Способ управления импульсным однотактным стабилизатором напряжения Советский патент 1990 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено для создания высокоэффективных импульсных вторичных источников электропитания постоянного тока.

Целью изобретения является повьше- ние КПД и надежности способа управления импульсным однотактным стабилизатором напряжения.

На чертеже приведена схема импульсного однотактного стабилизатора напряжения, реализующего предлагаемый способ управления.

Способ управления импульсным однотактным стабилизатором напряжения заключается в периодическом отпирании и запирании транзисторного силового ключа с переменной скважностью.

зависящей от отклонения выходного напряжения от заданного значения. Величину отпирающего базового тока транзистора силового ключа однотактного стабилизатора напряжения изменяют таким образом, что к моменту запирания этот транзистор находится в ненасыщенном состоянии. Базовый ток транзистора силового ключа формируют прямо пропорциональный величине от- .клонения выходного напряжения стабилизатора от заданного значения. Сравнивают остаточное напряжение на открытом ключае с некоторым эталонным напряжением, равным граничному напряжению на коллекторе транзистора силового ключа между режимом насыщения и активным режимом. Запирают транзис10

15

20

тор силового ключа однотактного стабилизатора напряжения в момент равен Ьтва коллекторного и эталонного напряжений.

Указанная последовательность действий обеспечивает достижение положительного эффекта за счет того,что На этапе отпертого состояния тран- 9истора силового ключа он находится р насьЕценном состоянии, а по мере :|гвеличения коллекторного тока, которое фсегда имеет место при индуктивной наг-. )узке силового ключа, транзистор вы- Кодит из насыщения, напряжение на |ieM увеличивается, достигает значе- Йия эталонного и транзистор запирает- :я. При этом достигается уменьшение потерь как в силовой цепи, так и управляющей цепях транзистора. J Устройство содержит силовой тран- ,ристорный ключ 1, импульсный трансформатор 2, включенный последователь- iNo с ключом,1, выпрямитель со сгла- Ьсивающим фильтром 3, входом соединен- 25 с-импульсным, трансформатором 2,. |а выходом - с выходными выводами 4. Усилитель 5 обратной связи входами соединен.с выходными зажимами и ис- ггочником оп.орного напряжения. Первый |транзистор 6 эмиттером подключен к базе силового транзистора I, а коллектором - к источнику вспомогательного питающего напряжения. Первый резистор 7 включен между базой и кол- . лектором первого транзистора 6. Второй резистор 8 включен между вывода- ми базы и эмиттера транзистора сило- JBoro ключа 1. Задающий генератор 9 выходом соединен через второй транзистор 10 и третий транзистор 11 с базой первого транзистора 6. Дели- телв 12 напряжения входом соединен с коллектором транзистора силового

30

35

40

на с коллектором второго транзистор iO и через четвертый реяистор 16 с выходом компаратора 13. База второг транзистора 10 соединена с выходом задающего генератора 9.

Стаб1-шизатор работает следующим образом.

При подаче питающих напряжений начинает работать задающий генератор 9, периодически с определенной сква ностью отпирая и запирая второй тран зистор 10, и запирая третий транзистор I1, который отпирается током через четвертый резистор .16 с выхода компаратора 13, в базу транзистора силового ключа 1 поступает ток первого резистора 7, усиленный первым транзистором 6. Силовой ключ I, периодически отпираясь -со скважностью импульсов с задающего генератора 9, создает импульсное напряжение на обмотках импульсного трансформатора 2 и входе выпрямителя 3, с выхода кото рого постоянное напряжение поступает на вькодные зажимы и нагрузку 4, а также вход усилителя 5 обратной связи. При достижении выходным напряжением заданного значения, определяемого напряжением источника опорного напряжения, выходной сигнал с выхода усилителя 5 обратной связи приоткрывает четвертый транзистор 14, возник ет коллекторный ток этого транзистора, который вычитается из тока первого резистора 7, в результате чего уменьшается базовый ток первого тран зистора 6 и базовый ток транзистора силового ключа 1. Вследствие этого уменьшается степень насьпцения транзистора силового ключа 1 до такой ве личины, при которой этот транзистор в конце этапа отпертого состояния вы

