Импульсный стабилизатор напряжения Советский патент 1977 года по МПК G05F1/56 

В узле управления 7 сигнал рассогласования, полученный путель сравнения опорного и выходного нанряженнй, усиливается и поступает на широтно-имнульспый модулятор, вырабатывающнй управляющие сигналы, воздействуюндие через резисторы 14, 15 на базы управляющих транзисторов 5, 6, обеспечивая включение транзисторов /, 2 регулирующего органа со скважностью, необходилшй для поддержания выходного напряжения стабилизатора П заданном уровне.

В иаузе (положительный сьтиал на выходе узла уипавлення 7) транз - сторы о, 6 открыты, транзисторы /, 2 закрыты, в обмотках Wtj трансформаторов 3,4 протекают токи, сердечники трансформаторов нерсмагпичнваются в обратном нйиравленни но отношению к направлению иеремагннчивания сердечников при п} охождс; ии рабочс о нмнульса тока через транзисторы /, 2 и обмотки Wi трансформаторов 3, 4.

П{)и различных вели .инах входного напряжения Оз:,. и тока в нагрузке 13 стабнлизато) может работать в двух осьювных режимах л ЗЙИНСИМОСТН от того, в одном ИЛ)1 в

обоих серде: 1икйх трансформаторов 3, 4 достигается нидукп,ия насыщения В,, при обратном иерел;я1-нпч 1ва 1ии в наузе. Другими слона эти режимы можно определять еледу1ои;им образом: 15 режиме 1 время обратного неремагннчизаиия сердечников трансформаторов 3, 4 больше дл ггельиости паузы, т. е. /,,,, и обеепе И:5ается гоо :еред 1ая работа транзисторов // 2 К;гу,:ируюи1ег 1 органа; в режиме II время обратного перемагнтншваиия сердечников Тра сфо л:атороп 3, 4 моньгце д;1ительностн паузь, т. с. /,,., f,,,, и i; )егулирующем органе работает одм; на трпизнсторОБ / нли 2, а т аход тся п запертом состоянии.

Р:чСс :от|1;г : 6o,iec но;фобно работу имнульегоуо етабклмзатора в указанных режимах.

Режим / (фиг. 2). Предположим, что перед рассматривае юй паузой рабочий импульс тока нроходит через транзистор 1, а транзистор 2 закрыт. Это состояние обуславлнсаетея закрытым транзистором 5 и открытым транзнстором б . 1 котику паузы длнтельность прохождения тока через обмотку IF траисфо)матора 4 стала равной период,у рабочей частоты стабилизатора Т /;, + .„ (сАмме длительностей импульса и паузы), обратное пере.и-1гничиванне сердечника закончено, и S нем достигается индукция насыщения /.;, а ток в обмотке W-,, онре еляется ограничительным резистором /7.

К этому ;ке мой;снту ллктельнссть прохождения, тока 4ej3e3 обмотку Wy трансформатора 3 еоста:;ляст /,., но определению режима I обратное нерег,к:гничиванне не закончилось, и магнитная индукция в сердечнике трансформатора меньше Bj, а ток в обмотке W,, меньн;е тока в соответствующей обмотке трансформатора 4.

При снятин положительного сигнала с баз транзисторов 5 Е 6 (окончание наузы) последние начииают запираться, ток через обмотки Wy уменьшается, и ЭДС обмоток меняют свою полярность. Суммарпое напряжение ЭДС обмотки Wy и нанряжения дополнительного источ 1нка f/до:, прикладывается к коллекторам транзисторов 5 и 6. Однако вследствие того, что на облготке W,/ насыщенного

трансформатора 4 всегда возннкает ЭДС, превышающие но величине ЭДС обмотки ненасыщенного т)ансс};орматора 3, через -резистор 9 на базу транзистора 5 ностунает ток, нревышаюн1ий ток базы транзистора 6. При

зтом транзистор 5 открывается, транзистор 6 закрывается, и возникает иовое устойчивое состояние. При уменынении тока в обмотке Wy трансформатора 4 напряжение, индукти)уемое на его обмотке Wo- вызывает ноявление базового тока транзистора 2, который в результате лавинообразного процесса отннрается и пропускает рабочнй импульс тока. Сердечник транефор 1атора 4 неремагничивается но нетле в прямом нанрапленин. Сердечник трансформатора 5 продолжает пере-магничиваться в обратном направлении до достижения нндукции наеып1,ення /3 нод действием нанряження U,o::, приложенного к обмотке W,j через открытый транзистор 5.

При иостуилении ноложительиого сигиала с узла унравления TjjaH3HCTOp 6 отк)ьн:.петея, транзистор 2 закрывается, и начинается науза.

При носледуюнгем снятии унравляющего

сигнала аналогичного описанному вьине принципу воз икает иосое устойчивое состояине: транзисторы 2, 4, 5 згкрыты, транзисторы 1 и 6 открыты, рабочий импульс тока проходит через транзистор /, и далее цикл повторяется.

Таким образом обеспечивается поочередная работа регулирующих транзисторов / .ч 2, и частота переключения каждого транзистора в два раза ниже рабочей частоты етабилизатора.

Режнм II (фиг. 3). Режим II характерен

для повышенных значений входного напряжения иSX и малых токов нагрузки, когда длительность паузы возрастает по отпонгению к длительности импульса.

Поскольку к концу паузы в сердечниках обоих трансформаторов 3 и 4 достигается индукция насыщения, при снятии управляющего сигнала устанавливается устойчивое состояние, целиком зависящее от асимметрии

схемы, т. е. один из транзисторов 5 или 6 всегда остается открытым, и рабочий и.мпульс тока проходит только через один регулнруюи. транзистор / и;1И 2 при постоянно закрытом втором.

При этом регулирующий транзистор переключается с частотой, равной рабочей частоте стабилизатора. Повышение мощиоети рассеяния работающего транзистора практичеCKii не р;ь:зывает ночыщения темне 5атуры его

корпуеа, так как ооа регулирующих тра1гзнстора расположены на одном радиаторе, а режим возникает при малых токах нагрузки.

Использование изобретения позволяет разработать импульсные стабилизаторы напряжения, по параметрам не уступающие указанному прототипу, но выгодно отличающиеся от него значительным упрощением схемы.

Формула изобретения

Импульсный стабилизатор напряжения, содержащий регулирующий орган в виде параллельно включенных транзисторов с импульсными трансформаторами, обмотки управления которых одними концами подключены к дополнительному источнику, а другими - к коллекторным цепям управляющих транзисторов, базовые цепи которых связаны

с узлом управления, состоящим из элемента сравнения выходного напряжения стабилизатора с опорным и щиротно-имнульсного модулятора, отличающийся тем, что, с целью упрощения схемы стабилизатора, в нем коллекторы и базы управляющих транзисторов взаимно соединены между собой через резнсторы, причем базовые цепи управляющих транзисторов подключены к выходу узла управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.«Вопросы радиоэлектроники, выпуск 2, 1969 г., стр. 107, рис. 3 - аналог.

2.Авторское свидетельство СССР Хе 416678 от 1974 г., кл. G 05f 1/56 - прототип.

Н

1

$

,ii

i

ч N V

r I

L

-и V