Стабилизирующий источник напряжения постоянного тока Советский патент 1992 года по МПК G05F1/569 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании источников вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Известны источники стабилизированного напряжения, обладающие повышенным КПД и содержащие узлы токовой защиты.

В одном из известных источников стабилизированного напряжения КПД увеличен путем разделения силовой и согласующей цепей стабилизатора, узел защиты выполнен с использованием двух датчиков тока. Недостатком

источника является сложность схемы из-за наличии дополнительного источника питающего напряжения.

В другом известном источнике, включающем трансформатор, выпрямитель сглаживающий LC-фильтр, силовой и согласующие транзисторы и узел управления, КПД увеличен путем подключения вывода питания узла управления к выходу вспомогательного DC-фильтра. Недостатком указанного источника является повышенное значение минимального необходимого напряжения на силовом транзисторе и отсутствие органа токовой защиты.

оэ ел

оо оэ ю

Наиболее близким к изобретению является стабилизирующий источник напряжения постоянного тока, содержащий трансформатор, первичная обмотка которого соединена с выводами для подключения питающей сети переменного тока, а к вторичной обмотке подключены последовательно выпрямитель и сглаживающий LC-фильтр, компенсационный стабилизатор напряжения последовательного типа, установленный между выходом LC-фильтра и выводами для подключения нагрузки и выполненный с регулирующим транзистором, включенным по схеме с общим коллектором, двумя согласующими транзисторами того же типа проводимости, включенными по составной схеме, и узлом управления, соединенным первым питающим выводом с общей шиной, сигнальным входом - с выводами для подключения нагрузки, а выходом с базовой цепью соответствующего согласующего транзистора, сглаживающий DC-фильтр, в котором диод включен между первым выводом дросселя LC-фильтра , расположенным со стороны выпрямителя, и первым выводом конденсатора, соединенным с коллектором первого согласующего транзистора и вторым питающим выводом узла управленияВ данном источнике обеспечивается малое напряжение на регулирующем транзисторе и повышенный КПД, однако существенным недостатком является низ- кая надежность работы, что объясняется отсутствием защитных свойств в случае токовых перегрузок.

Целью изобретения является повы- шение надежности работы без снижения КПД и ухудшения массогабаритных,показателей.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизирующий источник напряжения постоянного тока, содержащий трансформатор, первичная обмотка которого соединена с выводамиt для подключения питающей сети переменного тока, а к вторичной обмотке подключены последовательно выпрямитель и сглаживающий LC-фильтр, компенсационный стабилизатор напряжения последовательного типа, установ- ленный между выходом LC-фильтра и выводами для подключения нагрузки и выполненный с регулирующим тран- , зистором, включенным по схеме с общим, коллектором, двумя согласующими транйу , м, 735832 . ц

зисторами того же типа проводимости, включенными по составной схеме, и уз- лом управления, соединенным первым i , , питающим выводом с общей шиной, сигнальным входом - с выводами для подключения нагрузки, а выходом - с базовой цепью соответствующего согласующего транзистора, сглаживаю)0 щии DC-фильтр, в котором диод включен между первым выводом дросселя LC-фильтра, расположенным со стороны выпрямителя, и первым выводом конденсатора, соединенным с коллектором

15 первого согласующего транзистора и вторым питающим выводом узла управления, введен резистивный делитель напряжения и узел защиты от перегрузки по току, причем вход резистивно20 го делителя напряжения включен между выводами конденсатора DC-фильтра, первый из которых соединен с коллектором второго согласующего транзистора , а второй - с вторым выводом

25 дросселя LC-фильтра, сигнальный вход узла защиты включен между промежуточным выводом, делителя напряжения и первым выводом конденсатора DC-чфильтра, а выход - параллельно выходу узла управления с возможностью его шунтирования0

На чертеже представлена электрическая схема стабилизирующего, источника напряжения постоянного тока. Стабилизирующий источник напр яже35 ния.постояиного тбкй содержит трансформатор 1, выпрямитель 2, сглаживающий LC-фильтр З, сглаживающий DC- фильтр, состоящий из диода k и конденсатора 5, компенсационный стаби40 Лизатор напряжения, включающий регулирующий транзистор 6, первый 7 и второй 8 сглаживающие транзисторы, включенные по составной схеме, узел управления 9, резистивный делитель

49напряжения, выполненный на последовательно соединенных резисторах 10,

11, а также узел защиты от перетру- зок по току, включающий резистор смещения 12, первый 13 и второй 1

50защитные транзисторы

Первичная обмотка трансформатора 1 соединена с выводами для подключения питающей сети переменного тока, вторичная обмотка через выпрямитель 55 2 связана с входом сглаживающего LC-фильтра З и с выводом диода 4 сглаживающего DC-фильтра, конденсатор 5 которого подключен к выходу

