Низковольтный стабилизированный источник постоянного напряжения Советский патент 1980 года по МПК G05F1/58 

- . .

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для питания интегральных схем средств , авто- ;. . матики и вычислительной техники.

Известны стабилизаторы постоянно- 5 го напряжения, содержащие выпрямитель с LC-фильтром, последовательный непрерывный транзисторный стабилиза.тор и подключенный к выходу стабилизатора буферныйJ5лoк, обеспечивающий стаби.- О лизацйю выходного напряжения при понижениях (провалах) напряжения в системе электроснабжения за счёт использования энергии накопительного конденсатора ГЦ . ,15

Однако при провалах входного напряжения до половины номинального значения размеры накопительного кондейсатора обеспечивающего необходимую стабильность выходного напряжения, либо 20 соизмеримы, либо существенно превосходят размеры основного LC-фильтра, что приводит к значительному увеличению габаритов устройства. При более длительных провалах напряжения в сие-25 теме электроснабжения использование накопительных элементов для целей стабилизации вообще не приемлемо.

Наиболее близхим к изобретению техническим решением является низко- 30

вольтный стабилизированный источнйк постоянного напряжения, содержащий силовой трансформатор, вторичная обмотка которого имеет один средний вывод и две пары симметричных ВЫЕОДОВ, основной выпрямитель, вход которого соединен с парой симметричных выводов, расположенных ближе к упомянутому среднему вйводу, а выход через фильтр подключен к питающему зажиму силового составного транзистора регулирукяцего органа г вспомогательный выпрямитель, вход которого соединен с внешней парой симметричных выводов силового трансформатора, а выход через управляемый пороговым элементом транзисторный ключ соединён со входом упомянутого фильтра, и усилитель рассоглас ования, при этом один из входных зажимов указанного порогового элемента подключён к общей шине источника и среднему выводу силового трансформатора 2 .

Недостатком известного источника является его низкая надежнЬсть и малый КПД.

Целью изобретения является повышение надежности и КПД низковольтного стабилизированного источника постоянйого напряжения. Поставленная цель достигается тем, что в низковольтный стабилизированный источник постоянного напряжения, содержа 4ий силовой трансформатор вторичная обмотка которого имеет один средний вывод и две пары симметричных выводов, основной выпрямитель, вход которогосоединенс парой симмётрич.ных выводов, расположенных ближе к уп мянутому среднему выводу, а выход через фильтр подключен к питающему зажи му силового.составного транзистора регулирукадего органа, вспомогательный аыпрямитель, вход которого соединен с внешней парой симметричных выводов силового трансформатора, а выход через управляемый пороговым элементом транзисторный ключ соединен со входом упомянутого фильтра, и усилитель расСогласований, при этом один из входных зажимов указанного порогового элемента подключен к общей шине источ ника и среднему выводу силового-транс форматора, введены развязывающий диод конденсатор и полевой транзистор, при чем конденсатор через развязывающий диод одним зажимом подключ енк выходу вспомогательного выпрямителя, другим зажимом - к шине источника, а к точке соединения катода диода и кон дейсатора подключены второй входной зажим порогового элемента и один иэ силоввх электродов полевого транзистора, другой силовой электрод которого соединен с базой силового составного транзистора регулирующего органа а управляющий электрод - с выходом усилителя рассогласования. Функциональная схема низковольтного стабилизированного источника посто янного напряжения представлена на чертеже. . , Низковольтный стабилизированный ис точйик питания постоянного напряжения содержит регулирующий орган, состоящий из силового составного транзистора на транзисторах 1-3 с дополнительной симметрией с реэистивным датчиком тока 4 в силовой цепи, включенным меж ду коллектором силового транзистора Г й 9мйТТером первого согласующего транзистора противоположной проводимости 2 силового составного транзистора регулирующего органа, который питается от основного выпрямителя 5 с LC-фильтром б, и согласующего транзистора , выполненного на полевом Тран зисторе 7, питающемся через развязывающий диод 8 от вспомогательного выпрямителя 9 с фильтром на конденсаторе iO, транзисторный ключ 11, эмит тёр кОтОрОгО соединен С положительным выводом вспомогательного выпрямителя 9, коллектор - со входом LC-фильтра б, а база - с выходом порогового элемент а 12, вход которого подключен параллель йо конденсатору 10 вспомОга;тел ного выпрямителя 9, соединенному по.ложительной обкладкой с катодом развязывающего диода 8 и истоком полевого транзистора 7, а отрицательной обкЛадкой - с общей шиной источника; усилитель рассогласования 13 с резисторной коллекторной нагрузкой и каскад защиты 14 от перегрузок и коротких за.мыка ни и в силовой цепи, вход которого соединен с резистивным датчиком тока 4 силовой цепи, а выход с затвором полевого транзистора 7. Стабилизированный источник постоянного напряжения работает следующим образом. При номинальном напряжении, в системе электроснабжения пороговый элемент 12 находится в одном из устойчивых состояний, при котором цепь питания базы транзисторного ключа 11 разорвана и он закрыт, причем включение эмиттера транзисторного ключа на выход вЬпомогательного выпрямителя обеспечивает минимальное потребление энергии пороговым элементом 12 в номинальном режиме. При провале напряжения в системе электроснабжения, когда .напряжение на коллекторе силового транзистора 1 силового составного транзистора регулирующего органа становится близким к минимальному, при котором еще обеспечивается заданная нестабильность выходного напряжения, сигнал, снимаемый с выхода вспомогательного выпрямителя 9, переводит пороговый элемент 12 во второе устойчивое состояние, при котором транзисторный ключ 11 открывается, вспомогательный выпрямитель 9 подключается ко входу LC-фильтра 6, а основной выпрямитель 5 отключается, причем напряжение вспомогательного выпрямителя выбирается таКИМ образом, чтобы обеспечить заданную стабильность вьлходного напряжения при любом, заранее известном провале напряжения в системе электроснабжения. Диод 8, через который осуществляется питание маломощной цепи полевого транзистора 7 от конденсатора фильтра iO незначительной емкости, обеспечивает развязку этого конденсатора от силовой цепи во время провалов напряжения в системе электроснабжения, что позволяет сохранить конденсатор фильтра вспомогательного выпрямителя той же емкости, что и для известного стабилизатора . Поскольку напряжение основного выпрямителя 5 выбирается с учетом отклонений напряжения в системе электроснабжения, соответствующих установившемуся режиму, а стабилизация при провалах напряжения в системе электроснабжения до половины номинального значения, вызванных переходным режимом в ней, -обеспечивается с помощью подключения ко входу LC-фильтра б вспомогательного выпрямителя 9, напряжение которого выбирается с учетом полного провала напряжения в системе