Импульсный параметрический стабилизатор постоянного тока Советский патент 1980 года по МПК G05F1/56 

(54) ИМПУЛЬСНЫЙ ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОЮ ТОКА

Изобретение относится к электротах нике и может быть испопьзовано для питания различных, устройств автоматики и электротехники, требующих стабилизированного постоянного тока. Известны импульсные стабилизаторы постоянного тока, содержащие последовательно соединенные ключевой транзистсф и вколоченный на выходе сглаживающий LCD-фильтр 1, 2 и З. Недостаток данньос стабилиз.аторов - сложность схемного решения. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является импульсный параметрический стабилизатор посто янного тока, содержащий последовательно соединенные ключевой транзистор и LCD-фильтр 4j. Недостатки данного стабилизатора невысокий КПД из-за рйссеяния мопщося на резисторном делителе напряжения, а также на ключевом транзисторе в момен переключения из-за плохих частотных свойств дросселя насыщения; невысокий коэффициент использования ключевого транзистора по току, поскольку часть тока коллектора не идет ,в нагрузку, а трансформируется дросселем-насыщения в базовую цепь и служит дли насыщения транзистора; йаличие громоздкого и нетехнологичнрго элемента - дросселя насьицения; посколь ку величина стабилизированного тока определяется индукцией насьпцения, а она у сердечнике® с прямоугольной петлей им&- ет большой разброс, то трудно обеспечить требуемый стабилизированный ток; подобрать требуемый ток с помощью регулировки -цшсже трудно, поскольку потребуется подмагничавание сердечника дросселя н&сьпдения и, следовательно, значительное усложнение устройства. Цель изобретения - повышение КПД, уменьшение габаритов и веса устройства. Эта цепь достигается тем, что и импульсный параметрический стабилизатс постоянвого тока, содержешадй последовательно соедШ1енные ключевсй транзистор ииВС-фотьтр, в него введены два последоватеяьно соединенных полевых транзистора с каналами дополнительных типов проводимости с объединенными истоками, причем указанные полевые транзисторы включены между базой и коллектором ключевого транзистора, сток перЬого пол&вого транзистора соединен с затвором второго и с базой транзисторного ключа, сток второго полевого транзистора соединён с затвором первого и с коллектором ключевого транзистора, переход эмиттербаза которого шунтирован вновь введенным резистором,

На фиг. 1 представлена принципиа льная схема импулБснрГо параметричес1 ого стабилизатора постоянного тока; на фиг, 2 вольт-амперная .характеристика цепи из полевых транзисторов; на фиг, 3 - принципиальная схема стабилизатора с регулируемым источником напряжения.

Ко В.ХОДУ Стабилизатора подключен источник 1 напряжения питания. Стабилизатор (фиг, 1) содержит ключевой транзистор. 2, сглаживающий L С1)-фильтра, состоящий из линейного дросселя 3, конденсатора 4 и диода 5, К выходу стабилизатора подключена нагрузка 6, Между базой и коллектором ключевого транзистора 2 включен двухполюсник 7, образованный двумя полевыми транзисторами 8 и 9 с каналами дополнительных типов проводимости, а эмиттерный переход шунтирован резистором 10,.

Устройство работает следующим образом,..

При включении напряжения источника 1 питания начинает возрастать .ток базы ключевого транзистора 2, протекающий через двухполюсник 7, Ключевой транзистор 2 при этом работает .в активном режиме, близком к границе насыщения, ег ток коллектора и, следовательно, .ток дросселя -3 линейно нарастают,

Вольт-амперная характериствскадвухполюсника 7 (фиг, 2) имеет участок с отрицатзльной проводимостью, обусловланньй положительной обратной связью по направленшо транзисторов 8 и 9, При достижении тока через двухполюсник 7 и, следовательно, тода базы транзистора 2 точки В на вольт-амперной характеристике двухполюсника 7 ток через двухпогаосник скачком уменьшается практически до нуля (точка С). Ключевой транзистор 2 при этом запирается, диод 5 отпирается, к двухполюснику 7 прикладьтается напряжение, равное сумме напряжения источни ка 1 питания в падвшш напряжения на

диоде 5, поддерживающее двухполюсник 7 а следовательно, и ключевой. транзистор 2 в запертом состоянии. Ток дросселя 3, замыкающийся через нагрузку 6 и диод 5 уменьшается и при достижении нуля диод 5 запирается, рабочая точка на вольтамперной характеристике двухполюсника 7 скачком переходит из точки С в точку А, ключевой транзистор 2 при этом снова отпирается. Далее рассмотренные процессы повторяются,

Максимальньгй ток дросселя 3 равен

Э - Q -t conai, m L

не зависит от напряжения источника пи.тания и величины нагрузки и равен:.

.р

где D PJ . - ток на вольт амперной характеристике двухполюсника 7} л - коэффициент усиления по току ключевого транзистора 2,

Ток нагрузки:

н-0/5Э О,6Э.р.

В данном устройстве отсутствует резисторный делитель напряжения, на котором рассеивается часть моишости. Потери на переключение значительно меньше, чем в известном устройстве, поскольку частотные свойства полевых транзистрров значительно лучше, чем у дросселя насьпце- ния. Кроме того, ключевой транзистор работает в активном режиме, близком к насыщению, поэтому отсутствует этап рассасьшания изёьггочных носителей в базе транзистора, увеличивающий время переключения.

Умеиыцение потерь на переключение позволяет увеличить частоту переключеНИИ и тем самым уменьшить габариты и вес дросселя фильтра и всего устрой- . ства в целом. Габариты и вес устройства уменьшаются также благодаря исключе- нию дросселя насыщения и увеличению коэффициента использования ключевого транзистора по току.

Устройство, изображенное на фиг, 1, как и известное, не позволяет регулировать ток нагрузки. На фиг, 3 изображен стабилизатор, позволяющий регулировать ПРОК нагрузки.

Между затвором транзистора 9 и стоком транзистора 8 включен регулируемый источник Ц напряжения. При изменении напряжения источника 11 изменяется ток

пика вольт-амперной характеристики двухполюсника 7 (кривые I и И на фиг. 2) и, тем самым, ток нагрузки.

Формула изобретения

затвором первого и с ксшлектором ключевого транзистора, переход эмиттер-база которого шунтирован вновь введенным резистором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

кл. G 05 F 1/56, 1972.

::;