Импульсный стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1979 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к области электротехники., а именно к источникам питания и может быть использовало в системах питания устройств автоматики и вычислительной техники. Известны импульсные стабилизаторы постоянного напряжения с регулирующим транзистором, интегрирующим фильтром и где в качестве блока управления испольг зуется мультивибратор 1. Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению является импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий включенные последовательно в выход 0ю шину регулирующий элемент, параллельно входу которого переходом эмиттер-коллектор подклю чен транзистор импульсного модулятора, который через резистор соещшен с общей шиной, развязывающий диод, усилитель по стояиного тока, выполненный в виде дифференциального усилителя, первый выход которого подсоединен к входному выводу, второй и третий - через резисторы к вхо- ду импульсного модулятора и общей шине соответственно, датчик выходного сигнала, источник опорного напряжения и дроссель 2. Недостатком известного стабилизатора является ограничение быстродействия схемы и снижение ее надежности. Цель изобретения - повышение быстродействия и надежности, а также инвертирование полярности входного напряжения стабилизатора. Поставленная цель достигается , что в импульсный стабилизатор постоянного напряжения введен датчик тока дросселя, выполненный в виде резистора, параллельно которому переходом эмиттер-база Г подсоединен транзистор, и включенный входами между дросселем и точкой соединения выхода регулирующего элемента с катодом развязьгоающего диода, а выход датчика тока дросселя через резистор подсоединен к входу импульсного модулятора, другой конец дросселя соединен с общей шиной, параллельно входным вьаюдом под- 368 ключей источник опорного напряжения, выполненный в виде последовательно соединенных резистора, первого и второго стабилитронов, причем между точкой соединения резистора с первым стабилитроном и выходным вь1водом включен датчик выходного сигнала, средний вывод которого подсоединен к первому входу усилителя постоянного тока, второй вход которого соединен с точкой соединения первого и второго стабилитронов. На чертеже представлена электрическая схема импульсного стабилизатора постоянного напряжения. Стабилизатор содержит регулирующий элемент I, транзистор 2 импульсного модулятора 3, резистор 4, развязывающий диод 5, усилитель постоянного тока 6, резисторы 7 и 8, датчик выходного сигнала 9, источник опорного напряжения Ю выполненный на резисторе 11 н стабилитронах 12 и 13, резистор 14 и транзистор 15 датчика .тока дросселя 16, резисгар 17, дроссель 18, конденсатор 19, мультивибратор 2О. Импульсный стабилизатор работает еле дукяцим офазом. При включении входного напряжения происходит переключение мультивибратора 2О: вначале открывается импульсный модулятор 3, происходит заряд задающего кt8Iдeнcaтq9a модулятора до величины бли зкой в входному иайряжеышо, в резут тат чего импульсный модулятор аакрывается, а регулирующей элемент 1 открывается. Входной ток замзьлсается рез дроссель 18. На вход усвяителя постояннсго тока яоступает с датчика выходаого сигнала 9 напряжгн1Ш, пропорциейальное выходному напряжению стабнлизатс, благодаря сравнению последнего с дополнительным опфвым напряжением на стабилитронах 12 ъ 13. В усилителе напряжение с дат чика выходного сигнала сравнивается с основным опорным напр5гжением. До рассмотренного момента напряжение на выходе стабилЕзатора близко к нулю. В связи с этим левое плечо усили теля 6 открыто, а правое - защязпо, что не позволяет конденс4тору импульсного модулятора 3разряднк.ся а следователь но, вновь закрыться регулирукяцему элементу и зарядиться выходному конденсатору 19 энергией, накшленной в дросселе 18. 1 Ток через дроссель 18 продолжает озрастать до тех пор, пока не откроетя датчик тока дросселя 16 и не разряит через себя конденсатор импульсного од}лятора, тогда регулирующий элемент 1 закрьгоается и дроссель 18 разряжаетя через выходной конденсатор 19. Кога ток разряда дросселя уменьшается, атчик тока дросселя 16 закрьгоается и писанный процесс повторяется. Переключение мультивибратора с помощью датчика тока дросселя 16 происходит до тех пор, пока напряжеьше на выходе не достигнет величины близкой к номинальной. Тогда произойдет, открывание правого плеча усилителя 6 и разряд коьщенса- тора модулятора будет, происходить через усилитель. Теперь время разряда конденсатора импульсного модулятора, а следовательно, и время закрытого состояния импульсного модулятора и открытого состояния регу- лирукжцего элемента 1 зависит от сопроАТйвяення правого плеча усилителя 6, т. е. от величинь1 отклонения выходного напряжения стабилизатора от номяшльной величины. Этот режим и является режимом регулирования. В режи1 е ре лирования датчик тока дросселя 16закрь Ти выполняет лишь функции защиты регулирующего элемента по току при nefjierpysKe стабилизатора. Такйм офазом, введение указанных узлов и связей позволило построить импульсный ста лязатор, инвертирующий полярность входного напряжения, с одним импульсным звеном в цепи обратной связв, что позволяет повысить быстродействие и надежность . Экспериментально вьтолнена схема стабилизатора с выходом - 27В 1А, стабильностью 1%, пульсацией 1% и КПД 70%. Формула изобретения Импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий включенные последовательно в выходиую шину регулирующий элемент, параллельно входу которого переходом эмиттер-коллектор подключен транзистор импульсного модулятора, который через резистор соединен с общей шиной, развязьгоакщий диод, усилитель постоянного тока, выполненный в виде дифференциального усилителя, первый выход которого подсоединен к входному выводу, второй и третий - через резисторы к входу импульсного модулятора и общей шине соответственно, датчик выходного сигнала, источник опорного напряжения и дроссель, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности, введен датчик тока дросселя, выполненный в виде резистора, параллельно которому переходом эмиттер-база подсоединен транзиотор, и включенный входами между дросселем и точкой соединения выхода регули руюшего элемента с катодом развязьгеаю- щего диода, а выход датчика тбка дросселя через резистор подсоединен к входу импульсного модрЕятора, другой конец дросселя соединен с общей шшой, параллельно входным выводом пощшючен источник опорного напряжения, вьтолнеш1ьгй в виде 68 16последовательно соединенных резистора, первого и второго стабилитронов, причем между точкой соедннеьшя резистора с первым стабилитроном и выходным выводом включен .датчик выходного сигнала, сред-. нш1 вьизод лс.тсрогс л лЛсоединен к перва« му входу усилителя постоянного тока, второй вход которого соединен с точкой соединения первого и второго стабилитронов. Источники информашш, принятые во внимание при экспертизе li Виленкин А. Г, Импульсные транзисторные стабилизаторы напряжения. М., Энергия, 1970, с. 43, рис, 4-3. 2, Коссов О, А, Усилители мощности на транзисторах в режиме переключешш. М., Энергия, 1971, с. 291, рис. 12-2в.

-fd

-1-0