Импульсный стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1976 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве источника электропитания самолетной цифровой аппаратуры.

Известен стабилизированный преобразователь постоянного напряжения с частотным регулированием, содержащий инвертор, выпрямитель, фильтр, усилитель сигнала ошибки и фазосмещающую цепь 1. Существепное изменение частоты при непостоянстве тока нагрузки в таком преобразователе приводит к увеличению статической ошибки стабилизации. Получение значительного диапазона изменения частоты для обеспечения необходимого коэффициента стабилизации в широком диапазоне изменения напряжения питания в преобразователе представляет значительные трудности.

Известен также импульсный стабилизатор постоянного напряжения с трансформатором обратной связи в коллекторной цепи силового регулируюш,его транзистора, содержаш,ий входной фильтр, проходной транзистор, непрерывную часть, схему сравнения, усилитель сигнала ошибки и генератор-модулятор. 2. Недостаток такого стабилизатора заключается в том, что амплитуды ЭДС, возникаюш,их на обмотках генератора-модулятора при обратном перемагничивании трансформатора.

изменяются в функции скважности. Кроме того, стабилизатор работоспособен в ограниченном диапазоне изменения тока нагрузки.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержаш,ий регулирующий транзистор, соединенный последовательно с первой обмоткой накопительного дросселя, вторая обмотка которого соедннепа одним концом с катодом демпфирующего диода, выходной фильтр, включенный между другим концом второй обмотки накопительного дросселя и анодом демпфирующего диода, обмотку положительной обратной

связи накопительного дросселя, орган сравнеппя, усилитель сигнала ошибки и элемент управления на основе релаксационного генератора, состоящего, например, из последовательно соединенных времязадающего конденсатора и управляемого источника тока на транзисторе и эмиттерном резисторе 3.

В бортовой самолетной сети возможны изменения напряженпя до 200% от номинального значения, поэтому для обеспечения необходимого коэффициента стабилизации схема управления на основе управляемого релаксационного генератора должна иметь широкий диапазон регулирования частоты. Последняя ограничена токами срабатывания и возврата

элемента, имеющего участок с отрпцательным

дифференциальным сопротивлением (например, двубазовый диод).

Цель изобретения - расширение диапазона стабилизируемого напряжения.

Это достигается тем, что стабилизатор снабжен дополнительным диодом, включенным в прямом направлении между точками соединения времязадающего конденсатора с управляемым источником тока элемента управления и второй обмотки накопительного дросселя с катодом демпфирующего диода.

Принципиальная схема импульсного стабилизатора постоянного напряжения представлена на чертеже.

Стабилизатор содержит регулирующий транзистор 1, соединенный последовательно с первичной обмоткой 2 накопительного дросселя, имеющего выходную обмотку 3 и обмотку 4 положительной обратной связи, выходной фильтр 5 с демпфирующим диодом 6, орган 7 сравнения, усилитель 8 сигнала ошибки, элемент управления на основе релаксационного генератора 9 с времязадающим конденсатором 10, пусковое устройство 11 и диод 12.

Работает стабилизатор следующим образом.

При подаче положительного импульса от пускового устройства 11 на базу транзистора 1 последний начинает открываться и за счет напряжения на обмотке 4 положительной обратной связи переходит в режим насыщения. Напряжение питания практически полностью прикладывается к обмотке 2 накопительного дросселя. Коллекторный ток транзистора 1, благодаря преобладанию индуктивного сопротивления над активным, нарастает линейно, причем до тех пор, пока транзистор не выйдет из насыщенного состояния в активную область. Затем происходит лавинообразный процесс запирания транзистора, так как ЭДС на обмотках 2 и 4 накопительного дросселя изменяют полярность. До момента запирания транзистора в накопительном дросселе запасается энергия, которая затем через обмотку 3, демпфирующий диод 6 и фильтр 5 передается в нагрузку. Когда энергия в накопительном дросселе будет близка к нулю, демпфирующий диод 6 запирается, что вызывает изменение знака ЭДС в обмотке 4, и транзистор 1 снова открывается. В это время происходит сравнение выходного напряжения с опорным, а сигнал ошибки усиливается усилителем 8 и с выхода элемента управления поступает импульс напряжения, в результате

чего транзистор запирается. Так как диод 6 в этот момент открывается, конденсатор 10 через диод 12 разряжается и до включения транзистора 1, т. е. запирания диода 6, поддерживается в этом состоянии. Далее цикл

повторяется.

Благодаря разряду конденсатора 10 через диод 12 практически до нулевого уровня, релаксационный генератор элемента управления надежно выключается, что позволяет расширить диапазон стабилизации.

Формула изобретения

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, соединенный последовательно с первой обмоткой накопительного дросселя, вторая обмотка которого соединена одним концом с катодом демпфирующего диода, выходной фильтр, включенный между другим концом второй обмотки накопительного дросселя и анодом демпфирующего диода, обмотку положительной обратной связи накопительного дросселя, орган сравнения, усилитель сигнала ошибки и элемент управления на основе релаксационного генератора, состоящего, например, из последовательно соединенных конденсатора и управляемого источника тока на транзисторе и эмиттерном

резисторе, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона стабилизируемого напряжения, он снабжен дополнительным диодом, включенным в прямом направлении между точками соединения времязадающего

конденсатора с управляемым источником тока элемента управления и второй обмотки накопительного дросселя с катодом демпфирующего диода. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авт. св. № 170554, кл. G 05f 1/68, 1965.

2.Патент США № 3.115.600, кл. 323-22, 1963.

3.Патент США № 3.114.096, кл. 323-15, 1963 (прототип). I i ii--.-j,J;. I I 4.l-.