Импульсный стабилизатор постоянногоНАпРяжЕНия Советский патент 1981 года по МПК G05F1/56 

(54) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах электропитания автоматики. Известны стабилизаторы напряжения с поршневым включением транзисторов в регулирующем элементе, содержащие орган управления каждым транзистором f, 2j и 3J. Недостатком таких стабилизаторов является наличие трансформаторной связи цикла управления, что не обес печивает достаточной защиты регулирующих транзисторов. Наиболее близким к предлагаемому является стабилизатор напряжения который содержит последовательный регулирующий ключ, состоящий из параллельно соединенных транзисторов с уравнивающими резисторами в цепях эммитеров, Д1С-фильтр, широтно-импульсный модулятор, состоящий из. усилителя рассогласования, входы которого подключены к выходу стабилизатора и источнику опорного напря жения, компаратора, к одному входу которого подключен генератор 7 пилообразного напряжения, а к другому выход усилителя рассогласования, ге нератор модулирующих, прямоугольных импульсов/ две ячейки 2И-Не, двухтактный усилитель мощности сигнгипа управления с трансформаторным выходом и формирователи управляющих импульсов каждого транзистора регулирующего ключа, состоящие из диодного моста и сглаживающего конденсатора и подключенные ко вторичным обмоткам трансформатора двухтактного усилителя мощности сигнала управления, а выходами через токоограничивающие резисторы и форсирующие конденсаторы - к управляющим входам транзисторов регулирукянего ключа L4J . Недостатком известного стабилизатора является сравнительно большое время выключения регулйрунмцих транзисторов, включенных параллельно, что уменьшает допустимое число их и тем самым ограничивает мощность стабилизатора. Цель изобретения - уменьшение времени выключения транзисторов регулирующего ключа. Поставленная цель достигается тем, что в устройство йведен канал формирования разряда сглаживающих конденсаторов формирователей управляющих импульсов, состоящий из последовательно соединенных ячейки И-Не, двух ячеек 2И-Не, выходами включенных на входы двухтактного усилителя мощности с трансформаторным выхо дом, вторичные обмотки которого через диодный мост и токрограничивающ резистор подключены к переходу база-эмиттер разрядных транзисторов, причем второй вход первой ячейки 2И Не подсоединен к генератору модулирующих прямоугольных импульсов, а второй вход ячейки 2И-Не - к выходу ячейки И-Не, вход которой соединен с выходом компаратора, причем парал лельно каждому сглаживающему конден сатору подключен переход коллекторэмиттер разрядного транзистора, а цепи управления транзисторов регулирующего ключа гальванически развязаны. На чертеже представлена схема предлагаемого импульсного стабилиза тора постоянного напряжения. Стабилизатор содержит транзисторы 1 и 2 регулирующего ключа с урав новешивающими резисторами 3 и 4,Д1С фильтр 5, форсирующие конденсаторы б и 7 и токоограничивающие резисторы 8 и 9 в цепях управления этих транзисторов, диодные мосты 10 и 11 и сглаживающие конденсаторы 12 и 13 формирователей управляющих импул сов, двухтактный усилитель 14 мощности сигнала управления с трансфор маторным выходом, две ячейки 2И-Не 15 и 16, генератор 17 модулирующих прямоугольных импульсов, канал 18 форсирования разряда сглаживающих конденсаторов, состоящий из разря; ных транзисторов 19 и 20,токоогра-v ничивающих резисторов 21 и 22 в их базовых цепях, диодных мостов 23 и 24, двухтактного усилителя 25 мощ ности с трансформаторным выходом, ячеек 2И-Не 26 и 27 и ячейки И-НЕ 28,широтно-импульсный модулятор 29,состоящий из компаратора 30, усилителя 31 рассогласования и генератора 32 пилообразного напряжения. Предлагаемое устройство работает следующим образом. С выхода стабилизатора сигнал об ратной связи поступает в широтноимпульсный модулятор 29 на один из входовусилителя 31 рассогласования, на второй вход которого подает |ся опорное напряжение. Сигнал рассогласования поступает на компарато 30 дЛя сравнения с пилообразным нап от генератора 32 пилообраз ного напряжения, запуск которого ос ществляется импульсами синхронизации. С компаратора 30 широтно-импул ный сигнал поступает на ячейку 2ИНе 16 для.модуляции его сигналом с : генератора; 17 модулирующих прямо угольных импульсов и в канал 18 фор сирования разряда сглаживающих конденсаторов на ячейку И-Не 28. Промодулированный и усиленный широтно-импульсный сигнал с ячейки 2И-Не 16 подается на базу транзистора одного ин плеч двухтактного усилителя 14 мощности сигнала управления, на второе плечо которого подается сигнал в противофазе. Пере- , ворот фазы осуществляет вторая ячейка 2И-Не 15. Усилитель 14 мощности двухкаскадный, выходные транзисторы . обоих его плеч закрываются во время паузы управляющего импульса низким уровнем с компаратора 30. Промодулированный сигнал управления со вторичных обмоток трансформатора усилителя 14 мощности поступает на формирователи управляющих импульсов, где восстанавливается диодными мостами 10 и 11. Для сглаживания пульсаций, возникающих при выпрямлении прямоугольных импульсов, становятся конденсаторы 12 и 13. Сформированные импульсы управления через токоограничивающие резисторы 8 и 9 и форсирующие конденсаторы 6 и 7 подаются на управляющие входы (база-эмиттер) регулирующих транзисторов 1 и 2, включенных параллельно. Для равномерного распределения коммутируемого тока между транзисторами 1 и 2 ключа в цепь эмиттера каждого из них включены уравновешивающие резисторы 3 и 4. Входное напряжение, коммутируемое транзисторами 1 и 2 ключа, поступает на сглаживающий Д1С-фильтр 5, выход которого является выходом стабилизатора. : Канал 18 форсирования разряда работает аналогично каналу управления, с той лишь разницей, что сигнал в нем формируется в паузе сигнала управления, т.е. в противофазе.. Переворот фазы осуществляет ячейка И-НЕ 28, включенная на входе канала 18. Выходными элементами канала 18 формирования разряда являются разрядные транзисторы 19 и 20, которые быстро разряжают сглаживающие конденсаторы 12 и 13 в паузах сигнала управления. Управление транзисторами 19 и 20 осуществляется со вторичных обмоток трансформатора двух- , тактного усилителя 25 мощности через диодные мосты 23 и 24 и токоограничивающие резисторы 21 и 22, Причем для увеличения быстродействия канала 18 в нем нет никаких н акапливающих элементов. Уменьшение разности времени выключения ключевых транзисторов дает возможность увеличивать нагрузку на каждый элемент ключа, так как уве личивает значение коллекторного тока, не вызывающего пробой транзистора, что повышает вероятность безотказной работы предлагаемого стабилизатора.V

