Импульсный стабилизатор постоян-НОгО НАпРяжЕНия Советский патент 1981 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в различной радиоэлектронной аппаратуре и устройствах автоматики, в частности в системах электропитания. Известны импульсные стабилизаторы напряжения,.которые преобразуют вход ное напряжение одного уровня в выходное напряжение любого, другого уровня и осуществляют его стабилизацию, содержащие коммутирующий транзистор, работающий в режиме широтноимпульсной модуляции, преобразовател с трансформатором и нагрузку, в качестве которой может использоваться активное или реактивное сопротивление, либо выпрямитель l и 2. Наиболее близким по технической сущности является импульсный стабили затор постоянного напряжения, который содержит последовательно включен ные коммутирующий транзистор, управляемый широтно-импульсным модулятором, сглаживающий фильтр, преобразс ватель постоянного напряжения с выходным трансформатором, выход которого подключен к выходным клеммам . з Недостатком известного импульсноГО стабилизатора напряжения является отсутствие у него возможности широко го регулирования выходного напряжения, так как питание их широтно-импульсного модулятора осуществляется от дополнительных обмоток трансформатора преобразователя. При этом с . изменением выходного напряжения импульсного стабилизатора меняется переменное напряжение прямоугольной формы на обмотках трансформатора преобразователя, и, следовательно, напряжение питания широтно-импульсного модулятора. Последнее нарушает нормальную работу стабилизатора напряжения. Вместе с тем, требование широкого регулирования выходного напряжения весьма часто предъявляется к импульсным стабилизаторам, особенно высоковольтным. Цель изобретения - расширение диапазона регулирования импульсного стабилизатора напряжении. Цель достигается тем, что в схему импульсного стабилизатора постоянного напряжения, содержащего последовательно включенные коммутирующий транзистор, управляемый широтно-импульсным модулятором,. DLC сглаживающий фильтр, преобразователь постоянного напряжения с выходным трансформатором, выход которого подключен к выходным клеммам, введен дополнительный трансформатор, вторичные обмотки которого соединены со входом питания широтноимпульсного модулятора, среднийвывод первичной обмотки подключен к входной клемме, а крайние - к коллекторам транзисторов преобразователя постоянного напряжения и катодам развязывающих диодов, включенных между коллекторами упомянутых транзисторов и крайними выводами выходного трансфорMaTOpia. На чертеже представлена функциональная схема устройства. Импульсный стабилизатор напряжени содержит входной фильтр 1-й 2, комму тируклдий транзистор 3, широтно-импульсный модулятор 4, сглаживающий фильтр 5, включающий в себя диод 6, дроссель 7 и емкость 8, потенциометр 9 обратной связи, преобразователь 10 напряжения, состоящий-из транзисторо 11 и 12 трансформатора со средней точкой 13 и задающего генератора 14, дополнительный трансформатор 15, раз вязывающие диоды 16 и 17. Работа импульсного стабилизатора напряжения осуществляется следующим образом. Входное постоянное напряжение сглаживается фильтром 1 и 2 и подается на коммутируклдий транзистор 3, который работает в режиме широтноимпульсной модуляции. Выходное напряжение транзистора 3 сглаживается фильтром 5, преобразу ется преобразователем 10 в переменное напряжение заданной величины и поступает на выход. Ширина импульсов на выходе тран зистора 3 определяется ШИМ 4 и может изменяться в зависимости от изменени напряжения, поступанвдего с потенциометра 9 обратной связи на вход ШИМ 4 В соответствии с изменением ширины импульсов на выходе транзистора 3 изменяется и напряжение на преобразо вателе 10, а следовательно, и на выходе импульсного стабилизатора напряжения . Очевидно, что изменяя положение движка резистора 9, можно в широких пределах осуществлять регулирование выходного напряжения стабилизатора. Процесс стабилизации напряжения в схеме осуществляется следующим об разом. При изменении, например, входно,го напряжения стабилизатора начинае изменяться напряжение на выходе ком мутирующего транзистора. В соответствии с этим изменяется и напряжени поступающее с движка потенциометра 9 на вход таим 4. Под действием этого напряжения ШИМ 4 вырабатывает уп равляквдие сигналы, поступающие на б .ЗУ транзистора 3 такой длительности чтобы выходное напряжение стабилиза ора оставалось неизменным с заданой точностью стабилизации. Напряжение обратной связи может ниматься с потенциометра 9, установенного на входе преобразователя, ибо с делителя, подключеннолго к выоду стабилизатора напряжения. В поледнем случае стабилизация выходноо напряжения улучшается при изменеии тока нагрузки. Расширение диапазона регулирования ыходного напряжения ИМПУЛЬСНОГО стабилизатора напряжения достигается введением дополнительного трансфер-матора, включение которого показано на чертеже. В соответствии с принципом действия преобразователя 10 в процессе его работы происходит переключение транзисторов 11 и 12, в результате чего на выходе преобразователя напряжения образуется переменное напряжение прямоугольной формы.. Поскольку средняя точка первичной обмотки дополнительного трансформатора 15 подключена к коллектору коммутирующего транзистора .3, а крайние к коллекторам транзисторов 11 и 12 преобразователя, то при переключениях транзисторов 11.и 12 обмотки (1-2) и (2-3) дополнительного трансформатора 15 попеременно подключаются к источнику входного постоянного напряжения. При этом на обмотках трансформатора 15 появится переменное напряжение прямоугольной формы, амплитуда которого зависит только от- величины в одного напряжения импульсного стабилизатора напряжения и не связана с уровнем выходного напряжения. Развязывающие диоды 16 и 17 слузкат для предотвращения протекания токов обмоток трансформатора 13 по обмоткам трансформатора 15. Таким образом, включение дополнительного трансформатора предлагаемым способом позволяет -осуществить широкое регулирование выходного напряжения импульсного стабидизатора, сохранив при этом неизменным напряжение питания его широтно-импульсного jyioдулятора. Формула изобретения Импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий псследовательно включенные коммутирующий транзистор, управляемый широтно-импульсным модулятором, DLC сглаживающий фильтр, преобразователь постоянного напряжения с выходным з рансформатором, выход которого подключен к выходным клеммам, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования его выходного напряжения, введен дополнительный трансформатор, вторичные об-мотки которого соединены со входом питания широтно-импульсного модулятора, средний вывод первичной обмотки подключен к входной клемме, а крайние - к коллекторам транзисторов преобразователя постоянного напряжения и катодам развязывёшщих диодов, включенных между коллекторами упомянутых транзисторов и крайними выводами выходного трансформатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Электронная техника в автоматике. Под ред. Ю. И. Конева, вып. ё, 197,4,. с. 58.

2. Полупроводниковые приборы в

технике электросвязи. Вып. 10, 1972, с. 210.

3. Авторское свидетельство СССР 384096, кл. G 05 F 1/56, 03.06.71.