ключа 1. Входы компаратора 13 соеди- д ходит из насыщения, его коллекторное

.нены с выходом делителя 12 напряжения и источником эталонного напряжения, равного коллекторному напряжению тран зистора 1 в момент перехода из режима насьш1ения в активный режим, деленному на коэффициент деления делителя 12, Четвертый транзистор 14 базой соединен с выходом усилителя 5 обратной связи. Третий резистор 15 соединен с эмиттером четвертого транзистора 14, коллектор которого соединен с базой первого транзистора 6 и коллектором третьего транзистора 11. База третьего транзистора 11 соедине50

напряжение резко возрастает и, попадая через делитель 12, обеспечивающий необходимые для работы компаратора 13 уровни сигналов, на вход это го компаратора, вызывает его срабатывание и через резистор 16 отпирание третьего транзистора 11. Транзистор 6 запирается, базовый ток транзистора силового ключа прерывается и он также запирается резистором 8. Это состояние является устойчивым и стабилизатор находится в нем до следующего импульса с выхода задающего генератора 9. .

0

5

0

5

0

5

0

на с коллектором второго транзистора iO и через четвертый реяистор 16 с выходом компаратора 13. База второго транзистора 10 соединена с выходом задающего генератора 9.

Стаб1-шизатор работает следующим образом.

При подаче питающих напряжений начинает работать задающий генератор 9, периодически с определенной скважностью отпирая и запирая второй транзистор 10, и запирая третий транзистор I1, который отпирается током через четвертый резистор .16 с выхода компаратора 13, в базу транзистора силового ключа 1 поступает ток первого резистора 7, усиленный первым транзистором 6. Силовой ключ I, периодически отпираясь -со скважностью импульсов с задающего генератора 9, создает импульсное напряжение на обмотках импульсного трансформатора 2 и входе выпрямителя 3, с выхода которого постоянное напряжение поступает на вькодные зажимы и нагрузку 4, а также вход усилителя 5 обратной связи. При достижении выходным напряжением заданного значения, определяемого напряжением источника опорного напряжения, выходной сигнал с выхода усилителя 5 обратной связи приоткры . вает четвертый транзистор 14, возникает коллекторный ток этого транзистора, который вычитается из тока первого резистора 7, в результате чего уменьшается базовый ток первого транзистора 6 и базовый ток транзистора силового ключа 1. Вследствие этого уменьшается степень насьпцения транзистора силового ключа 1 до такой величины, при которой этот транзистор в конце этапа отпертого состояния вы ходит из насыщения, его коллекторное

ходит из насыщения, его коллекторное

0

напряжение резко возрастает и, попадая через делитель 12, обеспечивающий необходимые для работы компаратора 13 уровни сигналов, на вход этого компаратора, вызывает его срабатывание и через резистор 16 отпирание третьего транзистора 11. Транзистор 6 запирается, базовый ток транзистора силового ключа прерывается и он также запирается резистором 8. Это состояние является устойчивым и стабилизатор находится в нем до следующего импульса с выхода задающего генератора 9. .

Изобретение относится к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Целью изобретения является повышение КПД и надежности. Силовой транзистор импульсного однотактного стабилизатора напряжения периодически отпирается и запирается с переменной скважностью, определяемой отклонением выходного напряжения от заданного уровня. К моменту запирания силовой транзистор выводится из насыщения, что обеспечивается зависимостью величины его базового тока от величины отклонения выходного напряжения от заданного, например, уменьшение выходного напряжения ниже заданного увеличивает отклонение выходного напряжения от заданного и увеличивает базовый ток при индуктивном характере нагрузки силового транзистора, что приводит к увеличению длительности его включенного состояния и повышению выходного напряжения стабилизатора. 1 ил.