Формула изобретения

.Импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий последовательный регулирующий ключ,- состоящий из параллельно соединенных транзисторов с уравнивакхцими резисторами в цепях эмиттеров, Д1С-фильтр, широтно-импульсный модулятор, состоящий из усилителя рассогласования, входы которого подключены к вькоду стабилизатора и источнику опорного напряжения, компаратора, к одному входу которого подключен генератор пилообразного напряжения, а к Другому - выход усилителя рассогласования, генератор модулирующих п{)ймоугольных импульсов, две ячейки 2ИНе, двухтактный усилитель мощности сигнала управления с трансформатор ным выходом и формирователи управляющих импульсов каждого транзистора регулирующего ключа, состоящие из диодного моста и сглаживающего конденсатора и подключенные ко вторичным обмоткам трансформатора д ухтактного усилителя мощности сигнала управления-, а выходами через токорграничивающие резисторы и форсирующие конденсаторы - к управляющим входам транзисторов регулирукнцего ключа, отличающийся тем, что,с целью уменьшения времени выключения трз(нзисторов регулирующего

ключа, введен канал формирования разряда сглаживакицих конденсаторов формирователей управляющих 1 шульсов, состоящий из последовательно соединенных ячейки И-Не, двух-ячеек 5 2И-Не, вьосодамивключенных на входы, двухтактного усилителя мощности с трансформаторным выходом, вторичные обмотки которого через диодный мост и токоограничивающий резистор подключены к переходу база-эмиттер

e разрядных транзисторов, причем второй вход первой ячейки 2И-Не подсоединён к генератору модулирующих прямоугольных импульсов,а второй вход второй ячейки 2И-НЕ - к выходу ячейки

5 И-НЕ, вход которой соединен с выходом компаратора, причем паргшлельно каждому сглаживающему конденсатору подключен переход коллекторэмиттер разрядного транзистора, а

0 цепи управления транзисторов регулирующего ключа гальванически развязаны.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5

1.Патент франции 2313815, кл. G 05 F 1/56, 1976.

2.Патент ФРГ № 2624665, кл. G 05 F 1/56, 1976.

3.Патент Великобритании

О 1410675, кл. G.05 F.1/58, 1972.

0

4.Авторское свидетельство СССР 712816, кл. G 05 F 1/56, 1978. S и