Импульсный стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1991 года по МПК G05F1/56 H02M3/335 

ел

Јь СО

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах электропитания.

Цель изобретения - улучшение мае- согабаритных показателей импульсного стабилиза гора.

На чертеже приведена схема импульсного стабилизатора постоянного напряжения.JQ

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения содержит входной конденсатор 1, первичную обмотку 2 трансформатора 3) узел 4 управления,; выходного перемагничивания, конец обмотки 16 соединен с коллектором пере- магничивающего транзистора 18, эмит- ,. тер которого соединен с общей шиной стабилизатора. Параллельно входу перемагничивающего транзистора 18 включена обмотка 19 обратной связи началом к его базе. Переключающая обмотка 20 через ограничительный резистор 21, соединенный с ее концом, подключена параллельно входу дифференцирующей цепи и резистору 24 перезаряда, дифференцирующая

ные выводы 5, выходной конденсатор 6, цепь состоит из последовательно соединенных конденсатора 22 и сопротивления 23, которое является выходом дифференцирующей цепи. Сопротивление 23, являющееся выходом дифференцивыходной дроссель 7, рекуперационный диод 85 выпрямительный диод 3, выходную обмотку 10, силовой транзистор 11, обмотку 12 активного перемаг

434

ного перемагничивания, конец обмотки 16 соединен с коллектором пере- магничивающего транзистора 18, эмит- тер которого соединен с общей шиной стабилизатора. Параллельно входу перемагничивающего транзистора 18 включена обмотка 19 обратной связи началом к его базе. Переключающая обмотка 20 через ограничительный резистор 21, соединенный с ее концом, подключена параллельно входу дифференцирующей цепи и резистору 24 перезаряда, дифференцирующая

цепь состоит из последовательно соединенных конденсатора 22 и сопротивления 23, которое является выходом дифференцирующей цепи. Сопротивление 23, являющееся выходом дифференци

Изобретение относится к вторичным источникам питания. Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей. Благодаря введенным токовому трансформатору 17, пусковой обмотке 20 силового трансформатора 3,, резисторам 1, 23, 2{t, диодам 15, 26 и конденсаторам 13, 22 и их соответствующему соединению узел перемагничивания силового трансформатора 3 на транзисторе 18 перемагничивания оказался охваченным следящей отрицательной обратной связью. В результате сердечник силового трансформатора 3 при любых токах нагрузки перемагничивается по полному циклу петли гистерезиса, не доходя j до насыщения. Это позволяет при той же мощности нагрузки снизить объем и массу .сердечника силового трансформатора 3 примерно на 30%. 1 ил. (Л

ничивания, шунтирующий конденсатор РУюш.ей цепи, подключено параллельразрядный резистор 14, коммутирую щий диод 15, токовую обмотку 16, токовый трансформатор 17 перемагни- чив ающий транзистор 18, обмотку 19 обратной связи, переключающую об- могку 20, ограничительный резистор 21, дифференцирующую цепь, состоящую из L конденсатора 22 и резисторе 23,резне- С, тор 24 перезаряда, пусковую обмотку I 25, диод 26 перемагничивания„

Входной конденсатор 1 подключен параллельно входу стабилизатора„ Начало первичной обмотки 2 трансформатора 3 подключено к положительному входу устройства, а конец соединен с коллектором силового транзистора 11, эмиттер которого соединен с общей шиной первичного источника. К входу силового транзистора 11 подключен выход узла 4 управления, вход которого включен параллельно выходному конденсатору б, а через выходной дроссель 7 - параллельно рекупе- рационному диоду 8, катод которого. соединенный с выходным дросселем 79 подключен к катоду выпрямительного диода 9, анод которого через выходную обмотку соединен с анодом рекупера- ционного диода.

Конец обмотки 12 активного перемагничивания подключен к входу ста™ билизатора, а начало через параллель но соединенные шунтирующий конденсатор 13 и разрядный резистор 14 - к катоду коммутирующего диода 15, анод которого соединен с общей шиной стабилизатора. Начало токовой обмотки 16 токового трансформатора 17 подключено к началу обмотки 12 актив25

30

35

40

45

50

55

но входу пусковой обмотки 25 токового трансформатора 17.

При этом конец пусковой обмотки 25 соединен с началом переключающей обмотки 20. Параллельно конденсатору 22 дифференцирующей цепи под ключен диод 26 перемагничивания.

Стабилизатор работает следующим образом.

При открытом регулирующем транзисторе 11 происходит передача энер гии через силовой трансформатор 3 во вторичную цепь, образованную вто ричной обмоткой 10, выпрямительным диодом 9 выходным дросселем 7, вы ходными выводами 5, за шунтированным выходным конденсатором 6, и накопле ние энергии в трансформаторе3,одновр менно происходит перемагнич вание се дечника токового трансформатора 1 7 че рез пусковую обмотку 25 за счет напряжения, возникающего на переключающей обмотке 20, прикладываемого к обмотке 25 через диод 26 переключения и ограничительный резистор 21 При закрывании силового транзистора 11 в первый момент происходит рекуп рация части энергии, накопленной в трансформаторе в первичной обмотке по цепи: шунтирующий конденсатор 13 коммутирующий диод 15. Энергия, накопленная в дросселе 7, рекуперационный диод 8 осуществляет под питку выходного конденсатора 6. Импульс напряжения на переключающей о мотке 20 через ограничивающий резис тор 21 поступает на вход дифференци рующей цепи, зашунтироаанной резистором 24 перезаряда. Импульс, возРУюш.ей цепи, подключено параллель

но входу пусковой обмотки 25 токового трансформатора 17.

