Однотактный стабилизатор напряжения Советский патент 1990 года по МПК G05F1/56 

fub. f

даря наличию обмотки 6 положительной обратной связи трансформатора 3 на- сьщается. В обмотке 2 трансформатора 3 под действием приложенного напряжения проникает линейно увеличиваю- 1ЦИЙСЯ ток. Выключение силов.ого транзистора происходит в момент насьпце- ния транзистора 12, после чего энергия, накопленная в трансформаторе 3, передается в выходную обмотку 27 и обмотку 13 управления трансформатора 3. Сумма напряжений преобразователя 26 импульсного напряжения в постоянное по уровню амплитудного значения и конденсатора 13 сравниваетСИ на входе транзистора 21. с эталонным напряжением стабилитрона 19. Усиленная разно сть этих напряжений суммируется с сигналом датчика 5 тока j определяет момент насыщения транзистора 12, т.е. количество энергии, накопленной в трансформаторе 3, и, следовательно, уровень выходного напряжения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Целью изобретения является повышение статической и динамической стабильности выходного напряжения при усилении тока нагрузки. Входное напряжение через резистор 4 приоткрывает силовой транзистор 1, который благодаря наличию обмотки 6 положительной обратной связи трансформатора 3 насыщается. В обмотке 2 трансформатора 3 под действием приложенного напряжения проникает линейно увеличивающийся ток. Выключение силового транзистора происходит в момент насыщения транзистора 12, после чего энергия, накопленная в трансформаторе 3, передается в выходную обмотку 27 и обмотку 15 управления трансформатора 3. Сумма напряжений преобразователя 26 импульсного напряжения в постоянное по уровню амплитудного значения и конденсатора 18 сравнивается на входе транзистора 21 с эталонным напряжением стабилитрона 19. Усиленная разность этих напряжений суммируется с сигналом датчика 5 тока определяет момент насыщения транзистора 12, т.е. количество энергии, накопленной в трансформаторе 3, и, следовательно, уровень выходного напряжения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электро- технике и может найти применение при разработке источников вторичного :электропитания радиоэлектронной ап- :паратуры.

i Целью изобретения является повьпие- ;-ние статической и динамической ста- бильности вькодного напряжения при изменении тока нагрузки.

На фиг. приведена принципиальная электрическая схема однотактного стабилизатора напряжения; на фиг. 2 - :схема узла преобразования импульсно- то напряжения в постоянное по уровню :амплитудного значения.

Однотактный стабилизатор напряже- :ния (фиг.1) содержит силовой транзис- тор 1, коллектор которого через пер-

вичную обмотку 2 трансформатора 3 и база через резистор 4 подсоединены к : плюсовому входному выводу, а эмиттер через резистор 5 подсоединен к минусовому входному выводу, обмотку положительной обратной связи 6 трансформатора 3,-одним выводом соединенную с эмиттером транзистора .Конденсатор 7 подключен параллельно диоду 8, анод которого соединен с другим выводом обмотки 6 трансформа-, тора 3, а катод через резистор 9 подключен к базе транзистора 1. Диод 10 включен встречно-параллельно эмит- терному переходу транзистора 1.Резистор 11 подключен между эмиттером транзистора 1 и базой п-р-п-транзис- тора 12, эмиттером соединенного с минусовым входным выводом, а коллектором - с базой транзистора 1,причем параллельно эмиттерному переходу ; транзистора 12 подключены резистор 13 и конденсатор 14. Обмотка 15 управления трансформатора3 одним выводом соединена с анодом диода Г6,

катод которого через резистор 17 подключен к первому выводу конденсатора 18, вторым выводом соединенного с другим выводом обмотки 15 трансформатора 3 и минусовым входным выводом. Последовательная цепочка из стабилитрона 19 и резистора 20 подключена параллельно конденсатору 18,

5 причем катод стабилитрона соединен с первым выводом конденсатора 8, р-п-р-транзистор 21 коллектором через резистор 22 подключен к базе транзистора 12, а эмиттером - к ано0 ду стабилитрона 19. Коллекторный переход р-п-р-транзистора 21 зашун- тирован последовательной КС-цепью 23, а между базой и катодом стабилитрона 19 включен резистор 24.Ре5 зистор 25 включен между базой транзистора 21 и выходом узла 26 преобразования импульсного напряжения в постоянное по уровню амплитудного значения, вход которого соединен с

0 эмиттером силового транзистора, а общая точка подключена к минусовому входному выводу. Вторичная обмотка 27 трансформатора 3 через обратно включенный диод 23 соединена с выход5 ными клеммами, параллельно которым установлен конденсатор 29.

