Импульсный стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1980 года по МПК G05F1/58 

Устройство-относится к электротехнике в частности к вторичным источникам пита ния, и может применяться в устройствах электропитания узлов связи, автоматики, вычислительной техники и средств связи. Известен импульсный стабилизатс э на пряжения, содержащий регулирующий элеMeifT, сглаживающий фильтр, делитель вьь хбДного напряжения, блок управления и блок запуска, блок защиты стабилизатора от перегрузки с резистивным датчиком Щ Наиболее близким техническим рещени- ем к изобретению является импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий ригулирующий злемейг, силовой цепью включенньсК между одним из входных вьшодов и сглаживающим фильтром, а вхолом подключенный к выходу управл ютаго блока с уснлитеяем постоянного тока, вход которого подсоединен к резисторному делитеяю, подключенному к вьь. ходным выводам, блок защиты с датчиком тока в защищаемой цепи, переключиющий транзистор, эмиттер которого соединен с одним вьюодом датчика тока, коллектор - с одним из выводов первого резистора, а база через второй резистор подключена к одному из выводов источника запирающего напряжения, другой вьтод которого подключен к другому выводу датчика тока, RC-цепь, один вьшод которой подключен к средней точке резисторного делителя, и дополнительный источник питания 2 . Недостаток известного устройства - влияние переменной составляющей вспомогательного источника напряжения на работу импульсного стабилизатора, вызывающее сбой широтно-импульсной модуляции, который увеличивает пульсацию выходного напряжения стабилизатора. Другим недостатком известного устройства является недостаточный коэффициещр усиления одного переключающего транзистора, что вьюьшает медленное отпирание его при работе стабилизатора на емкостную нагрузку. Это приводит к неэффективному использованию накопленной конденсаторЪм энергии. Сбой широтно-импульСноЙ модуляции и медпенньё переключение транзистора снижают надежность работы всего устройства. При медленном переключении транзистор может длительно нахо диться в активном режиме, что приводит к снижению сигнала на входе усилителя постоянного тока (УПТ), вследствие чего регулирующий элемент не закрьюается. При этом конденсатор в коллекторной цепи переключающего транзистора разряжаетса, Цель изобретений - повышение надежности. Цель достигается тем, что в импульсный стабилизатор постоянного напряжения введены исполнительный транзистор, диод и третий резистор, причем эмиттер испо№ нитвпьного транзистора соединен с одним вьтодом диода, другой вьтод которого подключен к вспомогательному источнику и через третий резистор соединен с базой исполнительного транзистора, коллектор которого соединен с другим вьшодоМ RC-цепи, а база - с другим вьшоДом первого резистора. На чертеже представлена схема предложенного устройства. Устройство содержит регулирующий элемент 1, согласующий фильтр 2, блок 3 управления с усилителем 4 постоянного тока (УПТ), подключенным к делителю 5 выходного напряжения, блок 6 защиты от токовых перегрузок и коротких замь каний с датчиком 7 тока, нагрузку 8. Кроме того, для обеспечения работоспосо ности при подключении емкостной нагрузк стабилизатор содержит блок 9, состоящий из исполнительного транзистора 10, диода 11, третьего резистора 12, вйлюченно го между базой исполнительного транзистора и другим ВЬШОДОМ диода, подкпюче иым к вспомогательному источнику 13 напряжения. Коллектор исполнительного транзистора через RG-цепь 14 соединен со средней точкой резисторного делителя 5 напряжения, а база - с коллектором переключающегч} транзистора 15 через второй резистор 16. При этом эмиттер переключающего транзистора. 15 соединен с одним вьтодом датчика 7 тока, а база- через Первьй резистор 17 и источник 18 запирающего напряжения с другим выводом датчика тока 7. Стабилизатор работает следующим об разом При номинальной и меньщей нагрузке стабилизатора транзисторы 10 и 15 закрыты. Переменная составляющая напряже ния вспомогательного источника 13 не поступает на вход усилителя постоянного тока и, следовательно, не оказьгоает влияния на работу имг льсного стабилизатора напряжения. При подключении емкостной нагрузки напряжение стабилизатора быстро снижается, так как заряд, накопленный в конденсаторе фильтра 2, перераспределяется между конденсатором нагрузки 8 и фильтра 2. Это приводит к тому, что блок 3 управления формирует сигнал, отпираюВД1Й регулирующий элемент 1. Ток в силовой цепи, а следовательно, и через датчик 7 тока, возрастает. Когда напряжение на датчике 7 тока превышает запирающее напряжение 18, транзисторы 10 и 15 отпираются При этом исполнитеяьньхй транзистор 10 достаточно быстро пераходит из режима активного усиления в режим насыщения, поскольку в его базу поступает усиленньй переключающим транзистором 15 сигнал с датчика 7 тока. Напряжение вспомогательного источника 13 через последовательно включенные элементы (диод 11, исполнительнь1й транзистор 1О и КС-цепь 14) оказьюается приложенным к средней точке резисторного делителя 5 напряжения. При, этом на вьгкодэ УТП 4 появляется напряжение такой величины, что управл1пощий блок 3 формирует с иг нал для запирания регулирующего элеме та 1. Ток через датчик 7 тока спадает, транзисторы 10 и 15 запираются. Это приводит к снижению напряжения на входеУПТ 4 и, следовательно, к отпиранию регулирующего элемента 1. Процесс повторяется в течение времени заряда конденсатора RC-цепи 14, которое определяется постоянной времени цепи из конденсатора RG-цепи 14, делителя 5 напряжения и напряжением вспомогательного источника 13. Если выходное напряжение за время заряда конденсатора восстанавливается до напряжения стаб1и1изации, ток через чик 7 тока снижается до величины, не более номинальной, и стабилизатор не отклк чается. В противном случае срабатьюает блок 6 защиты и регулирующий,элемент 1 запирается. Диод 11, включенный в эмиттерную цепь исполнительного транзистора 10, служит для надежного запирания его при отсутствии сигнала, поступающего с переключающего транзистора 15, В предложенном устройстве отсутствует влияние переме|щой составляющей вспомогательного источника напряжения на рабо ту импульсного стаб 1лизатора, что исключает сбой широтно-импульсной модуля