Ключевой стабилизатор напряжения Советский патент 1980 года по МПК G05F1/58 

(54) КЛЮЧЕВОЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано во вторичных источниках питания радиоэлектронной аппаратуры. Известен ключевой стабилизатор на пряжения, содержащий ключевой и коммутирующий транзисторы, ЬДС-фильтр, источник опорного напряжения, усилитель обратной связи и триггер 1, Указанный стабилизатор имеет- следующие недостатки, область применения стабилизатора ограниче а необходимостью дополнител ного изолированного источника питания. Схема триггера, включенная на вхо де стабилизатора, вызывает уменьшение КПД при уве.личении напряжения питания. При включении питания возможна установка триггера в состояние, запрещ.;уо1дее запуск стабилизатора. Для надежного запуска необходимо введение дополнительной пусковой цепи. Наиболее близким к изобретению техническим решением является ключе вой стабилизатор напряжения с после довательным регулирующим транзистором, содержащий идс-фильтр, источник опорного напряжения, управлякяций и коммутирующий транзисторы, коллекторами подключенные к базе регулируидего транзистора, усилитель обратной связи, выходом подключенный уК база управляющего транзист ра, и диод 2 . В указанном стабилизаторе при открытом ключевом транзисторе напряжение конденсатора времязадающей RC-цепи, равное напряжению питания, прикладывается к переходу база-эмиттер управляющего транзистора в обратной полярности, что вызывает его обратимый пробой и, следовательно, повыпает вероятность отказа стабилизатора. Увеличение задержки в закрывании регулирующего транзистора относительно момента срабатывания усилителя обратной связи из-за инерционности время3адающей КС-цепи при увеличении напряжения питания приводит к увеличению выходного напряжения стабилизатора. Увеличение тока базы регулирующего и управляющего транзисторов сверх необходимых величин при увеличении напряжения питания вызывает ухудшение КПД стабилизатора. Для стабилизатора необходимо наличие пусковой цепи. При работе стабилизатора в большом диапазоне напряжений питания эти недостатки имеют существенное значениеЦелью настоящего изобретения является повышение КПД стабилизатора. Поставленная цель достигается тем что в ключевом стабилизаторе напряже ния с последовательным регулирующим транзистором, содержащем ЬДС-фильтр источник опорного нпряжения, управляющий и коммутирующий транзисторы, коллекторами подключенные к базе ре гулирующего транзистора, усилитель обратной связи, выходом подключенный к базе управлякадего транзистора, и диод, вход ЬДС-фильтра через катоданод диодаподключен -к базе коммутирующего транзистора, эмиттер и ба за которого подключены к общей сило вой шине через вновь введенные соответственно первый резистор и стабилитрон, а .входной вывод стабилиза тора через вновь введённый второй р зистор соединен с базой коммутирующе го транзистора. Схема ключевого стабилизатора напряжения представлена на чертеже. Эмиттер управляющего, транзистора 1 непосредственно и эмиттер регулирующего транзистора 2 через резистор 3соединены с входной клеммой. База транзистора 2 соединена с коллектором транзистора 1 и.коммутирующего транзистора 4, база транзистора 1 сзоединена с анодом диода 5, с коллектором транзистора 6 усилителя обратной связи. Катод диода 5 соединен с эмиттером транзистора 2. Эмиттер транзистора 4 через резистор 7 соеди нен с общей шиной. База транзистора 4соединена через дрполнительный резистор 8 с входной клеммой, а также 9 анодом диода 9 и с катодом стабилитрона 10. Катод диода 9 соединен с коллектором транзистора 2, с катодом диода 11 и через дроссель фильт.ра 12- с выходной клеммой. Аноды . стабилитрона 10 и-диода 11 соединены с общей шиной. Между выходной клеммой и общей шиной включены конденсатор 13 фильтра и на.резисторах делитель 14, .15, средняя точка которого соединена с базой транзистора 6 Эмиттер транзистора 6 соединен с катодом опорного стабилитрона 16 и через резистор 17 - с выходной клеммой . . Анод стабилитрона 16 соединен с общей шиной. Стабилизатор напряжения работает следукицим образом. При поступлении напряжения питания на вход стабилизатора током, про текающим через резистор 8, открывается транзистор 4 и вызывает открывание транзистора 2. При изменении напряжения питания базовый ток тран зистора 2 поддерживается постоянкым с помощью транзистора 4, работающего в режиме стабилизатора тока. Постоянное напряжение на базе транзистора 4 поддерживается стабилитроном 10. При открытом транзисторе 2 через дроссель 12 протекает линейно нарастающий ток, который поступает в нагрузку и заряжает конденсатор 13. (Выходное напряжение стабилизатора j увеличивается. При достижении выходHMvi напряжением заданной величины открывается транзистор 6, вызывая открывание транзистора 1 и закрывание транзистора 2. Напряжение на коллекторе транзистора 2 скачком изменяется до величины прямого падения напряжения на диоде11 с помощью днода 9, вызывая закрывание транзистора 4. При закрытом транзисторе 2 энергия, запасенная в дросселе 13, передается в нагрузку, ток дросселя уменьшается. При токе дросселя равном нулю, напряжение на коллекторе транзистора 2 увеличивается. При этом транзистор 4 открывается, вызывая открывание транзистора 2. Функцию защиты от короткого замыкания нагрузки выполняют резистор 3 и диод 5. При достижении коллекторным током транзистора 2 предельно допустимой величины падение напряжения на резисторе 3 вызывает смещение в прямом направлении диода 5, открывание транзистора 1 и, следовательно, закрывание транзистора 2. Таким образом в стабилизаторе обеспечено надежное открывание регулирующего транзистора коммутирующим при уменьшении тока дросселя и его надежное закрывание транзистором усилителя обратной связи при достижении выходным напряжение заданной величины, а также обеспечено отсутствие пробоев перехода база-эмиттер управляющего транзистора вследствие исключения времязадающёй RC-цепи, что повышает надежность функционирование стабилизатора. Исключение времязадающёй RC-цепй повышает стабильность- выходного напряжения стабилизатора при изменении напрях ения питания за счет исключения задержки в закрывании регулирукхце-го транзистора относительно момента открывания транзистора усилителя обратной связи. Потери в стабилизаторе сведены к минимуму за счет стабилизации тока базы регулирующего транзистора и запитки его базы только на время открытого состояния. Формула изобретения Ключевой стабилизатор напряжения с последовательным регулирующим транзистором, содержащий ЬДС-фильтр, источник опорного напряжения, управляИ14ИЙ и коммутирующий транзисторы, коллекторами подключенные к базе регулирующего транзистора, усилитель обратной связи, выходом подключенный к базе управляющего транзистора, и диод, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, вход ЬДС-фильтра через катод-анод упомя-. нутого диода подключен к базе коммутирующего транзистора, эмиттер и база которого подключены к общей силовой шине через вновь введенные cori

ответственно первый резистор и стабилитрон, а входной вывод стабилизатора через вновь введенный второй резистор соединенс базой 1 оммутирук1цего транзистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

440658, кл. G 05 F 1/56, 1973 (прототип) .

12