Однотактный стабилизатор напряже- . ния работает следующим образом.

После подачи входного напряжения

Q на входные выводы транзистор 1 открывается током смешения через резистор 4 и благодаря наличию обмотки 6 положительной обратной связи трансформатора 3 переходит в насьпценное состоя ние., В результате к первичной обмотке 2 прикладывается входное напряжение и через силовой транзистор 1 и резистор 5 начинает протекать линейно нарастающий ток. Полярность под5

ключения диодов 16 и 28 такова, что для приложенных к обмоткам 15 и 27 трансформатора 3 напряжений они в этот период времени заперты. Идет процесс накопления энергии в трансфе маторе 3.

В данный отрезок времени на резис тивном датчике 5 тока формируется линейно нарастающее напряжение,поступающее через согласующий резистор 11 на базу п-р-п-транзистора 12. При достижении током эмиттера силового транзистора 1 определенного значения п-р-п-транзистор 12 включается и начинается процесс запирания силового транзистора 1. При этом инвертируется напряжение на обмотках трансформатора 3 и к базе транзистора 1 благодаря обмотке 6 положительной обратной связи прикладывается запирающее напряжение. С этого момента начинается этап передачи энергии от трансформатора 3 в нагрузку. В этот период времени к обмотке 15 управления приложено напряжение, пропорциональное выходному напряжению.

Напряжение на конденсаторе 13 пропорционально амплитуде напряжения на обмотке 15 во время запертого состояния транзистора 1 . /Цля стабилиза- щш напряжения на конденсаторе 18 при изменении входного напряжения в схеме устройства предусмотрены опорный элемент 19 и р-п-р-транзис- тор 21. Если, например, из-за увеличения входно го напряжения возрастает напряжение на конденсаторе 18, то возрастает ток коллектора р-п-р-тран- зистора и п-р-п-транзистор 12 запирается при меньшем уровне тока через резистивный датчик 5. В результате этого сокращается время открытого состояния транзистора 1 и в трансфор- матсое 3 запасается меньшая энергия. Происходит уменьшение напряжения на конденсаторе 18. При уменьшении входного напряжения все процессы происходят в противоположном направлении так, чтобы поддерживать стабильным напряжение на конденсаторе 18.

Поскольку для конденсаторов 18 и 29 выпрямительные диоды 16 и 28 включены аналогичным образом, т.е. открыты во время запертого состояния транзистора 1, то одновременно со стабилизацией напряжения на конденсаторе 18 происходит стабилизация напряжения на конденсаторе 29, т.е.

122846

стабилизация выходного напряжения при изменении напряжения питания.

Для стабилизации выходного напря- жения при изменении тока нагрузки в устройство введен узел 26, входом подключенньш к резистивному датчику 5, а выходом - через резистор 25 к базе р-п-р-транзистора 21. )Q Ток, протекающий по первичной

цепи и через резистор 5, пропорционален току во вторичной обмотке 27. Поэтому резистор 5 можно считать датчиком тока нагрузки. Величина сиг- 5 нала на выходе узла 26 зависит от тока через резистор 5, а следовательно, и от значения тока нагрузки,причем передаточная характеристика узла 26 выбрана такой, чтобы в макси- 20 мальной степени скомпенсировать нестабильность выходного напряжения, возникающую из-за изменения тока нагрузки.

Нестабильность выходного напряже- 25 ния от изменения тока нагрузки складывается из падения напряжения на вторичной обмотке 27 трансформатора 3, падения напряжения на диоде 28 и из погрешности стабилизации напряже- 30 ния на конденсаторе 18, определяемой неидеальностью магнитной связи между первичной обмоткой 2 и обмоткой 15 управления.

