Ключевой стабилизатор постоянногоНАпРяжЕНия Советский патент 1981 года по МПК G05F1/58 

(54) КЛЮЧЕВОЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторччных источниках питания. Известен импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий последовательный регулирующий транзистор, блок управления, интегрирующий Фильтр, подключенный к выхопным клеммам стабилизатора, датчик тока, параллельно которому подключен переход эмиттер-база транзистора защиты, причем датчик тока включен в шину между входной клеммой стабилизатора и эмиттером регулирующего транзистора, база которого соединена с коллектором транзистора защиты Недостатком указанного стабилизатора является большая мощность, рассеиваемая на регулирукнцем транзистор вследствие линейного режима работы при перегрузке по току, которая може привести к отказу стабилизатора. Известен импульсный стабилизатор постоянного, напряжения, содержащий регулирующий транзистор, подключенный коллектором по входу сглаживающего фильтра, выход которого соединен с выходными клеммами, управляющий транзистор, эмиттер которого со динен с положительной входной клемНАПРЯЖЕНИЯмой, а коллектор - с базой регулирующего транзистора и через резистор с выходной положительной клеммой сравнивающий транзистор, база которого соединена со среднейточкой резисторного делителя выходного напряжения, эмиттер - с источником опорного напряжения, а коллектор через резистор - с базой упоавляющего транзистора, конденсатор, первый вывод которого соединен с коллектором регулирующего транзистора, а второй вывод указанного конденсатора - с коллектором сраянивающего транзистора/ резистор и диод, точка соединения которых подключена к эмиттеру регулирующего транзистора, катод диода через упомянутый реэисор, а анод того же диода через переход база-эмиттер управляющего транзистора соединены с положительной входной клеммой Г23. Недостатками такого стабилизатора является увеличение задержки в закрывании регулирующего транзистора относительно момента открывания сравнивающего транзистора при увеличении напряжения питания из-за инерционности время-задающей RC-цепи, вызывгиощее повышение нестабильности выходного напряжения, а кроме того, увеличение тока базы регулирующего и управляющего транзисторов сверх необходимых величин при увеличении напряжения питания, вызывающее уменьшение КПД стабилизатора.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является ключевой стабилизатор напряжения, соержащий последовательный регулирующий транзистор, база которого подключена к выходу схемы управления на основе коммутирующего и управляющего транзисторов, коллектор- к коммутирующему входу схемы управления и к входу интегрирующего фильтра, а эниттер через резистор - к входному выводу, схему сравнения, состоящую из усилителя обратной связи и источника опорного напряжения, выход которой подключен к управляющему входу схемы управления Гз1

Недостатками известного стабилизатора является то, что схема защиты не исключает линейный режим работы оегулируюшего транзистора при перегрузке по току, а также то,что постоянно потребляется ток от источника через первый резистор, включенный между входным выводом стабилизатора и базой коммутирующего транзистора.

Цель изобретения - повышение КПЛ и зффективности защиты от перегрузки.

Поставленная цель достигается тем, что в ключевой стабилизатор напряжения, содержащий последовательный регулирующий транзистор, база которого подключена к выходу схемы управления на основе коммутирующего и управляющего транзисторов, коллектор к, коммутирующему входу схемы управления .и к выходу интегрирующего фильтра, а эмиттер через резистор к входному выводу стабилизатора, схему сравнения, состоящую из усилителя обратной связи и источника опорного напряжения, выход кот.орой подключен к управляющему входу схемы управления, введены дополнительные резистор и транзистор,, эмиттер которого соединен с входным выводом, база - с. эмиттером регулирующего транзистора, коллектор - Г входом схемы сравнения, а дополнительный резистор включен между базой коммутирующ го транзистора и коммутирующим входом схемы управления.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого ключевого стабилизатора.

