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

(54) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ и другим концом - к р.ыходу регулируюше-го элемента, который связан с яходной кле мой для подключения средней точки источника питания через третий дпод, к точке соединения которого с выходом регулиру1Ощрго элемента поянпючеп первый резистор, заш ктированный дросселем насыщения, при чем один вход усилителя сигнала : ошнбк; соединен с источником опорного напряжения через эашунтированный дополнительным коя деЕсатором резистивный делитель, параллельно одному из плеч которого включен вспомогательный транзистор. Второй вход усилителя сигнала ошибки связан с вьисодом через шунтированный последовательной цепочкой из второго резистора и вторичной обмотки дросселя сглаживающего фильт ра интегрируюшяй конденсатор, соединенны через третий резистор с одной из входных клемм дяя подключения источника питания и с одной из выходных клемм для подкл.ючення нагрузки через встречно включенные четвертый и пятый диоды, общая точка которых через четвертый резистор соедг-шена с другой клем мой для подключения источника ПИТ8ЛИЯ, На чертеже изображена принципиальная электрическая схема стабилизатора. Стабилизатор охвачен обратной связью как по току нагрузки, так и по напряжению и работает в ав околебательном режиме. Он содержит регулирующий элемент, выпол ненный на транзисторе 1 с трансформатором 2-положи тельной обратной связи по току. Сглаживающий фильтр выполнен на дросселе 3 и ковденсаторе 4. Выходной каскад усилителя сигнала ошибки собран по дифференциальной схеме на транзисторах 5 и 6 и осуществляет сравнение напряжения обратной связи, равного сумме выходного напряжения и напряжения на интегрирующем конденсаторе 7 и пропорционального силовому току, с эталонным, име ющим два уровня, причем один из этих уровней образуется на резисторе 8 резистивного делителя, когда вспомогательный транзистор 9 открыт, а другой уровень на том же резисторе, когда транзистор 9 закрыт. Среднее значение между указанным уровнями эталонного напряжения равно выходному напряжению стабилизатора. Источником опорного напряжения для за дания эталонных уровней является напряжение на- стабилитроне 10. Сигнал на включение и выключение регулирующего транзистора 1 передается с выходов усилите ля сигнала ошибки соответственно через первую и вторую управляющие обмотки 11 и 12 трансформатора тока 2. Стабилизатор также содеря ит выходной транзистор 13 усилителя сигнала ощибки. дроссель насыщения 14, обмотку 15 трансформатора 2, выходной транзистор 16 усилителя сигнала ошибки, диод 17, базовую обмотку 18 трансформатора 2, диод 19, обмотку 20 трансформатора 2, резисторы 21, 22, 23, дяод 24, дополнительный конденсатор 25, шунтированный резистивным делителем из резисторов 26 и 8, и резистор 27, а также диод 28 и резистор 29. Работает стабилизатор следующим образом. Предположим,что напряжение на базе транзистора 6 схемы сравнения меньше напряжения на базе транзистора 5. Следовательно, транзисторы 5 и 9 открыты, и напряжение на базе транзистора 5 равно верхнему значению эталонного напряжения транфистор 6 закрыт, открыты выходной транзистор 13 усилителя сигнала ошибки и регулирующий транзистор 1. . Силовой ток, протекая под действием разности напряжений Е - g,,y (где Е напряжение источника питания, U-bix выходное напряже1ше стабилизатора) от плюсовой щины источника питания к минусовой через нагрузку, дроссели 3 и 14, транзистор 1 и обмотку обратной связи 15 трансформатора 2, нарастает линейно. С ростом силового тока увеличивается напряжение на конденсаторе 7. Следовательно, увеличивается напряжение обратной связи, подаваемое на базу транзистора 6 схемы сравнения, и при достижении им величины, равной верхнему значению эталонного напряжения, открывается транзистор 6 и. закрывается транзистор 5, что приводит к открыванию выходного транзистора 6 усилителя сигнала ошибки. Ток, трансформирующийся в обмотку 11 трансформатора 2 из обмотки обратной связи, замыкается через открывшийся транзистор 16 и диод 17, при этом напряжение на базовой обмотке 18 того же трансформатора 2 г становится