Стабилизированный источник постоянного напряжения Советский патент 1979 года по МПК G05F1/56 

рез резистор - к базам nepeKniOjaromHX транзисторов, а другим крайним выводом через источник опорного напряжения к выходному силовому зажим регулирующего транзистора линейного стабилизатора постоянного напряжения, при этом вторичная обмотка трансформатора преобразователя одним вьшодом подключена к управляющему зажиму регулирующего транзистора импульсного стабилизатора постоянного напряжения, а другим выводом через диод - к входному силовому зажиму этого же регулирующего транзистора и через второй резистор - к общей шине.

На чертеже дана принципиальная электрическая схема описываемого источника,

Стабилизированный источник постоянного напряжения содержит линейный стабилизатор постоянного напряжения, состящий из регулирующего транзистора 1 и управляющего узла 2, и импульсный стабилизатор постоянного напряжения, состоящий из регулирующего транзистора 3, Д1,С -фильтра на диоде 4, дросселе 5 и конденсаторе б и управляющего узла, выполненного в виде магнитнотранзисторного преобразователя на трансформаторе 7 и переключающих транзисторах 8 и 9, и источника опорного напряжения на стабилитроне Ю и конденсаторе 11. Вторичная обмотка трансформатора 7 одним выводом подключена к базе транзистора 3, а другим через диод 12 - к одному нходному выводу и через резистор 13 - к другому входному выводу. Коллекторы транзисторов 8 и 9 подключены параллельно входным выводам. Первичная обмотка трансформатора 7 разделена пополам на две обмотки 14 и 15, причем последовательная цепочка из обмотки 14 и резистора 16 подключен между эмиттерами и базами переключающих транзисторов 8 и 9, а обмотка 15 одним концом подсоединен к эмиттерам транзисторов 8 и 9, а другим через источник опорного напряжения - к коллектору транзистора 1,

Стабилизированный источник постоянного напряжения работает следующим образом.

Напряжение на выходе импульсного стабилизатора определяется выражением

С

БКЛ

1VT

СО

ВКЛ ВЬ|КЛ

ВКЛ « Вьжл длительности

интервалов включенного и выключенного состояний транзистора 3j,

Е - напряжение питания стабилизированного источника.

Время таь-д включенного состояния определяется временем перемагничивани сердечника трансформатора 7 под действием разности напряжения f питания, опорного напряжения и стабилитрона 10 и напряженияШцна нагрузке. Это-время определяется по формуле

gBgWQ

С2)

Ьде Вд -.индукция насыщения сердечника трансформатора 7

W - число витков обмотки 15 трансформатора 7;

Q - площадь поперечного сечения сердечника трансформатора 7,

В течение времени действием напряжения на обмотке 14 транзисто 8 открыт, по цепи: + Б- транзистор 8 - обмотка 15 - стабилитрон 10 и конденсатор 11 - нагрузка протекает ток, обеспечивающий питание стабилитрона 10 и заряд конденсатора 11 до уровня напряжения UQ ,,

При насьпцении сердечника трансформатора 7 транзистор 8 запирается, а транзистор 9 отпирается, в результате чего сердечник трансформатора начинает перемагничиваться в другом направлении под действием приложенной к обмотке 15 суммы выходного напряжения UH и напряженияU pn конденсаторе 11, При этом транзистор 3 заперт и время его запертого состояния равно

Ь,)

выкл

on и

Из выражений (1) - (3) получают

С4)

Ur-Uon + JH

Напряжение на регулирующем транзисторе 1 линейного стабилизатора постоянного напряжения равно

ит. Ц-1-и„. (5) -Из выражений (4) и (5) имеют

T-tJon(6)

Из выражения (6) видно, что напряжение на транзисторе 1 в данном источнике не зависит от напряжения UK на выходе и напряжение ,2 питания. Эта же задача решается в известных источниках с двумя регулирующими элементами более сложными средствами, путем образования в импульсном стабилизаторе замкнутого контура управления по отклонению напряжения U-.-OT заданного значения. Как видно из выражения (4), в предлагаемом источнике напряжение U на входе линейного стабилизатора постоянного напряжения не зависит от величины напряжения питания. Это создает дополнительную стабилизацию выходного напряжения U по отношению к возмущениям со стороны напряжения Е питания, В известных стабилизирова ных источниках с двумя регулирующикш элементами это свойство отсутствует. Таким образом, предложенный источник обладает всеми преимуществами источников с двумя регулирующими элементами и одновременно чрезвычайно прост и надежен. Он может найти широкое применение в качестве нерегулируемых и регулируемых источников стабилизированного напряжения различных радиоэлектронных устройств. Особенно эффективно его применение в случаях, когда требуется одновременно обеспечить хорошее качество стабилизации, высокий КПД, малые габариты и вес, широкий диапазон рехулирования, вьюокую надежность и низкую стоимость. Ф о рмула изобретени Стабилизированный источник постоян ного напряжения, содержащий п1ХУ1едова тельно соединенные импульсный и лин нь1й .стабилизаторы постоянного напряж ния, причем импульсный стабилизатор постоянного напряжения состоит из рег лирующего транзистора, включенного в одну из силовых шин, входной силовой зажим которого соединен с одним из входных выводов, выкодной силовой зажим - с входом ДЦС -фильтра, управляющий зажим - с выходом управляющего узла, включающего в себя источник опорного напряжения, а линейный 8таби- лизатор постоянного напряжения состоит из регулирующего транзистора, входной силовой зажим которого соединен с выходом ДЦС .-фильтра, выходной силовой зажим - с одним из выходных выводов, а управляющий зажим - с выходом управляющего узла, входом подсоединенного к выходным вьшодам, о т л и ч а юц и и с я тем, что, с целью упрощения схемы, управляющий узел импульсного стабилизатора постоянного напряжения вьшолнен в виде несимметричного магнитно-транзисторного преобразователя на двух переключающих транзисторах и трансформаторе, первичная обмотка которого средней точкой подключена к эмиттерам переключающих транзисторов,.коллекторами подсоединенных к аходным вьшодам, одним из крайиих выводов через первый резистор - к базам переключаюшнх транзисгоррв, а другим крайним выводом через источник опорного напряжения - к выходному силовому зажиму регулирующего транзистора линейного стабилизатора постоянного напряжения, при этом вторичная обмотка трансформатора преобразователя одним выводом подключена к управляющему зажиму регулирующез о транзистора импульсного стабилизатора постоянного напряжения, а другим выводом через диод - к входному силовому зажиму этого же регулирующего транзистора и через второйрезистор - к общей шине. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР № 360655, кл, 6 05 F 3/О8, 1973. 2,Авторское свидетельство СССР № 308424, кл, G 05 F 1/56, 1973,