Импульсный стабилизатор Советский патент 1976 года по МПК G05F1/44 

(54) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР

i

Изобретение относкгса х области эпехтротехиики, а Б частности к устройствам для широтно-имнульоного управления кпючевыма транзисторами импульсных стабипиз торов напряж гния и статических преобразователей с регулируемым выходным напряжением.

Известны импульсные стабилизаторы, со- держаише модулятор ширины им1т льсов и импульсный усилитель с трансформаторным выходом, при этом каждый усилитель управляет и гальванически разделяет входные цепи одной пары ключевых транзисторюв, составляющих противоиоложные плечи моста 1

Недостатком этого устройства является его сложность.

Кроме этого, известны импульсные стабилизаторы, содержашие ишротно-импульсный модулятор, который через импульсный усилитель с трансформагорнььм выходом управляет двумя ключевыми транзисторами, для чего их ахояы подключены к отдельным вто ричкь.м обмоткам через ограничивающие резисторы, чго .оля«т подавать изменяющиеся по ширине --пафаюшие импушхы с

выхода модулятора oднoг) на uxj/i кая-;дого из транзисторов.

Однако известные устройства к MOMf-tK спада отпирающего импул..1сл niuii-iiini рассасывания избыточного заряда fs i.n le ключевого транзистора его выключенш ;д держивается. На время задержки «икля чския ключевого транзист }ра влияют илпук nif.ность рассеяния обмоток трп11-|}юрматора и величина амплитуды запираюиюг-о iiMiiynt- са. В ключевом стабнлизаторо для yMOHhiiJoния динамической нестабил1-.иост при ик« пульсном характере на1рузки ислп;((; режим прерывистых токов и дроосол« 1.гх1)Д™ ного фильтра. В этоМ f«.. работы али« тельность импульсов моду ля гора соскихпя- ет единицы микросекунд, а время задсфжки выключения ключевых транзисторов р.)ко возрастает, поскольку увйличивается кратность тока включения базы, п ыличинл пк плитуд. запирающего импульса падаот.

Кроме Того, из-за паразигш.гх параметров обмотЛк импул1 сно1о тpaнcljlOp ;1тopa и энергии запасенной в них в моыонг :Сдад« отпирающего импульса noaHtK.iivr fii.irrpi.ifi

525067 34

переходный процесс, котор.1н вызывает дис1.толь 2 посгупиег ига тpnнcф p.шrc) 3, ЛоПерсию времени задерж ; выключения клю-лее сигнал со вторичной обмогкн 4 fpaHCjwp

чевого транзистора. Это явление характери матора через ограничивающий резистор 7,

зуется тем, что при плавном изменении ;резистор 8 и дроссель 1О поступает на вход

ширины импульса модулятора в области некото- gключевого транзистора 5 и отпирает его.

рЬ Хзначений его длительности время задержкиОдновременно к базе блокирую1иего траноисвыключення изменяется дискретно.,тора 6, через резистор 9 подается запирекь

Как дисперсия времени задержки выкя10г.щее напряжение с дросселя Ю, который после

чения, так и несимметрия им1т льсов в ка насыщения сердечника шунтирует его вход, налах управления при изменениях вxoдн пpJ. ю Таким образом в период действия отпиранапряжения и малых токах нш рузки ведутюшего импульса модулятора, блокирующий

k неустойчиБОйработе устройств электро-транзистор 6 находится в закрытом сосгояпитания в динамическом режиме.нии.

Уменьшение времени задержки выключе-В момент спада отпирающего импульса,

.ния ключевых транзисторов и сведение до jsв дросселе 10 возникает перепад тока. Камини лума его дисперсии путем включенияведенная при этом на дросселе 10 з.д. с.

резистороё, шунтирующих входы транзисто-отпирает блокирующий транзистор 6, который

ров, и увеличения намагничивающего токасвоймоткрытым переходом коллекгор-эклгттрансформатора неэкономично. В ключевомтер закорачивает вход ключевого транзкстостабилизаторе из-за этого сужают диапазон 20ps 5 и этим же переходом замыкает вторич-

изменения длительности импульсов управ-кую обмотку 4 трансформатора а ограничкволеиия, для чего уменьшают диапазон изме-юший резистор 7. Избыточный заряд в базе

нения тока нагрузки и включают нелиней-ключевого транзистора 5 начинает рассасыную индуктивность в выходном фильтре.ваться. Напряжение на вторичной обк отке4

С целью устранения искажения выходно-23трансформатора представляет собой резуль-

го импульса, вызванного индуктивностьютат действия быстрого переходного процес-

рассеяния обмоток трансформатора, в пред-са и переходного процесса, обусловленного

лагаемом устройстве параллельно входу пе- энергией, запас енной в индчктивности намапг- реключающего транзистора включен выход . тра гсформатора 3. Как только это

блокирующего транзистора, а его вход через SOнапряжение становится запирающим, то прэрезистор подсоединен к выходу ди|))ференип- ;песс выключения ключевого транзистора 5

рующей цепочки, вход которой подключен форсируется, при этом блокирующий транзис-

параллельно ограничиваюиюкту резистору; тор 6 начинает работать в инверсном

дифференцирующая цепочка может быть вы-ме.