недостаточным для поддержания транзистора 1 в отKftbiTOM состоянии, и он закрывается. Силовой ток, под действием разности напряжений Ugbin 1 начинает падать, протекая от плюсовой шины источника питания к его средней точке через нагрузку, дроссель 3 фильтра и дроссель насыщения 14, диод 19 и обмотку 20 трансформатора 2. Напряжение обратной связи уменьшает и при достижении им величины, равной нижнему эталонному уровню (величина напряжения на базе транзистора 5 при закрытом вспомогательном транзисторе 9), транзистор 6 закрывается, в результате открывается выходной транзистор 13 усилителя сигнала ошибки. Через обмотку 12 трансформатора 2 потечет ток, который, трансформируясь в обмотку 18, откроет транзистор 1. Далее цикл повторяется. Скорость нарастания напряжения на интегрирующем конденсаторе 7 зависит от в личины напряжения, приложенного к дросселю 3, и определяет время открытого и закрытого состояний транзистора 1. В отличие от известных схем в данном стабилизаторе энергия, запасенная в дросселе фильтра в рабочий период, в период возврата отдается в нагрузку не нэпосред- ственно, а через источник питания. Это позволяет снизить частоту переключения регулирующего транзистора и уменьшить к эффициент широтной модуляции к, определя емый по формуле: 0-S где to время открытого состояния транзистора 1 ij - время закрытого состояния транзистора 1. Для предлагаемой схемы стабилизатор - 3, ТГ Для известных схем, в которых энергия запасенная в дросселе фильтра отдается не посредственно в нагрузку, К 4п - 2. Снижение коэффициента широтной модуляции позволяет облегчить режим работы транзисторов схемы. Для.исключения перерегулирования по току и напряжению в цепь дросселя фильтра включен резистор 21, который в устано вившемся режиме закорачивается обмоткой дросселя насыщения 14. Для обеспечения закрытого состояния транзистора 1 в момент включения стабилизатора, на базу транзистора 6 подается напряжение с делителя, состоящего из резисторов 22, 23 и диода 24, а параллель но источнику опорного напряжения включен дополнительный конденсатор 25, образующий совместно с резисторами 8, 26, 27 интегрирующий контур. Предложенная схема стабилизатора позволяет снизить мощность рассеяния в тра исторах и исключить перерегулированиэ в ереходник режимах. Формула изобретения Импульсный стабилизатор постоян 1ого напряжения, содержащий регулирующий элемент с трансформатором положительной обратной СВЯЗИ ho току, источник опорного напряжения, сглаживающий фильтр, состоящий КЗ конденсатора и дросселя, и усилитель сигнала ошибки,-один вход которого связан с источником опорного напряжения, второй - с вькодом для подключения нагрузки, а к одному из выходов усилителя сигнала ошибки через первый диод подключена одна управляющая обмотка трансформатора положительной обратной связи по току, отличающийся тем, что, с целью уменьшения «инамических потерь и исключения перерегулирования в переходных режимах, трансформатор положительной обратной связи по току снабжен второй управляющей обмоткой, подключенной одним концом через второй диод к другому выходу усилителя сигнала ошибки и другим концом - к выходу регулирующего элемента, который связан с входной клеммой для подключения средней точки источника питания через третий диод, к точке соединения которого с выходом регулирующего элемента подключен первый резистор, защунтированньп 1 дроссе ем насыщения, причем одни вход усилителя сигнала ошибки соединен с источником опорного напряжения через зашунтированный дополнительным конденсатором резистивный делитель, параллельно одному из плеч которого включен вспомогательный транзистор, а -второй вход усипнТ9ЛЯ сигнала ошибки связан с выходом через шунтированный последовательной цепочкой из второго резистора и вторичной обмотки дросселя сглаживающего ()нльтра яитегрирующий конденсатор, соединенный через третий резистор с одной из входных клемм для подключения источника питания и с одной из выходных клемм для подключения нагрузки через встречно включенные четвертый и пятый диоды, .общая точка которых через четвертый резистор соединена с другой клеммой для подключения источника питания.