Непрерывно-импульсный стабилизатор напряжения Советский патент 1975 года по МПК G05F1/56 

1

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться в источниках питания, например, вычислительных устройствах.

Известны стабилизаторы напряжения, содержащие силовые трехфазный трансформатор и выпрямитель последовательный н параллельный регулирующие транзисторы, импульсный последовательный регулирующий орган, усилитель рассогласования, диод и дроссель.

Недостаток известного стабилизатора заключается в большой динамической нестабильности, недостаточно высоком к.п.д., а также сложности устройства.

Цель изобретения - уменьшить динамическую нестабильность, увеличить к.п.д. и упростить устройство.

В предлагаемом стабилизаторе напряжения эта цель достигается тем, что он подключен к источнику питания, выход которого шунтирован двумя носледовательно включенными конденсаторами, обмотка управления импульсного регулирующего органа включена в день коллектора последовательного регулируюн 1его транзистора, эмиттерный переход которого щунтнрован диодом, а между его базой и средпей точкой упомянутых конденсаторов участком коллектор - эмиттер включен параллельный регулирующий транзистор.

Суниюсть изобретения поясняется чертежом.

Предлагаемый стабилизатор содержит трехфазный трансформатор 1, мостовой выпрямитель 2, конденсаторы фильтра 3, 4, дроссель 5, импул-гный регулируюишй орган

6,состоящий из тра зисторов 7, 8, трансформаторов тока 9, 10, )вичная обмо ка которых включена в цепь эмиттеров транзисторов

7,8, конденсатора 11 и дросселя 12, непрерывные регулируюнхие транзисторы - последовательный 13 и параллельный 14, устройство управления 15, выходом подключенное к эмиттерному переходу транзистора 14, дроссель фильтра 16, диоды 17, 18, резистор 19.

Непрерывно-импульсный стабилизатор напряжения работает следующим образом.

Напряжение сети изменяется трансформатором 1, выпрямляется выпрямителем 2, сглаживается конденсаторами 3, 4 и после регулирования подается на выход. Регулирование производится в двух параллельных цепях: безынерционно через транзистор 13 и инерциоино, но с малыми потерями мощности через импульсный регулятор 6 и дроссель 16.

При увеличении выходного напряжения стабилизатора но какой-либо причине устройство правления 15 увеличивает ток базы транзистора 14, соответственно увеличивается его ток коллектора. При этом ток базы, а еледовательно и коллектора транзистора 13 уменьшается. В связи с этим уменьшается относительная длительность нротекания тока через регулятор 6 и выходное напряжение возвращается к исходному значению. При pe3KOiM уменьшении тока нагрузки транзистор 13 и регулятор 6 на время запираются совсем, а излишняя энергия дросселя 16 при этом расходуется на подзаряд конденсатор 4 но цени: диод 17-дроссель 16 - диод 18 - транзистор 14, т. е. энергия возвращается на вход стабилизатора. Дроссель 5 выравнивает напряжение иа конденсаторах 3, 4. Меньшая часть энергии дросселя 16 идет на нагрев транзистора 14. При импульсах тока нагрузки, следующих с большой частотой, уменьшение потерь мощности в транзисторе 14 по сравнению с нрототином получается существенным. При резком увеличении тока нагрузки стабилизатора импульс тока проходит через транзистор 13, при этом наличие в коллекторной цепи обмоток управления трансформаторов 9 н 10 не увеличивает заметно инерционности этой цепи, поскольку обычно число витков в этих обмотках невелико (2-3 витка). Таким образом, динамическая нестабильность выходного напряжения описываемого стабилизатора достаточно мала. Выбором числа витков обмотки управления задают ток через транзистор 13 в пределах 5-10% от тока нагрузки. При этом потери мощности в транзисторе 13 невелики. Упрощение предлагаемого стабилизатора достигнуто за счет исключения дополнительно усилителя и модулирующего устройства, управляющего в прототипе импульсным регулятором.

В импульсном регуляторе 6 происходят следующие процессы. Транзисторы 7 и 8, работая в противофазе, попеременно находятся в режимах насыщения и отсечки. В очередной полупериод транзистор 7 включается и удерживается в насыщенном состоянии базовой обмоткой трансформатора 9. По истечении некоторого времени сердечник трансформатора 9 насыщается и транзистор 7 выключается. На обмотке трансформатора 9 появляется импульс напряжения обратной полярности («+ на началах обмоток), который через конденсатор 11 попадает на трансформатор 10 и тут же включает транзистор 8. Далее в сердечнико трансформатора 9 происходит спад индукции до уровня, определяемого током через обмотку управления. Таким образом время периода работы регулятора 6 пропорционально току коллектора транзистора 13. После каждого переключения транзисторов ток в силовой цепи регулятора 6 некоторое время очень мал, так как в это время перемагничивается сердечник дросселя 12 и лишь после его насыщения ток значительно возрастает. Включение транзисторов 7 и 8 без тока в коллекторной цепи обуславливает отсутствие потерь мощности на одном из фронтов.

Предмет изобретения

Непрерывно-импульсный стабилизатор напряжения, содержащий трехфазные силовой выпрямитель и трансформатор, параллельный регулирующий транзистор и носледовательиый регулирующий транзистор, соединенный параллельно с последовательным импульсным регулирующим органом, выходной диоднодроссельный фильтр и орган управления, подключенные к выходу последнего и входу параллельного регулирующего транзистора, отличающийся тем, что, с целью повышения к.п.д. и уменьшения динамической нестабильности выходного напряжения, эмиттер параллельного регулируюп1,его транзистора через

дроссель соединен с одноменными выводами вторичных обмоток трехфазного силового трансформатора и через конденсаторы подключен к выходным зажимам трехфазного мостового выпрямителя, соединенного с указанными обмотками, при этом обмотка управления импульсного регулирующего органа включена в цепь коллектора последовательного регулирующего транзистора, эмиттерный переход которого шунтирован диодом, а база

подключена к коллектору параллельного регулирующего транзистора. Q-.. ; Q-LNV pwX. Q-Lorv ii, orvv™