Стабилизатор напряжения постоянного тока Советский патент 1980 года по МПК G05F1/56 

(54) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОЙА

1- -- -- ;

Изобретение относится к электро- , технике и может быть использовано в системах вторичного электропитания на автономных подвижных объектах при первичном электропитании их от акку- 5 муляторных батарея без возможности подзарядки в процессе эксплуатации.

Известен непрерывно-ключевой стабилизатор постоянного напряжения, . содержащий блок непрерывного регули- 10 рования, резистор-датчик, ключевой элемент, дроссель и блок управления

W.

Наиболее близким техническим реше нием к данному изобретению является 5 стабилизатор напряжения постоянного тока, содержаиций включенные последовательно в выходную шину составной регулирующий транзистор и накопительный дроссель, между точкой сое-20 динения которых и общей шиной включен коммутирующий диод, параллельно выходным выводам подключен конденсатор фильтра и резисторный делитель, выход которого соединен с первым вхо- 25 дом усилителя постоянного тока, втог рой вход которого соединен с источником опорного напряжения, а выход с базой управляющего транзистора, коллектор которого через параллельную 30

КС-цепочку соединен с базой составного транзистора, а эмиттер - с эмиттером составного транзистора, последовательную RC-цепочку, первый вывод которой соединен с коллектором составного транзистора, первый резистор, включенный между коллектором управляющего транзистора и общей шиной 2} .

Однако в указанном стабилизаторе невозможно получить малый уровень пульсаций выходного напряжения, а уровень наводимых помех достаточно вы.сок даже при малых значениях токов нагрузки.