30

5 1

глаживающего LC-фильтра 3 и к колектору регулирующего транзистора 6 компенсационного стабилизатора напряения. Эмиттер регулирующего транзистора 6 соединен с выводом для подключения нагрузки и с сигнальным входом узла управления 9, база его через переходы эмиттер-база первого 7 и второго 8 согласующих транзисторов соединена с выходом узла управления 9, первый питающий вывод которого подключен к общей шине, а второй - к выходу сглаживающего DC- фильтра и к коллекторам первого 7 и второго 8 согласующих транзисторов Резистивный делитель напряжения, выполненный на последовательно соединенных резисторах 10, 11, подключен параллельно конденсатору 5 сглаживающего DC-фильтра о Сигнальный вход узла защиты - переход база-эмиттер первого 13 защитного транзистора - включен между общим промежуточным выводом резистора 10, 11 резистивно- го делителя напряжения и выходом сглаживающего DC-фильтра, коллектор первого 13 защитного транзистора через резистор смещения 12 связан с общей шиной и непосредственно подключен к базе второго защитного транзистора, переход коллектор-эмиттер которого „- выход узла защиты - включен параллельно выходу узла управления 9

Стабилизирующий источник напряжения постоянного тока работает следующим образом

Выходное напряжение поддерживается на заданном уровне за счет соответствующего изменения проводимости регулирующего транзистора 6 под воздействием сигнала узла управления 9. Напряжение на коллекторах первого 7 и второго 8 согласующих транзисторов, а также на выводе питания узла уп- равления 9 выше выходного напряжения

сглаживающего LC-фильтра 3 на величину напряжения конденсатора 5 сглаивающего DC-фильтра, Это обеспечивает минимальное падение напряжения

и мощность рассеяния на регулирующем транзисторе 6, повышенный КПД. При этом напряжение на конденсаторе 5 имеет небольшую величину, что позволяет получить хорошие массогабарит ные показатели источника, и одновременно изменяется пропорционально току нагрузки, что дает возможность

-

10

35832 . 6

, организовать защиту источника от токов перегрузки с помощью узла защиты.

Происходит это следующим образом.

При номинальном токе нагрузки падение напряжения на резисторе 11 ре- зистивного делителя напряжения недостаточно для отпирания первого 13 защитного транзистора узла защиты, заперт и второй 1 защитный транзистор, не влияя на работу источника,, В случае токовых перегрузок увеличивается напряжение на конденсаторе 5 сглаживающего DC-фильтра, повышается и падение напряжения на резисторе 11, отпирается первый 13 защитный транзистор, протекает ток через резистор смещения 12, что приводит к открыванию и второго 1А защитного транзистора, шунтирующего выход узла управления 9. В результате проводимость регулирующего транзистора 6 уменьшается, ток перегрузки ограничивается, т,е повышается надежность источника.

Таким образом, изобретение позволяет повысить надежность стабилизирующего источника напряжения постоянного тока без снижения КПД и ухудшения массогабаритных показателей.

Формула изобретения

IS

20

25

30

35

40

41

50

55

/

Стабилизирующий источник напряжения постоянного тока, содержащий трансформатор, первичная обмотка которого соединена с выводами для подключения питающей сети переменного тока, а к вторичной обмотке подключены последовательно выпрямитель и сглаживающий LC-фильтр, компенсационный стабилизатор напряжения последовательного типа, установленный между выходом LC-фильтра и выводами для подключения нагрузки и выполненный с регулирующим транзистором, включенным по схеме с общим коллектором, двумя согласующими транзисторами того же типа проводимости, включенными по составной схеме, и узлом управления, соединенным первым питающим выводом с общей шиной, сигнальным входом - с выводами для подключения нагрузки, а выходом - с базовой цепью соответствующего согласующего транзистора, сглаживающий DC-фильтр, в котором диод включен между первым выводом дросселя LC7 1

фильтра, расположенным со стороны выпрямителя, и первым выводом конденсатора , соединенным с коллектором Первого согласующего транзистора и вторым питающим выводом узла управ ления, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы без снижения КПД и ухудшения массогабаритных показателей, в него введен резистивный делитель напряжения и узел защиты от перегрузки по току, причем вход резистивного

7358328

делителя напряжения включен между выводами конденсатора ПС-фильтра, первый из которых соединен с коллектором второго согласующего транзисто- , ра, а второй - с вторым выводом дросселя LC-фильтра, сигнальный вход узла защиты включен между промежуточным выводом делителя напряжения IQ и первым выводом конденсатора DC- фильтра, а выход - параллельно выходу узла управления с возможностью его шунтирования.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель - повышение надежности работы без снижения КПД и ухудшения массогабаритных показателей,, Устройство выполнено на основе компенсационного стабилизатора напряжения последовательного типа с входным выпрямителем и сглаживающим LC-фильтром. Падение напряжения на дросселе, выпрямленное DC-фильтром,, используется для повышения уровня напряжения, питающего согласующие транзисторные каскады регулирующего элемента стабилизатора, и одновременно - в качестве датчика тока перегрузки устройства. Это позволяет реализовать токовую защиту стабилизатора без существенного его усложнения, т.е. без дополнительных потерь мощности и без установки специального датчика тока с индивидуальным фильтром, 1 ил. (Л