База регулирующего транзистора 1 подключена к выходу схемы 2 упоавления на основе коммутирующего 3 и управляющего 4 транзисторов. Коллектор транзистора 1 соединен с коммутирующим входом схемы 2 управления

и с входом фильтра 3, а эмиттер через резистор 4 - с входным выводом

5стабилизатора.. Выход схемы 6 сравнения подключен к управляющему входу схемы 2 управления. Эмиттер допонительного транзистора 7 соединен с входным выводом 5, база - с эмиттером транзистора 1, а коллектор - с входом схемы 6 сравнения. Дополнитеный резистор 8 включен между базой коммутирующего транзистора 9 и коммутирующим входом схемы 2 управлени

Ключевой стабилизатор постоянного напряжения работает следующим обраизом.

При подаче питания, на входной вывод 5 стабилизатора откриваются коммутирующий транзистор 9 схемы 2 управления и регулирующий транзистор 1. На коллектор транзистора 1 поступает напряжение, при этом зерез резистор 8 запитывается база коммутирующего транзистора 9. и чеоез дроссель фильтра 3 протекает линейно нарастающий ток. При достижении током определенной величины напряжение на резисторе 4 вызывает открывание транзистора 7, ток коллектора которого подается на вход схемы

6сравнения и вызывает ее срабатывание. При этом сигнал с выхода схемы сравнения 6 поступает на управляющий вход схемы 2 управления, вызывает открывание управляющего транзистора 10 и, следовательно, закрывание регулирующего транзистора 1,

Напряжение на коллекторе транзистора 1 скачком уменьшается до нуля, ток через резистор 8 не протекает, коммутирующий транзистор 9 удерживаётся в закрытом состоянии, пока ток дросселя фильтра 3 не уменшится до нуля. После этого коммутирующий транзистор 9 открывается., и процесс повторяется до установления на выходе стабилизатора напряжения номинальной величины.

В установившемся режиме закрывание регулирующего транзистора 1 происходит при достижении выходным напряжением номинальной величины. При этом срабатывает схема 6 сравнения и выдает команду на закрывание регулирующего транзистора. Пгщение напряжения на резисторе 4 в установившемся режиме не достигает порога открывания транзистора 7, и последний не влияет на работу стабилизатора.

Работа стабилизатора при перегрузке по току аналогична работе В момент подачи питания . При этом выходное напряжение уменьшается до величины, которая определяется нагрузкой стабилизатора.

Таким образом, необходимая величина базового тока коммутирующего транзистора 9 обеспечивается резистором 8.только на время его открыто го состояния. ПРИ закрытом, состоянии транзистора ток через резистор не доотекает, обеспечивая уменьшение потребления стабилизатора. При напряжении питания 15-30 В, выходно напряжении 5 В, токе нагрузки 100 мА уменьшение потребления при максимад ном напряжении питания может достигать 30%. Максимальное значение мощности, рассеиваемой на регулирующем транзисторе при нагрузке по току при на ряжении питания 30 Б, уменьшается посравнению с известным,в 20-30 ра Использование предлагаемого i ключевого стабилизатора позволяет повысить эф ектив ость защиты от пе регрузки и КПД. Формула изобретения Ключевой стабилизатор постоянного напряжения, содержащий последова тельный регулирующий транзистор, база которого подключена к выходу схемы управления на основе коммутир щего и управляющего транзисторов, коллектор - к коммутирующему входу схемы управления и к выходу интегрирующего фильтра, а эмиттер через резистоо - к входному выводу стабилизатора, схему.сравнения, состоящую из усилителя обратной связи и источника опорного напряжения, выхоп которой подключен а управляющему входу схемы управления, о т л и ч а ю щ и и с я теМ) что, с целью повышения КПД и эффективности защиты от перегрузки, в него введены дополнительные резистор и транзистор, эмиттер которого соединен с входным выводом, база - с эмиттером регулирующего транзистора, коллектор - с входом схемы сравнения,а дополнительный резистор включен между базой коммутирующего транзистора и коммутирующим входом схемы управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство CfCP йо заявке 2578206/24-07, кл. G 05 F 1/58, 1978. 2.Авторское свидетельство СССР № 536488, кл. G 05 F 1/58. 3.Авторское свидетельства СССР 609111, кл.С 05 F 1/58.