Целью данного изобретения является уменьшение величины пульсаций выходного напряжения, наводимых в нагрузке помех и увеличение КПД при малых , уровнях тока нагрузки.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор постоянного напряжения 2J веден датчик тока нагрузки, включенный между накопительным дросселем и выходной клеммой, а второй вывод последовательной RC-цепочки чет рез контакты дополнительно введенного прерывателя, управляемого датчиком тока нагрузки, соединен с базой управляющего транзистора. Нсл чертеже приводится электрическая схема предлагаемого стабилизатора . Стабилизатор содержит регулирующие транзисторы 1 и 2,управляющий транзистор 3, коллектор которого подключен к базе регулирующего транэистор а через цепочку из параллельно со© линейных конденсатора 4 и резистора 5 резистор 6 смещения регулирукяцего транзистора, последовательно соединён , ные резистор 7 и конденсатор 8, прерыватель 9, включенный между базой уп равляющего транзистора 3 и цепью из последовательно соединенных конденсатора и резистора, сглаживающий фильтр включенный последовательно с нагрузкой и состоящий из коммутирующего дио да 10, накопительного дросселя 11 и конденсатора, усилитель 12 постоян-ного тока, выход которого соединен с ба зой управляющего транзистора 3, источник 13 опорного наггряжения, датчик 14 тока нагрузки, включенный последовательно с нагрузкой, делитель вы ходного напряжения, состоящий из резисторов 15 и 16, конденсатор 17 сгла живающего фильтра. .Работа устройства происходит.следующим образом. При токе нагрузки выше установленного значения датчик 14 тока нагрузки воздействует на прерыватель 9 таким образом, что цепь из последовател но соединенных резистора 7 и конденса тора 8 оказывается соединена с базой управляющего транзистора 3, при этом регулирукадий составной транзистор 1 и 2,управляющий транзистор 3 и последе. вательная цепь из резистора 7 и конденсатора 8 образуют схему несигуй етричного мультивибратора, работййщего в режиме автоколебаний, Кргда управляющий транзистор 3 открыт и насыщен, регулирующий составной транзистор 1 и 2 закрыт, в следующий полупериод транзистор 3 закрыт, а регулирующие транзисторы 1 и 2 открыты и насыщены. Время открытого состояния регулирующих транзисторов определяется постоянной времени разряда конденсатора 8 через усилитель 12 постоянного тока, следовательно, зависит, от разности части выходного напряжения, получаемого с делителя напряжения на резисторах 15 и 16, и опорного напряжения, получаемого с источника 13 опорного напряжения. Таким образом , регулирование осу. ществляется изменением времени про водящего состояния (скважности импуль сов несимметричного мультивибратора) регулирующих транзисторов 1 и 2 в за висимости от величины выходного напр жения стабилизатора. С помощью сглаживающего фильтра, состоящего из ком мутирующего диода 10, накопительного дросселя, конденсатора 17, осущес вляется демодуляция пбследовательнос ги импульсов в постоянное напряжение установленной величины. Цепочка из араллельно соединенных конденсатора и резистора 5 обеспечивает на,цежное запирание регулирующих транзисторов i и 2 Б один из полупериодов, Коэффициент полезного действияустройства при токе, нагрузки большем, чем установленный уровень, увеличен, что увеличивает энергоресурс аккумуляторных батарей, масса и габариты устройства минимальны. При уменьшении тока нагрузки до установленного уровня, датчик,14 то- ка нагрузки воздействует на преры- ватель 9 таким образом, что цепь, из последовательно ,соединенных резистора 7 и конденсатора 8 не соединена с базой управляющего транзистора 3. Режим автоколебаний срывается и регулирующий составной транзистор 1 и и 2 работает в линейном режиме. В этом случае непрерывный сигнал управления снимается с усилителя 12 постоянного тока и представляет собой усиленную разность выходного и опорного напряже,ний. Пульсации в,ыходного напряжения резко уменьшаются, а нaвoди 1ыe на питаемые радиоустройства помехи практически отсутствуют. Таким образом, в соответствии с описанием, реализуется стабилизатор напряжения, в котором при токе нагрузки, не превьашающем заданное значение, пульсации в|лхолного напряжения имеют незначительную величину, помехи, наводимые от стабилизатора в нагрузку, практически отсутствуют, а при превышении током нагруз1 и заданного значения и возможности многократного его увеличения коэффициент полезного действиярезко возрастает, габариты и массы устройства остаются, неизменными и меньше,чем у су-., ществующих устройств аналогичного назначения. В обоих режимах работы стабилизатора выходное напряжение не изменяет своей величины. В качестве датчика тока может быть использована обмотка токового реле, резистор и так далее. В качестве управляемого прерывателя могут быть использованы герконы, контакты токового реле, тиристорные и транзисторные схемы., . Формула изобретения Стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий включенный последовательн.о в выходную шийу составной регулирующий транзистор и накопительный дроссель, между точкой соединения которых и общей шиной включен коммутирующий диод, параллельно выходным выводам подключены -конденсатор фильтра и резисторный делитель, выход которого соединен с первым входом усилителя постоянного тока, второй вход которого соединен с источником опорного напряз сения, а выход - е базой управляющего транзистора, коллек тор которого через параллельную RCцелочку соединен с базой составного транзистора, а эмиттер - с эмиттером составного транзистора, последовател ную RC-цепочку, первый вывод которой соединен с коллектором составного транзистора, первый резистор, включекный между коллектором управляющего транзистора и общей шиной, отличающийся тем, что, с. целью уменьшения величины пульсаций выходного напряжения, наводимых в нагрузке, помех и увеличения КПД при малых уровнях тока нагрузки,, в него введен датчик тока нагрузки, включен.ный между накопительным дросселем и выходной клеммой, а второй вывод последовательной RC-цепочки через контакты дополнительно введенного прерывателя, управляемого датчиком тока нагрузки, соединен с базой управляющего транзистора. Источники информации, принятые во внимание при Э1 спертизё 1.Авторское свидетельство СССР .542982, кл. G 05 F 1/56, 1974. 2.Полупроводниковые приборы в технике электросвязи, вып. 10, 1972. М., Связь, стр. 210, рис. 5.