератор 10, включающий инверторы

11и 12, резисторы 13 и 14 и конденсатор 15, инвертирующий усилитель 16 включающий инверторы 17 и 18, ключ 19 генератора, включающий стабилитрон 20, токозадающий элемент 21, включающий диод 22, конденсатор 23 и резистор 24, блок 25 запуска, включающий стабилитрон 26, резистор 27 и конденсатор 28.

Коллектор составного транзистора 2 ключевого элемента 1 соединен с входной клеммой. Входом ключевого . элемента 1 является база составного транзистора 2, а выходом - эмиттер составного транзистора 2.

Коллектор транзистора 4 управляющего элемента 3 соединен с входом резистора 5 и базой составного тран- зистора.2 ключевого элемента 1. База транзистора 4 является первым входом управляющего элемента 3, эмиттер транзистора 4 - втор{ 1М входом управляющего элемента 3. Инверторы 11 и

12генератора 10 со.единены последовательно. Вход инвертора 11, являющийс входом генератора 10, соединен с конденсатором 15 и резистором 14, второй вход которого соединен с резйс- тором 13, выходом инвертора 11 и входом инвертора 12. Второй вход резистора 13 соединен с выходом инвертора 12, являющимся рыходом генератора 10, и с второй обкладкой конденсатора 15. Инверторы 17 и 18 усилителя соединены параллельно. Их входы, являющиеся входами усилителя 16, соединены с выходом инвертора 12, выход

инверторов являются выходами усилителя 16.

Катушка индуктивности 7 преобразователя 6 напряжения соединена одним концом с катодом обратного диода 8 и эмиттером составного транзистора 2, а другим, являющимся выходом преобразователя 6, - с одним выводом конденсатора 9 и выходной клеммой. Анод обратного диода 8 и другой вывод конденсатора 9 подсоединены к общей шине. Катод стабилитрона 20 соединен с выходной клеммой, а анод с входом инвертора 11 ганератора 10

Катод стабилитрона 26 блока 25 запуска соединен с резистором 27, а анод, являющийся выходом блока 5 запуска, - с базой транзистора 4 и конденсатора 28, вторая обкладка которого соединена с вторым входом резис.тора 27.

Первая обкладка конденсатора 23 токозадающего элемента 21 соединена с резистором 24, резистором 5 и катодом диода 22, вторая - с эмиттером составного транзистора 2. Анод диода 22 соединен с другим входом резистора 24 и с входной клеммой г

Эмиттер транзистора 4 соединен с выходами инверторов 17 и 18, их входы - с выходом инвертора 12.

Выходная клемма соединена с первыми входами питания инверторов 11 и 12, инверторов 17 и 18 и с вторым входом резистора 27. Вторые входы питания инверторов 11, 12, 17 и 18 подключены к общей шине (не показано) .

Стабилизатор работает следуюп1им образом,

Надежное включение стабилизатора обеспечивается с помощью блока 25 запуска. Резистор 27 блока 25 запуска ограничивает ба.зовый ток транзистора 4. Конденсатор 28 улучшает фронты выходного импульса транзистора 4. Стабилитрон 26 вне зависимости от состояния инвертирующего усилителя 16 поддерживает в закрытом состоянии по базе транзистор 4 до тех пор, пока напряжение на выходе стабилизатора не достигнет величины напряжения его пробоя. С появлением на выходе стабилизатора напряжения, превьплаю- щего напряжение пробоя стабилитрона 26, импульсы с выхода генератора tO через инвертирующий усилитель 16 поступают на эмиттер транзистора 4. Начинается модуляция ключевого элемента 1, которая замедляет скорость нарастания выходного напряжения стабилизатора. Низкий уровень на выходе инвертора 12 генератора 10 через пороговый ключ 19 подютачает конденсатор 15 к выходу стабилизатора. При этом в зависимости от величины выходного напряжения изменяется время заряда конденсатора 15, а следовательно, и время насьпценного состояния ключевого элемента 1 (фиг.2, интервал а-в). Заряд конденсатора 15

до напряжения, достаточного для пере.-f5 да конденсатора 15 высокий потенциал ключения инвертора 11, приводит к на йЬ1Ходе инвертора 12, а следова-появлению на вьпсоде инвертора 12 напряжения высокого уровня. Это напряжение, складываясь с напряжением конденсатора 15, обеспечивает под- держание на выходе инвертора 12 вы- напряжения. При этом ключевой элемент 1 закрыт, так как эмиттер транзистора 4 через выход инвертирующего усилителя подключен к общей шине, а на его базу через блок запуска 25 подано отпирающее смещение. Когда напряжение резистора 14, создаваемое током перезаряда конденса- . тора 15, упадет ниже напряжения включения инвертора 11. произойдет переключение инверторов 11 и 12 генератора 10 и конденсатор 15 чр.рез пороговый ключ 19 и выход инвертора 12 вновь будет подключен к выходу стабилизатора.

При нормальном выходном напряжении пороговый ключ 19 открывается i каждым отрицательным импульсом генератора 1 О (открытое состояние ключевого элемента 1). При этом пороговый ключ 19 открыт только в на чальный период отрицательного импуль са генератора 10, тогда же и производится коррекция длительности отрицательного импульса. При постоянном входном напряжении и постоянной нагрузке длительность отрицательного импульса постоянна и постоянно время перезаряда конденсатора 15 . определяющего длительность отрицательного импульса в точке С (фиг.1). Конденсатор 15 во время начальногб периода отрицательного импульса подключен пороговым ключом 19 к выходу стабилизатора параллельно конденсатору 9. Поэтому при изменении выходного напряжения, вызванного изменением входного напряжения или тока

427351 - I

нагрузки, меняется скорость подзарядки конденсатора 9 и время перезаряда подключенного параллельно кон- г денсатору 9 конденсатора 15, что

приводит к стабилизации выходного напряжения. После запирания порогового ключа дозаряд конденсатора 15 происходит через резистор 14 выходным нап- 10 ряжением инвертора 12. Если во время запертого состояния силового ключа.1 выходное напряжение увели-, чится настолько, что пороговый ключ окажется насыщенным, после перезаря

тельно, и запертое состояние силового ключа 1 будут поддерживаться током, протекающим через резистор 14 непос- редственно с выходной клеммы (фиг.2, интервал c-d). Токозадающий элемент. 21 обеспечивает минимальное падение напряжения на ключевом элементе 1. Когда последний открыт, напряжение конденсатора 23, заряженного на интервале запертого состояния ключевого элемента 1, складывается с входным напряжением с Помощью резисторов 5 и 24, обесйечивая тем самым необходимую для полного открытия транзистора 2 амплитуду напряжения. Обратный диод 8 преобразователя 6 напряжения обеспечивает при закрытом ключевом элементе 1 подачу запасенной во время открытого состояния ключевого элемента 1 энергии катушки 7 в нагрузку и на конденсатор 9. Усилитель 16, собранный на инверторах 17 и 18, обеспечивает необходимую амплитуду тока транзистора 4.

5

0

5

Формула изобретения

1. Импульсньш стабилизатор, содержащий ключевой элемент, первым си- ловьй выводом связанный с входной клеммой, вторым силовым выводом, через преобразователь напряжения подключенный к выходной клемме, а входом управления связанный с коллектором транзистора управляющего элемента и через токозадающий элемент подключенный к входной клемме, ин- вертирукнций усилитель, первый инвертор, два конденсатора, первый и . второй резисторы, причем вход первого инвертора соединен с первым вьто- дом первого конденсатора, и последовательно включенные первый стабилит