Стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1981 года по МПК G05F1/64 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания. Изве.стны стабилизированные источники вторичного электропитания, выполненные на основе регулируемых преобразователей постоянного напряже ния, в которых стабилизация осуп ествЛяется с помощью импульсного стабилизатора постоянного напряжения, установленного на входе преобразователя, и управление которым осутцествляется с помощью напряжения обратной связи, снимаемой с выхода преобразователя DjНедостатком таких схем является изменение в широких пределах дополни тельных напряжений, служащих для нас щения согласующих транзисторов при изменении входного напряжения, тока нагрузки, температуры окружающей сре ды, а также необходимость использования специальных дросселей с отводом, который, как правило, будет неоптимальным для работы конкретной схемы (так как дроссель приходится рассчитьшать на получение опред ленной величины напряжения с отвода об-мотки) . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является стабилизатор постоянного напряжения, содержащий входной фильтр, включенный между входной и общей шинами, регулирующий элемент, состоящий из регулирующего и согласующего транзисторов, фильтр-демодулятор, включенный последовательно в выходную щину, преобразователь напряжения, включенный между выходом фильтра-демодулятора и общей шиной с выходным трансформатором, содержащим выходную и дополнительную обмотки, причем параллельно вьшодам выходной обмотки включен вьтрямитель с фильтром, выход которого соединен с вьшодом для подключения нагрузки и входом широтноимпульсного модулятора, выход которого подключен к точке соединения базы согласующего транзистора и резистора, подсоединенного к общей шине 22. Недостатком известного стабилиза тора является значительный диапазон изменения выходного напряжения допо нительного источника при работе от источника первичной сети, напряжени которого меняется в широких предела что приводит к снижению КПД. При ис пользовании отвода специальной обмотки преобразователя постоянного н ряжения в случае питания его от импульсного стабилизатора, как предрегулятора в стабилизированном преобразователе постоянного напряжения не обеспечивается устойчивая работа и запуск импульсного стабилизатора напряжения. Цель изобретения - повышение надежности КПД, обеспечение устойчи вой работы и запуска устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство параллельно выводам дополнительной обмотки трансформатора включен выпрямитель с фильтром, один вывод которого через резистор соединен с эмиттером регулирующего транзистора, а другой - с точкой соединения коллектора согласующего транзистора с выходом дополнительно введенного устройства запуска, вход которого подсоединен к дополнительному источнику или к точке устройства, положительный потенциал которой вьше, чем потенциал коллектора согласующего транзистора. На чертеже приведена электрическая схема предлагаемого устройства. Стабилизатор постоянного напряже ния содержит входной фильтр 1, вклю ченный между входной и общей шиной, регулирукяций элемент, состоящий из регулирующего транзистора 2 и согласующего транзистора 3, фильтра-демодулятора 4, включенных последовательно во входную шину, статический преобразователь 5 постоянного напряжения, вкхноченный мезвду выходной шиной фильтра-демодулятора и общей шиной, трансформатор 6(, включенный на выходе преобразователя, содержащий выходные обмотки, одна из которых, например 7/является выходной обмоткой, параллельно выводам котор включен выпрямитель с фильтром 8, с выхода которого напряжение поступает в нагрузку и на схему управления широтно-импульсным модулятором 9, включенную выходом в точку соединения базы согласующего транзистора 3 и резистора 10, подсоединенного другим вьшодом к общей шине, параллельно выводам дополнительно введенной обмотки 11 трансформатора 6 включен дополнительный выпрямитель с фильтром 12, один вывод которого через резистор 13 соединен с эмиттером регулирующего транзистора 2, а другой вывод подсоединен в точку соединения коллектора согласующего транзистора 3 с дополнительно введенным устройст-. вом 14 запуска, другой вывод которого подсоединен к дополнительному источнику или в точку схемы, положительный потенциал которой выше, чем потенциал коллектора согласующего транзистора. Устройство работает следующим образом. Вьшрямленное напряжение с выходной обмотки 7 трансформатора 6 после выпрямителя, с фильтром В воздействует на схему управления с широтно-импульсным модулятором 9, в которой указанное напряжение сравнивается с опорным (эталонным), и их разность воздействует на широтно-импульсный модулятор, в схеме управления с которьм осуществляется также гальваническая развязка входной и выходной цепей. На выходе широтноимпульсного модулятора образуются прямоугольные импульсы, длительность которых пропорциональна величине выходного напряжения. Модулированные по длительности импульсы поступают в базу согласующего транзистора 3 и закрьшают его, в результате чего закрьшается и регулирующий транзистор 2i Фильтр-демодулятор 4 осуществляет преобразование последовательности импульсов в постоянное напряжение заданной величины. Резистор 10 является резистором смещения. С помощью входного фильтра 1 обеспечивается устойчивая работа стабилизатора постоянного напряжения за счет уменьшения уровня помех. Выходное напряже нив преобразователя поддерживается постоянным при изменении входного напряжения, тока нагрузки и температуры в широких пределах.