полнена в виде последовательного соедпне S5 Таким образом, быстрый переходный ирония диода и параллельно соединенных резне-кесс неокезьшает влияния на процесс растора и конденсатора и в виде последователь-сасывания избыточного заряда в базе соединенных дросселя и резистора.чевого транзистора 5, а дисперсия времени

На фиг. 1 приведена схема предлагаемогозадержки выключения сводится до митшг/ка. импульсного стабилизатора; на фнг. 2 - то 40 Дифферениируюшая цепочка (г. 2) , принципиальная схема.полнена в виде последовательного соединена выходе модулятора 1 ширины иктауль-ния диода 11, параллельно соединенных ( i) включен импульсный усилительзисгора 12 и конденсатора 13. 2 с трансформатором 3 на выходе. КонецОтпкраюшлй импульс с модулятора 1 иш вторичной обк(отки 4 грансформптора подкпю-15ркны имп льсов через импул1 ный усипител:чен к эмиггеру ключевого транзистора 52 поступает на трансформатор 3. Далее сиг«nman-p-n и коллектору блокирующего тран-нал со вторичной обмотки 4 трапс{юрматора зксторд 6 р-п-р. Начало вторичнойчерез ограничнваЪш и резистор 7, коиле саобмоткп 4 трансформатора Через ограничива-тор 13 и диод 11 поступает на вхоп иеро-Ю(чий рез15стор 7 подключено к базе ключе- кпючаю.иетх) транзистора 5 и отпир..1ет его, його транзистора 5 и эмиттеру блокирующе-Одповременно к базе блокнрую1иего трянзисго транзистора б, а также через делительгора 6 через резистор 9 попаегся запира л.-. яа резисторах 8 и 9 - к базе блокирующе-шее напряжение с диода 11. После заряда го транзистора 6, при этом эмнтгор блоки-конденсатора 13 запирающее смешеше соз рующего транзистора 6 через дроссель 10 дается с помошью резистора 9. соединен с средней точкой .делителя; на ре-В момент спада отпирающего импульса зисторах 8 и 9.на консенсаторе 13 воз} гкяег перепал ift-v.

Отпирающий импульс с модулятора 1 щи-пряжения, которьш отпирает блокирующий

имп лъсюв через импульсный усили-тпгнзистор 6, Послешип своим открытым nepftxoaoM колл ктор -эмигтер дакорячипйет вход переключаею14ого Тронзистора;5 ly этим же перехолом замыкоот вторичную обмотку 4 трансформатора на огрпиичнваютий резистор 7. Избыточный заряд D базе псреключл-. юшего трапзисгора 5 ипчииаег рассасываться Напряжение на вгоричной обмотке 4 тр.эясформатора представляет собой резупьтат действия быстрого лерехолного процесса и переходного процесса обусловленкого енер-; гией, зрпасекной в иидуктквнсч:;ти нямапти- чивания трансформатора 3. Как только это, напряжение станоБИТся запнрамии, то процесс вьтключения пёреключаюпего треязис- jTopa 5 форсируется, при этом блокирующий, |5 тра:юкстчэр 6 начинает работать в инверсно ре5киме. Таким образом, быстрый переходный процесс не оказывает влияния tta процесс рассасызания избыточного .заряда в базе переключающего транзистора 5, а диспе1 сия времени задержки выклю гепкя сводится по MHHHsryMa, Применеьие Гшокируюп1его транзистора, . который отпирается в момент спада импуль са на время, дайсгвия бь;строго пор ходно- го процесса в транс4Сфматоре импл-льсногоусилигеля, и испо; ьзова; е конпенсагора ; в цепи управления этого транзистора выгод|но отличает предлагаемое устройство для управпения переключающими транзисторами от прогх)типа. Оно ПОЗРОЛЯОГ свести до ми- 1шмума дисперсию времени задержки вы- , ключеш Я переключающих транзисто-ов и, уменьшить в несколько раз как само BpeMsj задерхжи выключения, так Р время переключения, в результате чего обеспечивается устойчивая работа икшульсных стабилизаторов на пряжения и статических прэобразователе напряжения мостового и лолумостового ти- па с широтно-и.ягульсны. отравлением при умет шенйи тока яагрузки по значений холостого хода, а также y efn u aютcя динамические потери на пе -х:ключаю 11их транзисторах, снижаются требования к качеству выпол Т1О1ГИЛ иккупьснъгх транс()орматоров о чисти иидуктнвнгх:гк рапсеямчя его обмоток и повышается эконокшчность схемы управ- ення за счет умены.чония намагничивающего тока. Формула изобретонип 1, Импульсный стабилизатор, содержашиЯ переклгочаюшкй транзистор, вход которого через ограничивающий резистор подключен к вторичной обмотке трансфор матора, перьвичнея обмотка которого вклочена на выход импульсного усилителя, и модулятор ширины импульсов, отличающийся тем, что, с целью устранения искажения выходного импульса, вызванного индуктивностью рассеяты обмоток трансформатора, параллельно входу переключаюч его транзистора включен выход блокирующего транзистора, а его вход через резистор подсоепинон м BFJ)ходу дифференцирующей цепочки, вход которой подключен параллельно ограничивающему резистору. 2.Стабилизатор по п. 1, о т л и ч а - ю щ и и с я тем, что диф| еренц1фую1пая цепочка выполнена в виде последопательного соединения диода и параллельно сосдиненн1.ах резистора и конденсатора. 3.Стабилизатор по п. 1 , о т л и ч а ю ш и и с я тем, что диффюренцирующая попочка выполнена в виде последовательно соединенных дросселя и резистора . Источники информации, принятые во в.чи- мание при экспертизе: 1.J. Каппу а and Kotori „PoLoer Sfecfrotiics and PoLoer 3 гпicoпdactor The journap Of the insttiuie of eCtctronits anc/ com Jgtls 9 гпеегз of Japan Vo.5/.;;j,/g,, 2. Мощный ключевой стабилизатор . Буденный А. П. , Колосов В. А., Электронная механика в автомашине 1971 г., вып. 6 стр. 64.