Преобразователь-стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1980 года по МПК G05F1/56 G05F1/64 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ-СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике, а именно к вторичным источникам питания электронной аппаратуры. Известен преобразователь-стабилизатор постоянного напряжения, содержащий задающий генератор с трансформатором, управляющая обмотка которого через резисторы подключена к базам транзисторов усилителя мощности с тран сформатором, выходные обмотки которого соединены с силовым и вспомогательным выпрямителями, последний из которых подключен к щиротно-импульсному модулятору (ШИМ), соединенному через транзисторный ключ со средней точкой запирающей обмотки трансформатора задающего генератора, связанной через диоды с базами транзисторов усилителя мощности 1} Его недостатком является больщое шсло обмоточных деталей, препятствующее снижению массы и объема. Наиболее близок по технической сущности к предлагаемому преобразователь-стабилизатор постоянного Напряжения, содержащий задающий генератор, подключенный к входным клеммам, выходы которого сое.шнены с базами транзисторов усилителя мощности с трансформатором, выходная обмотка которого через мостовой выпрямитель подключена к выходным клеммам, щунтированным конденсатором, и ШИМ 2. Некоторое улучщение массо-объемных показателей известного устройства достигается за счет увеличения частоты преобразования и соответствующего уменьщения размеров реактивных злементов, однако частота преобразования ограничена падением КПД задающего генератора и преобразователя-стабилизатора в целом. Кроме того, для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения на выходе известного преобразователя-стабилизатора необходимо применять интегрирующий LC-фильтр, что также ухудщает массо-объемные показатели. Цель изобретения - улучшение массо-объемных показателей преобразователя-стабилизатора постоянного напряжения. Цель достигается тем, что в него введены два диода и дроссель, обмотка которого имеет среднюю точку, а мостовой выпрямитель выполнен на двух диодах и двух транзисторах, причем выходная обмотка трансформатора усилителя мощности через диоды мостового вьшря мителя соединена с первой выходной клеммой, а через коллектор-эмиттерные переходы транзисторов мостового выпрямителя с крайними выводами обмотки дросселя, подсоединенными через введенные диоды к первой выходной клемме, средний вьшод обмотки дросселя подключен ко второй выходной клемме. ШИМ соединен с входами с выходными клеммами и выходной обмоткой трансформатора, а выходами с управляющими электродами двух транзисторов мостового выпрямителя. С целью уменьшения времени переключения транзисторов усилителя мощности, задающий генератор содержит мультивибратор, триггер со счетным входом, дифференциальную пару р-п-р i транзисторов,, три транзистора,, два диода, стабилитрон и резисторов, при чем змиттеры дифференциальной пары р-п-р транзисторов через первый резистор подключены к первой входной клемме, коллекторы - к выходам задающего генератора и через коллектор-эмиттерные переходы, соответственно первого и второго п-р-п транзисторов, ко второй входной клемме, база первого р-п-р транзистора дифференциальной пары через стабилитрон подключена к первой, а через второй резистор ко второй входной клемме, база второго р-п-р транзистора дифференциальной пары соединена следующим образом: через два встречно-параллельно включенных диода - с базой первого р-п-р транзистора, через третий резистор с первой входной клеммой и через последовательно включенные коллектор-змиттерный переход третьего п-р-п транзистора и четвертый резистор - со второй входной клеммой; триггер счетным входом подключен к выходу муль тивибратора, первым выходом непосредственно к базе третьего п-р-п транзистора и через пятый резистор к базе первого п-р-п транзистора, а вторым выходом через шестой резистор к базе второго п-р-п транзистора. На чертеже изображена принципиальная злек рическая схема предлагаемого преобразователястабилизатора постоянного напряжения. Преобразователь-стабилизатор содержит задающий генератор 1, выходы которого подключены к базам п-р-п транзисторов 2 усилителя мощности с трансформатором 3, выходная обмотка которого соединена через диоды 4 с пер вой вь1Ходной клеммой 5, эмиттерами транзисторов 6 мостового вьшрямителя и входами ши ротно-импульсного модулятора 7, другие входы которого подключены к первой и второ выходным клеммам 5 и 8, связанным с нагруз кой 9, зашунтированной конденсатором 10, а выходы - к базам транзисторов 6, коллекто ры которых через полуобмотки дросселя 11 подключены к второй выхошюй клемме 8, а через диоды 12 - к первой выходной клемме 5. Задающий генератор 1 содержит дифференциальную пару р-п-р транзисторов 13 и 14, змиттеры которых через резистор 15 подключены к первой входной клемме, коллекторы к выходам задающего генератора и через переходы коллектор-Э1 шттера соответствующих п-р-п транзисторов 16 и 17 к второй входной клемме, база транзистора 13 подключена через стабилитрон 18 к первой и через резистор 19 ко второй входным клеммам, база транзистора 14 через резистор 22 с первой и через резистор 19, последовательно включенные коллектор-эмиттерный переход транзистора 23 и резистор 24 - со второй входной клеммой, а через диоды 20 и 21 - с базой транзистора 13. База транзистора 23 через резистор 25 соединена с базой транзистора 16 и с одним выходом триггера 26, другой выход которого через резистор 27 подключен к базе транзистора 17. Счетный вход триггера 26 подсоединен к выходу мультивибратора 28. Преобразователь- стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом. Симметричный сигнал с выходов триггера 26 управляет открытием п-р-п транзисторов 16 и 17, и через транзистор 23 - закрытием соответствующих им р-п-р транзисторов 13 и 14 коллекторный ток которых, определяемый падением напряжения на стабилитроне 18 и величиной резистора 15, поочередно открывает транзисторы 2 усилителя мощности. Включение транзисторов 2 огракичегяым базовым током и обеспечение быстрого рассасывания базового заряда через коллектор-эмиттер открытого п-р-п транзистора позволяют свести к минимуму время их переключения и повысить частоту работы преобразователя. Прямоугольные импульсы напряжения с вь1хода вторичной обмотки трансформатора 3 поступают на выпрямительный мост, образованный диодами 4 и транзисторами 6. Широтно-импульсный модулятор 7 управляется временем включения ключевых транзисторов завершения процесса нарастания напряжения на эмиттере одного из них (окончание процесса переключения транзисторов усилителя мощности), а время выключения определяется величиной напряжения на выходе 8 преобразователя-стабилизатора. С помощью диодов 12 в полуобмотках дросселя 11 поддерживается режим постоянного тока, а так как полуобмотки дросселя включены встречно, то насыщение его сердечника постоянным током не происходит, что позволяет уменьщить в два раза сечение сердечника дросселя, соответственно и его габариты, по сравнению с дросселем, используемым в обычном однофазном L-C-фильтре.

Формула изобретения

транзисторов, к второй вхо1шой клемме, база первого р-п-р транзистора дифференциальной пары через стабилитрон подключена к первой и через второй резистор - ко второй входной клемме а база второго р-п-р транзистора дифференциаль й пары соединена через две встречно-параллельно включенных диода с базой первого р-п-р транзистора, через третий резистор - с первой входной клеммой и через последовательно включенные коллектор-эмиттерный переход третьего

п-р-п транзистора и четвертый резистор - со второй входной клеммой, триггер счетным входом подключен к выходу мультивибратора, первым выходом непосредственно к базе третьего п-р-п транзистора и через пятый резистор к базе первого п-р-п транжстора, а вторым выходом через шестой резистор - к базе второго п-р-п транзистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 519692, кл. G 05 F 1/65, 1976.