Импульсный стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1982 года по МПК G05F1/56 

(54) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

t

Изобретение относится к преобраэктатеяьнЫс технике н может быть нспользовано в транзисторных стабилизированных конверторах н вторичных источниках питания. .

Известен импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий силовой транспортный ключ, схему управления транзистором, демпфнруинцнй диск, рекуперашкяашй даод, токоограннчнвающий дроссель, сглаживающий LC-фильтр 1.

Недостатком этого импульсного ста ошзатора постоянного напряжения является сравнительная сложность схемы н низкие баритные показателн, что обуслюяено работой токоограничивающего дросселя в линейном режнме.

Нанболее близким техннче яст( реше1шем к предлагаемому изобретению является стабилизатор, содержащий силовой транэистррошй ключ, схему управления транзистором, Двухобмоточный токоограничиваимций дроссель н конденсатор ЬС-фильтра 2.

В зтой схеме первичная обмотка тгасоограшршвающего дросселя включена последсюательно с силовым транзисторным ключом, а вторичная - ,в цепь допогаосгельного рекупера- , ционного диода параллельно нагрузке н конденсатору 1С-фи1п тра.

Недостатком указанного стабилизатора является сравнительная сложность схемы, низкие удельные массогабаритные псжазателн

ВТ).

(ЛДМкг

Цель изобретения - улучшение массогаба10ритных показателей и ущквдение схемы.

Поставленная цель достигается тем, что в импульсном ста&шизат( постоянного напр жения, содер}1@1дам включенный последовательно в од из силовых Ц0Ш транзистор15ный кточ, €лок управления, входом подключенный к выходаым выводам стабилизатора, а выходом, ко входу регулирующего элемента, , двухобмоточный токоогранкчнвающий дроссель, первнчная обмотка- которого

JO включена последовательно с транзисторным ключом, диод, включенный последовательно со вторичной ойлоткой токоограннчнвающего щюсселя и LC-фильтр, вторичная обмотка, 391 токоограничивающего дросселя подключена одним выводом через указанный диод к точке соединения первичной обмотки токоограничивающего дросселя и дросселя LC-фильтра, а другим выводом - к другой силовой ишне стабилизатора. Кроме того, при выполнении токоограничивающего дросселя линейным, его обмотки включены согласно. При выполнении токоограничивающего яроеселя нелинейным, его обмотки включены встречно. На фиг. 1 приведена функциональная схема импульсного стабилизатора; - на фиг. 2 и фиг. 3 - временные диаграммы работы схемы при линейном дросселе и дросселе с сердечником из материала прямоугольной петлей гистерезиса, соответственно. Импульсный стабилизатор постоянного напря-. жешш содержит источник 1 питания, силовой транзисторный ключ 2, работающий под воздействием импульсов с изменяющейся скважностью от схемы 3 зттравления, токоограничив ющий дроссель с первичной 4 и вторичной 5 обмотками, силовой диод 6, совмещающий функции демпфирования и рекуперации, сгла живающий дроссель 7, конденсатор 6 LCфильтра и нагрузку 9. Причем первичная обмотка токоограничивающего дросселя 4 вклю чена в коллекторизто цепь между силовым транзисторным ключом 2 и сглаживающим дросселем 7, а вторичная обмотка 5 - в .цепь силового диода 6 параллельно входу LC-фильтра. Временные диаграммы работы схемы получены в результате анализа квазиустановивщегося режима работы стабилизатора при обычно применяемых допущениях и при выполнении условий L L2/n nt, n t где L - индуктивность сглаживающего дросселя 7, LI - индуктивность обмотки 4, LJ - индуктивность обмотки 5, п - отно щенке числа витков вторичной обмотки 5 к первичной 4 токоограничивающего дросселя, за период времени Т, содержащий три временных интервала длительности tn,tp t и Т-1 п tр, соответствующие разомкнутому состоянию транзисторного ключа и замкнутому состоянию диодного; замкнутому состоянию транзисторного ключа и высокой проводимости диода в обратном направлении на э пе рассасывания неосновных носителей; замк нутому состоянию транзисторного ключа и разомкнутому состоянию диодного. Пунктирная линия на диаграммах относитя ко встречному включению обмоток токограничивающего дросселя. В промежуток времени 6 между началом тпирания транзистора и моментом запирания илового диода коллекторный ток нарастает о цепи: + источника 1, первичная обмота 4 дросселя, силовой диод 6, вторичная бмотка 5 дросселя, - источника 1. В езультате скорость нарастаяаш коллекторного ока, а, следовательно, и выброс тока ограичивается. При встречном включении обмоток 4 и 5 окоограничнвающего дросселя максимальое значение коллекторного тока li. ),r. а при согласном включении обмоток Гк EQ кмакс- ц(„,2 где Е - ЭДС источника 1, 6 определяется из уравнения для тока и заряда в области базы диода. Таким образом при заданном значении выброса коллекторного тока и фиксированных величинах Ей & необходимая величина индуктивности LI уменьщается приблизительно в п раз по сравнению с прототипом, что приводит к уменьщению массы и габаритов дросселя. К дальнейшему }пмеш шению массы и габаритов приводит использование сердечника дросселя из материала с прямоугольной петлей гистерезиса, что устраняет необходимость в немагнитном зазоре, обеспечивающем линейность. В этом случае при встречном включении обмоток выбросы коллекторного тока полиостью устраняются. Предлагаемая схема предпочтительиа в сравнении с прототипом улучщеиными массогабаритнымн псжазателлми, сравнительной простотой и повьпиенной надежностью, вследствие уменьщения выбросов коллекторного тока Ичютсутствия перенапряжений на запертом транзисторе во время паузы как при магнитном, так и при насыщающемся токоограничивающем дросселе. Формула изобретения 1. Импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий включенный последовательно в одну из силовых шин транзисторный ключ, блок управления, входом подключенный к выходным выводам стабилизатора, а выходом - к входу регулирующего злемента, двухобмоточиый токоограничивающий дросель, первичная обмотка которого включена последовательно с транзисторным ключом, диод, включенный последовательно с вторичной обмоткой токоограничивающего дросселя и LC-фильтр, отличающийс я тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов и упрощения схемы стабилизатора, вторичная обмогта токоограничивающего дросселя подключена одним вьгаодом через указанный диод к точке соединения первичной обмотки токоограничивающего дросселя

н дросселя LC-фильтра, а другим выводом к другой силовой шине стабилизатора.

Источники информащга, принятые во вниманне при экспертизе

I g

(PUf.f

tn

t (J

J

M

-I