При этом конец пусковой обмотки 25 соединен с началом переключающей обмотки 20. Параллельно конденсатору 22 дифференцирующей цепи подключен диод 26 перемагничивания.

Стабилизатор работает следующим образом.

При открытом регулирующем транзисторе 11 происходит передача энергии через силовой трансформатор 3 во вторичную цепь, образованную вторичной обмоткой 10, выпрямительным диодом 9 выходным дросселем 7, выходными выводами 5, за шунтированными выходным конденсатором 6, и накопление энергии в трансформаторе3,одновре- менно происходит перемагнич вание сердечника токового трансформатора 1 7 через пусковую обмотку 25 за счет напряжения, возникающего на переключающей обмотке 20, прикладываемого к обмотке 25 через диод 26 переключения и ограничительный резистор 21, При закрывании силового транзистора 11 в первый момент происходит рекуперация части энергии, накопленной в трансформаторе в первичной обмотке по цепи: шунтирующий конденсатор 13, коммутирующий диод 15. Энергия, накопленная в дросселе 7, рекуперационный диод 8 осуществляет подпитку выходного конденсатора 6. Им , пульс напряжения на переключающей обмотке 20 через ограничивающий резистор 21 поступает на вход дифференцирующей цепи, зашунтироаанной резистором 24 перезаряда. Импульс, возпикающий на выходе дифференцирующей цепи, вызывает появление отпирающего напряжения на обмотке 19 обратной связи, перемагничивающий транзистор 18 приоткрывается и за счет работы положительной обратной связи по обмоткам токового трансформатора 17 происходит лавинный процесс отпирания перемагничивающего транзистора 18. Далее процесс перемагничивания сердечника идет не за счет рекуперации энергии в первичную цепь, а активным перемагничивающим током противоположного направления. При выходе рабочей точки в нелинейную зону петли гистерезиса сердечника трансформатора 3 происходит увеличение тока перемагничиванияs а следовательно, и тока через токовую об- мотку 16 токового трансформатора 17с

При этом происходит уменьшение напряжения на обмотке 19 возбуждения, уменьшается ток, и происходит процесс запирания перемагничиваю-

щего транзистор 18. При этом происходит разряд шунтирующего конденсатора 13 через разрядный резистор 1. Далее цикл работы стабилизатора повторяется.

Таким образом обеспечивается работа сердечника силового трансформатора по полному циклу петли гистерезиса .

Формула изобретения

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий силовой трансформатор с первичной и выходной обмотками и обмоткой активного перемагничивания, силовой транзистор, коллектор которого соединен с концом первичной обмотки силового трансформатора, начало которой подключено к первому выводу входного конденсатора, а эмиттер силового транзистора и второй вывод входного конденсатора соединены с первым входным выводом, конец обмотки активного пе- ремагничивания соединен с общей точкой первичной обмотки силового трансформатора и входного конденсатора, вторичная обмотка силового трансфорс5 0

5

0

5

о ь q

матора через выпрямительный диод и DLC-Фильтр подключена к выходным выводам, узел управления, вход которого соединен с выходными выводами, е выход - с управляющим входом силового транзистора, транзистор перемагничивания и ограничительный резистор, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогэбарит- ных показателей, в него введены токовый трансформатор с токовой и пусковой обмотками и обмоткой обратной связи, шунтирующий конденсатор, разрядный резистор, коммутирующий диод, дифференцирующая цепь, состоящая из конденсатора и резистора, резистор перезаряда и диод перемаг ничивания, а силовой трансформатор снабжен переключающей обмоткой, причем начало токовой обмотки токового трансформатора соединено с началом, обмотки активного перемагничивания силового трансформатора и с первыми выводами шунтирующего конденсатора и разрядного резистора, вторые выводы когооых соединены между собой и чеоез коммутирующий диод подключены , первому входному выводу, конец токовой обмотки токового трансформа™ тора подключен к колпектору транзистора перемагничивания, эмиттером под ключенного к первому входному выводу и концу обмотки обратной связи токового трансформатора, начало которой подключено к базе гразистора перемагничивания, при этом начало переключающей обмотки силового трансформатора соединено с концом пусковой обмотки токового трансформатора и с первым выводом резистора перезаряда, конец переключающей обмотки силового трансформатора через ограничительный резистор соединен с вторым выводом резистора перезаряда и первыми выводами конденсатора дифференцирующей цепи и диода перемагничивания, вторые выводы которых соединены с началом пусковой обмотки токового трансформатора, параллельно которой подключен резистор дифференцирующей цепи, а первый вывод входного конденсатора соединен с вю- рым входным выводом.