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

I

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве вторичного источника питания электронных устройств.

Известны импульсные стабилизаторы постоянного напряжения, содержащие для улучшения режима работы регулирующего транзистора и уменьшения потерь мощности на нем дополнительные элементы и устройства, например источники питания 1 и 2.

Однако все это приводит или к усложнению устройства, или к дополнительным потерям мощности.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий элемент на транзисторе, вход которого подключен к входным выводам, выход через OLC -фильтр - к выходным выводам, и схему управления, включенную между выходными выводами и управляющим входом регулирующего элемента. Для улучшения запирания регулирующего транзистора его коллектор и эмиттер через конденсатор и диод подключены к аноду другого диода, катод которого соединен с базой и эмиттером указанного транзистора через резистор и другой конденсатор 3.

Недостатком описанного устройства является сложность, значительные потери мощности на регулирующем транзисторе вследствие недостаточно быстрого его переключения, а также низкий козффищюнт стабилизации и склонность стабилизатора к самовозбуждению при увеличении его коэффициента стабилизации.

Цель изобретения - повышение КПД и точности стабилизации.

Поставленная цель достигается тем, что в импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий элемент на транзисторе, вход которого подключен к входным выводам, выход через DLC-фильтр - к выходным выводам, и блок управления, включенный между выходными выводами и управляющим входом регулирующего элемента, введены дополнительные транзистор и резисторный делитель напряжения, причем эмиттер дополнительного транзистора соединен с входом регулирующего элемента, коллектор - с управляющим входом регулирующего элемента, а база подключена к средней точке резисторного делителя, который включен параллельно регул рующему элементу. На фиг. 1 и 2 приведены схемы импульс1п 1 стабилизаторов при различном выполнешш регулирующего элемента. Стабилизатор содержит регулирующий элемент 1, DLC-фильтр 2, блок 3 управления дополнительный транзистор 4, резисторный делитель 5, 6. Стабилизатор работает следующим образом. В момент включения стабилизатора регулнрующш транзистор 1 открывается. Базовый ток для открытия транзистора создается блоком 3 управления. Напряжение между эмиттером и коллекторюм открытого регулирующего элемента 1 составляет десятые доли вольта и недостаточно дал открытия дополнительного транзистора 4, поэтому он находится в закрытом состоянии. При достижении на выходе стабилизатора необходимого напряжения блок 3 управления переключает регулирующий элемент на транзис торе из открытого состояния в закрытое. В момент переключения базовь1Й ток регулирующего транзистора начинает уменьшаться, а напряжение между эмиттером и коллектором это транзистора начинает расти. Это напряжение через резисторный делитель 5, 6 передается на базу дополнительного транзистора 4, который открывается и шунтирует переход базаэмиттер регулирующего элемента на транзисто, ре, тем самым способствуя дальнейшему его закрытию. Возникающий лавинообразный процесс ускоряет закрытие регулирующего элемен та на транзисторе, а низкое сопротивление открытого дополнительного транзистора 4, шунтирующее переход база-эмиттер регулирующего элемента на транзисторе, обеспечивает надежное закрытое состояние. При уметшении напряжения на выходе стабилизатора ниже опредЬленного уровня, блок 3 управления переключает регулирующий элемент из закрытого состояния в открытое. В момент переключения управляющий ток на иыходе блока 3 управления начинает расти. Однако в начальный момент этот ток не Поступает в базу регулирующего элемента 1, а проходит через открытый дополнительный транзистор 4. Максимальный ток, который может проходить через дополнительный транзистор 4, задастся резисторным делителем 5, 6. В момент, когда управляющий ток превышает это значение, он начинает проходить через базу транзистора регулирующего элемента 1, который начинает открываться. Напряжение между эмиттером и коллектором этого транзистора начш1ает уменьшаться, что приводит к закрытию дополнительного транзистора 4; При этом управляющий ток, ранее проходивший через дополнительный транзистор 4, начинает поступать в €азу транзистора регулирующего элемента 1, тем самым вызывая его дальнейшее открытие. Возникающий лавинообразный процесс приводит к резкому ускорению нроцесса переключения транзистора регулирующего элемента 1 из закрытого состояния в открыток. Введение новых элементов - дополнительного транзистора и резисторного делителя - позволяет повысить КПД и точность стабилизащш, так как во-первых, улучшение ключевого режима работы транзистора регулирующего элемента приводит к уменьшеншо потерь мощности на этом транзисторе, возникающих при его переключении, что способствует увеличению коэффициента полезного действия стабилизатора и позволяет увеличить рабочую частоту стабилизатора, что, в свою очередь, позволяет уменьшить габариты и вес DLC-фильтра и, следовательно, всего стабилизатора; вовторых, задержка передачи управляющего сигнала со схемы управления на транзистор регулирующего элемента, возникающая вследствие работы дополнительного транзистора, увеличивает устойчивость схемы, устраняет неуправляемое самовозбуждение, что позволяет увеличить коэффициент усиления схемы управления для увеличения коэффициента стабилизации импульсного стабилизатора. К тому же наличие указанной задержки позволяет снизить уровень высокочастотных помех, создаваемых импульсным стабилизатором. Формула изобретения Импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий элемент на транзисторе, вход которого подключен к входным выводам, выход через DLC-фильтр к выходным выводам, и блок управления, включе1щый между выходными вь1водами и управляющим входом регулирующего элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и точности стабилизации, в него введены дополнительный транзистор и резисторный делитель напряжения, причем эмиттер дополнительного транзистора соединен с входом регулирующего элемента, коллектор - с управляющим входом регулирующего элемента, а база подключена к средней точке резисторного делителя, который включен параллельно регулирующему элементу.

57522856

Источники информации,2. Авторское сввдетегалтво СССР N 494733,

принятые во внимание при экспертизекл. G 05 F 1/56, 1975.

1. Авторское свидетельство СССР N 417775,3. Авторское свидетельство СССР N 529449,

кл. G 05 F 1/56,1974.кл. G 05 F 1/46, 1976.

I

J

h

JL

. Jj

ФагЛ

Г9