Импульсный стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1978 года по МПК G05F1/56 

(54) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

1

Изобретение относится к области электротехники и используется в качестве источника электропитания электро- и радиоустройств.,

Известен импульсный стабилизатор постоянного напряжения содержшциа последовательный регулирующий транзистор, широтно-импульсный модулятор, сравнивающий блок и LCD фильтр ( использовании в известном устройстве составного транзистора в качестве регулирующего элемента уменьшение потерь мощности на последнем достигается, как правило, путем введения дополнительного источника напряжения.

Наличие общего минуса у источника питания стабилизатора и нагрузки при применении силовых транзисторов 1J -р- in типа вызывает определенные трудности осуществления цепи управления ими, особенно при изменении коэффициента заполнения вплоть до единицы.

Наиболее близким к изобретению техническим ршлением является известный импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, управляющий вход которого

через включающие транзисторы связан с выходом широтно-импульсного модулятора, входом соединенного с выходом стабилизатора 2.

Недостатком известного стабилизатора является повышенные потери в управляющем контуре регулирующего транзистора из-за наличия выпрямительных диодов в дополнительном источнике питания.

Целью изобретения является увеличение КПД и упрощение схекы стабилизатора.

Это достигается тем, что в импульсном стабилизаторе постоянного напряжения связь управляющего входа регулирующего транзистора с выходом широтно-импульсного модулятора осуществлена через два дополнительно введенных предварительных усилителя с выходными трансформаторами, одна из вторичных обмоток каждого из которых включена между базой регулирующего и эмиттером соответствующего включающего тран.зистора, а другая через резистор - между базами указанного включающего и регулирующего транзисторов; а также тем, что стабилизатор снабжен выключающим транзистором,эмиттер которого соединен с базой регулирующего транзистора, коллектор через источник смещающего напряжения - с эмиттером регулирующего транзистора, а база через развязывающие диоды - с концами вторичных обмоток выходных трансформаторов предварительных .усилителей, соединенных/через резисторы с базами включающих транзисторов. На фиг. 1 представлена принципиальная схема импульсного стабилизатора постоянного напряжения; на фиг. 2- зависимость напряжений в различных точках схемы от времени. Стабилизатор содержит регулирующий транзистор 1,LCD -фильтр 2, к выходу которого подключается нагрузка 3, включающие транзисторы 4, 5, предварительные усилители 6,7с тран сформаторами 8, 9, со вторичными обмотками 10, 11 и 12, 13 соответственно, широтно-импульсный модулятор 14, сравнивающий блок 15, шунтирующий резистор 16, балластные резисторы 1-7, 18, резисторы 19, 20 отрицательного смещения транзисторов 4, 5, развязыва ющие диодаа 21-24, источники смещающего напряжения 25, 26, выключающий транзистор 27 с балластным резистором 28 в базовой цепи, Силовой контур стабилизатора состоит из регулирующего транзистора 1, LCD -фильтра 2 и нагрузки 3. Включающие транзисторы 4 и 5 подключены коллекторами к положительному зажиму источника питания, а эмиттерами через обмотки 10, 12, трансформаторов 8 и 9 к базовому выводу регулирующего транзчстора 1. Обмотки 11 и 13 трансформаторов 8 и 9 и резисторы 17, 18 служат для управления включающими транзи торами, базы которых через диоды 21, 22 и резисторы 19, 20 подключены к источнику напряжения смещения 25. Пер вичные обмотки трансформаторов 8 и 9 включены на выход транзисторных предварительных усилителей 6 и 7, которые управляются с выхода ширатло-ийпульсного модулятора 14, подключенного к входу и выходу сравнивёиощего блока 15 Резистор 16 служит для выключения регулирующего транзистора 1. Для обеспечения режима отсечки регулирующего транзистора .1 вместо резистора 16 включается цепь, состоящая из транзистора 27 и источника смещающего напряжения26, причем база транзистора 27 через резистор 28 подключается к источнику отрицательного смещающего напряжения 25 и через диоды 23, 24 к началам вторичных обмоток 11 и 13 трансформаторов 8 и 9. Стабильное напряжение на нагрузке 3при изменении напряжения питания и сопротивления нагрузки поддерживается за счет изменения длительности включенного н выклвзченного состояния регулирующего транзистора 1. Пульсирующее напряжение на выходе транзистора 1 сглаживается LCD -фильтром 2. Точность стабилизации напряжения на нагрузке определяется каналом обратной связи, содержащим сравнивающий блок 15 и широтно-импульсный модулятор 14. Выходные сигналы модулятора 14 поочередно включают и выключают однотактные предварительные усилители 6 и 7, которые через трансформаторы 8 и 9 управляют.регулирующим транзистором 1. При включении предварительного усилителя 6 на обмотках его выходного трансформатора 8 появляются напряжения с полярностью, указанной на чертеже; режим насыщения включающего транзистора 4 обеспечивается по конГ туру: обмотка 11, резистор 17, базаэмиттерный переход транзистора 4, обмотка 10. При этом транзистор 1 оказывается включенным по цепи; коллектор транзистора 4, обмотка 10, база . транзистора 1. В момент времени t (см. фиг. 2) предварительный усилитель 6 выключается сигналом модулятора 14 и напряжения на обмотках 10 и 11 трансформатора 8 становятся равными нулю. Транзистор 4 выключается и поддерживается в состоянии отсечки с помощью источника смещения 26, диода 21 и резистора 19. В момент времени t, (см. фиг. 2) сигналом с выхода модулятора 14 включается предварительный усилитель 7, на обмотках трансформатора 9 появляются напряжения, в результате чего транзистор 5 включается по контуру: обг-ютка 13,резистор .17, база-экшттерный переход,транзистора 5, обмотка 12; а транзистор 1 включается по цепи: коллектор транзистора 5, обмотка 12, база транзистора 1. В мо- мент времени .tj сигналом модулятора 14 предварительный усилитель 7 включается, напряжения на обмотках трансформатора 9 становятся равными нулю и транзистор 5 включается по контуру: источник-25,: обмотка 12, эмиттер-база транзистора 5, диод22, резистор 20. Далее процессы повторяются. В периоды ft - tj ) и ( tj - t. ), когда транзисторы 4 и 5 включены,транзистор 1 выключен с помощью шунтирования его база-эмиттерного перехода резистором 16. Для обеспечения надежной работы стабилизатора при высоком входном напряжении и увеличения КПД стабилизатора вводится цепочка из транзистора 27 и источника 26, обеспечивающая режим отсечки силового транзистора 1. Управление транзистором 27 осуществляется от обмоток 11 и 13 трансформаторов 8 и 9 к источника,25 через диоды 23, 24 и резистор 28. При наличии отпирающего напряжения на обмотке 11 или 13 (полярность указана

|На фиг. 1) транзистор 1 включен, а транзистор 27 выключен ерез диоДы 23, 24. В моменты времени,, t. , i (см.фиг.2), когда напряжения на обмотках 11 и 13 трансформаторов 8 и 9 становятся равными нулю, диоды 23 и 24 выключаются и транзистор 27 включается от источника 25 через резистор 28, обеспечивая активное выключение силового тран-зистора 1.

Фс5рмула изобретения

с выходными трансформаторами, одна из вторичных обмоток каждого из которых включена между базой регулирующего и эмиттером соответствующеговключающего транзистора, а другая через резистор - между базами указанного включающего и регулирующего транзисторов.

Источники информации, принятые во внимание приэкспертизе: ,

fff0.

-Vn,