Ключевой стабилизатор выпрямленного напряжения Советский патент 1974 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к электротехнике, в частности ко вторичным стабнлизированным источникам питания. Известны транзисторные ключевые стабилизаторы вынрямленного напряжения с вольтодобавочным устройством, напряжение в которых регулируется методом широтно-импульсной модуляции с частотой выше частоты первой гармоники выпрямленного напряжения, что увеличивает коммутационные нотери и MOHj,HOCTb, рассеиваемую транзисторами. Цель изобретения - уменьшение габаритов сглаживающего фильтра и повышение надежности устройства путем уменьшения коэффициента пульсации выпрямленного напряжения при синхронизации регулирующего элемента напряженнем питающей сети. В предлагаемый ключевой стабилизатор выпрямленного нанряжения введен транзистор, база которого соединена с коллектором усилителя постоянного тока обратной связи, эмиттер связан с одной из выходных клемм стабилизатора через резистор, параллельно которому через выпрямитель подключен выход фазовращающего устройства, а коллектор подключей ко входной цени усилителя-формирователя импульсов управления транзисторным ключом. Схема стабилизатора изображена на чертеже. К нервичной обмотке 1 трансформатора 2 подключен источник синусоидального переменного напряжения 3. Ко вторичной обмотке 4 подключены основной выпрямитель на диодах 5 и 6 и вольтодобавочный выпрямитель на диодах 7 и 8. Выход вольтодобавочного выпрямителя через транзисторный ключ 9 соединен с выходом основного выпрямителя и со входом сглаживающего фильтра 10. Параллельно выходу подключены нагрузка 11, усилитель постоянного тока обратной связи 12 и усилитель-формирователь импульсов управления транзисторного ключа 13. выходом усилителя 12 и входом усилителя-формирователя 13 включен транзистор 14, база которого соединена с коллектором усилителя 12, коллектор связан со входом усилителя-формирователя 13, а эмиттер через резистор 15 - с одной из выходных клемм 16, 17 стабилизатора (на чертеже с клеммой 16). Ко вторичной обмотке 18 трансформатора подключено фазовращаюохее устройство 19, выход которого через выпрямитель 20 подключен нараллельно резистору 15. Стабилизатор работает следующим образом. Иапряжение источника переменного тока поступает на первичную обмотку трансформатора. Напряжение вторичной обмотки 4 выпрямляется основным (диоды 5 и 6) и вольтодобавочным (дноды 7 и 8) вынрямителями,

сглаживается фильтром 10 и поступает на выходные клеммы 16 и 17 стабилизатора. Напряжение вторичной обмотки 18 поступает на вход фазовращающего устройства 19, с выхода которого снимается синусоидальное напряжение, сдвинутое но фазе на 90° по отношению к напряжению сети. Это напряжение выпрямляется диодным мостом 20 н поступает на резистор 15.

К переходу база-эмиттер транзистора 14 приложена сумма двух напряжений:

-синусоидального выпрямленного и сдвинутого по фазе на 90° напряжения на резисторе 15;

-постоянного напряжения на резисторе коллекторной нагрузки усилителя постоянного тока обратной связи 12.

При минимальном напряжении сети и максимальной нагрузке усилитель 12 закрыт и напряжение на резисторе его коллекторной нагрузки равно нулю. Напряжение на резисторе 15 приложено в запирающем направлении, поэтому транзистор 14 закрыт, и ток в базу транзистора 21 дифференциального усилителя не поступает. Следовательно, транзистор 21 закрыт, а транзисторы 22 и 23 w. транзисторный ключ 9 открыты. К нагрузке приложено выпрямленное напряжение всей вторичной обмотки 4, так как вольтодобавка включена полностью.

При повышении напряжения сети или уменьшении тока нагрузки 11 напряжение на выходе стабилизатора растет. Открывается усилитель постоянного тока обратной связи 12, и на его коллекторном резисторе появляется постоянное напряжение, которое подключено в переходу база-эмиттер транзистора 14 в открываюш,ем направлении.

Так как к переходу база-эмиттер транзистора 14 приложена сумма двух напряжений, то

транзистор 14 открывается только тогда, когда мгновенное значение напряжения на резисторе 15 меньше постоянного напряжения на коллекторном резисторе усилителя 12. Так

как напряжение на резисторе 15 сдвинуто по фазе па 90°, то транзистор 14 открывается в середине каждого нолупериода напряжения сети. Продолжительность его открытого состояния зависит от напряжения па коллекторном резисторе усилителя 12.

Пока открыт транзистор 14, открыт также транзистор 21, а транзисторы 22 и 23 и, следовательно, транзисторный ключ 9 - закрыты. Таким образом, напряжение на нагрузке 11

стабилизатора поддерживается с заданной точностью.

Предмет изобретения

Ключевой стабилизатор выпрямленного напряжения, содержаш,ий трансформатор, основной и вольтодобавочный выпрямители, транзисторный ключ, сглаживаюш,ий фильтр, усилитель ностоянного тока обратной связи, усилитель-формирователь импульсов управления транзисторным ключом и фазовраш,аюшее устройство с выпрямителем, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов

сглаживающего фильтра и повышения надежности, в схему введен транзистор, база которого соединена с коллектором транзистора усилителя постоянного тока обратной связи, эмиттер связан с одной из выходных клемм

стабилизатора через резистор, параллельно которому через выпрямитель подключен выход фазовращающего устройства, а коллектор подключен к входной цепи усилителя-формирователя импульсов управления транзисторным ключом.