58491

С дополнительно введенной обмотки 11 трансформатора 6 стабилизированное напряжение подается на дополнительно введенные вьтрямитель с фильтром 12. Выпрямленное стабилизирован- j нее напряжение отрицательной полярностью подключается через резистор 13, ограничивающий ток базы регулирующего транзистора, к эмиттеру, а положительной полярностью - к коллек- ю тору согласующего транзистора 3. Таким образом, обеспечивается глубокое насьпцение регулирующего транзистора.

Однако при включении стабилизато- и ра постоянного напряжения, пока напряжение на дополнительной обмотке трансформатора преобразователя не появилось, цепь коллектора согласующего транзистора 3 практически отор- 20 вана от постоянного потенциала, и переход эмиттер-база согласующего транзистора работает кау. диод. В результате этого резко падает коэффициент усиления по току составного регули- 25 рующего транзистора. Это приводит к тому, что (особенно в области отрицательных температур) не происходит запуск схемы.

Чтобы схема стабилизатора устой- 30 чиво запускалась, вводят дополнительное устройство 14 запуска, включенное между коллектором согласующего транзистора 3 и дополнительным источником иди точкой схемы, положительный потен-з5 циал которой выше, чем потенциал коллектора согласующего транзистора, например между коллектором согласующего транзистора и общей шиной или между коллектором согласующего тран- 40 зистора 3 и коллектором регулирующего транзистора 2. Устройство запуска в простейшем случае представляет собой ковденсатор, цепочку из паралельно включенных конденсатора и ре- 45 зистора, диод, неслржную транзисторную схему и т.д. и служит для обеспечения Н1еобходимого потенциала на коллекторе согласующего транзистора в момент запуска. Устройство 14 запуска 50 обеспечивает нор альный режим работы согласующего транзистора 3 в момент запуска стабипизатора постоянного. напряжения. При этом достигается глубокое насьпцение регулирующего 2 и согла-55 сующего 3 транзисторов в широком иапазоне изменений входного нап81

ряжения, тока нагрузки и температуры окружающей среды.

Формула изобретения

Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий входной фильтр, включенный между входной и общей шинами, регулирующий элемент , состоящий из регулирующего и согласующего транзисторов, фильтр-демодулятор, включенный последовательно в выходную шину, преобразователь напряжения, включенный между выходом фильтрадемодулятора и общей шиной с выходным трансформатором, содержащим выходную и дополнительную обмотки, причем параллельно выводам выходной обмотки включен выпрямитель с фильтро выход которого соединен с выводом для подключения нагрузки и входом широтно-импульснрго модулятора, выход которого подключен к точке соединения базы согласующего транзистора и резистора, подсоединенного к общей шине, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения надежности КЩЦобеспечения устойчивой работыи запуска устройства, паргшлельно выводам дополнительной обмотки трансформатора включен выпрямитель с фильтром, один выход которого через резистор соединен с эмиттером регулирующего транзистора, а другой - с точкой соединения коллектора согласующего транзистора с выходом дополнительно введенного устройства запуска, вход которого подсоединен к дополнительному источнику или к точке, устройства, положительный потенциал которой вьиие, чем потенциал коллектора согласукщего транзистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Головацкий В.А..и др. Интегральный гибридный импульсный стабилизатор постоянного напряжения. Сб., Электро ная техника в автоматике, М.,Советское радио, 1974, t 6, с. 33-37, рис. 1.

2. Михайлов Е.Е. Транзисторные преобразователи напряжения постоянног тока с применением широтно-импульсной и частотно-импульсной модуляции дпя стабилизации выходных напряжений.Сб., Полупроводниковые приборы в технике электросвязи. М., Связь, 1972, с. 210, рис. 5.