Поскольку две последние составляю- щие погрешности выходного напряжения при изменении тока нагрузки носят нелинейный характер, то зависимость сигнала на выходе узла 26 от сигнала на его входе должна быть сформи- Q рована также нелинейной. С целью повышения быстродействия преобразователя напряжения, уменьшения динами- .ческой нестабильности при скачкообразном изменении тока нагрузки вход- 5 ным параметром узла 26 является амплитудное значение тока транзистора 1.

Для случая, когда диапазон изменения тока- нагрузки такой, что изменение падения напряжения на диоде 0 28 происходит на линейной части

вольт-амперной характеристики диода, а в трансформаторе 3 обеспечена хорошая магнитная связь между обмотками 2 и 15, преобразователь 26 импульсно- 5 го напряжения может быть выполнен на пассивных элементах. Данная схема работает следующим образом. Конденсатор 30 быстро заряжается входным сигналом от резистивного датчика тока

через диод 31 и резистор 32 во время протекания тока через первичную цепь пр едлагаемого устройства. Цепь разряда конденсатора 30 образована резистором 33 и постоянная времени этой цепи значительно больше постоянной времени цепи заряда конденсатора 30. Таким образом, схема работает как амплитудный детектор входного сигнала;. При изменении тока нагрузки меня етря напряжение на конденсаторе .30, а Следовательно, и на базе р-п-р- тр нзистора 21. Последний обеспечивает; управление силовым транзистором таЬсим образом, чтобы скомпенсировать изменение выходного напряжения при изИенении тока нагрузки.

Формула изобретения

I 1. Однотактный стабилизатор напря же)ния, содержащий силовой транзистор ко|ллектор которого через первичную обмотку трансформатора и база .через пе;рвый резистор подсоединены к плюсо- BdMy входному выводу, а эмиттер чере резистор подсоединен к мину- входному выводу, обмотку по- ло тельной обратной связи трансфор- MaJTopa, одним выводом соединенную с .эмиттером силового транзистора, пе|рвый конденсатор, подключенный па- разллельно первому диоду, анод которого соединен ,с другим выводом обмотки положительной обратной связи трансформатора, -а катод через третий резистор подсоединен к базе силового транзистора, второй диод, включен- ньй встречно-параллельно эмиттерно- му переходу силового транзистора,чет ве1ртый резистор, подключенньй между эмиттером силового транзистора и базой первого п-р-п-транзистора,эмиттерам соединенного с минусовым входным выводом, а коллектором подключенного к базе силового транзистора,приче пйраллельно эмиттерному переходу первого транзистора подключены пятьй ре- зИстор и второй конденсатор, обмотку управления трансформатора, одним выв дом соединенную с анодом третьего д1Сода, катод которого через шестой

резистор подключен к перводму выводу третьего конденсатора, вторым выводо с оединенного с дру1 им выводом обмотки управления трансформатора и минусовым входным выводом, последовательную цепочку из стабилитрона и седьмого резистора, подключенную параллельно третьему конденсатору, причем катод стабилитрона связан с первым выводом третьего конденсатора, вюрой р-п-р-транзистор, у которого коллектор через восьмой резистор подключен к базе первого транзистора, а эмиттер подсоединен к аноду стабилитрона, коллекторный переход зашунтиро- ван последовательной RC-цепью и между базой и катодом стабилитрона включен девятый резистор, десятый резистор, первым выводом.подключенный к базе второго транзистора,вторичную обмотку трансформатора,через обратно включенный диод соединенную с выходными клеммами, параллельно которым включен четвертый конденсатор, отличающийся тем, что, с целью повышения статической и динамической стабилр.ности выходного напряжения при изменении тока нагрузки, в него введен узел преобразования импульсного напряжения в постоянное по уровню амплитудного значения, входом соединенный с эмиттером силового транзистора, общим выводом подключенный к минусовому входному выводу, а выходом Подсоединенный к второму выводу десятого резистора.

Bbixod

35

Вход 31

32

30 4

Общий

Фив.г