Импульсный стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1982 года по МПК G01R33/07 

1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано во вторичных источниках питания.

Известны импульсные стабилизаторы постоянного напряжения, содержащие регулирующий элемент на составном транзисторе, сглаживающий фильтр с конденсатором и дросселем, дополните«1ьная обмотка которого используется для насыщения составного транзистора, а вторая дополнительная обмотка включена на выходе щиротно-импульсного модулятора, и измерительно-усилительный блок 1.

Недостатком известного стабилизатора является большая сложность, обусловленная необходимостью использования отдельного задающего генератора, щиротно-импульсного модулятора и двух дополнительных обмоток дросселя.

Наиболее близким к изобретению техническим рещением является импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий элемент на основном и вспомогательном транзисторах разного типа проводимости, включенный последовательно со сглаживающим фильтром из

дросселя и конденсатора между первым входным и первым выходным зажимами стабилизатора, и измерительно-усилительный блок, соединенный входом с выходными зажимами стабилизатора, а выходом - с уп равляющим переходом согласующего транзистора, соединенного эмиттером со вторыми входным и выходным зажимами стабилизатора, а коллектором - с базой вспомогательного транзистора, соединенного коллектором с базой основного транзистора, коллектор которого, подключенный к первому входному зажиму стабилизатора, соединен с эмиттером вспомогательного транзистора через эле.мент обратной связи, а с базой вспомогательного транзистора - через резистор 2.

Недостатком такого импульсного стабилизатора являются больщие пульсации вьь ходного напряжения и низкий КПД.

Цель изобретения - уменьщение величины пульсаций выходного напряжения и повыщение КПД стабилизатора.

Цель достигается тем, что импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий элемент на основном и согласующем вспомогательном транзисторах разного типа проводимости, включенный последовательно со сглаживающим фильтром из дросселя и конденсатора, между первым входным и первым выходным зажимами стабилизатора, и измерительноусилительный блок, соединенный входом с выходными зажимами стабилизатора, а выходом - с управляющим переходом согласующего транзистора, соединенного эмиттером со вторыми входным и выходным зажимами стабилизатора, а коллектором - с базой вспомогательного транзистора, соединенного коллектором с базой основного транзистора, коллектор которого, подключен 11,Й к первому входному зажиму стабилизатора, соединен с эмиттером вспомогательного транзистора через элемент обратной связи,

а с базой вспомогательного транзистора

через резистор, снабжен времязадающей цепью, включенной между входом и выходом указанного измерительно-усилительного блока, а указанный элемент обратной связи выполнен на введенной дополнительной обмотке дросселя сглаживающего .фильтра.

Кроме того, для увеличения мощности импульсного стабилизатора он снабжен, по меньщей мере одним дополнительным тоанзистором, коллектор которого соел,инен с эмиттером вспомогательного транзистора, а управляющий переход включен между ко.ллектором согласуюп1его и базой основного транзисторов.

На чертеже приведена принципиальная схема импу.чьсного стабилизатора.

И.мпульсный стаб лизатор содержит регулирующий элемент 1 на основном 2 и согласующем 3 транзисторах разного типа проводи мое ги, включенный последовательно со сглаживающим фильтром 4 из дросселя 5, кон.ценсатора 5 к диода 7 между первым входным 8 и первым выходным 9 зажимами стабилизатора. Дополнительная обмотка К) дросселя 5 является элементом обратной связи и включена между коллектором основного 2 и эмиттером всно.могательного 3 транзисторов. База .могательио1о транзистора 3 соединена с кол/.екторо.м сог.часующего транзистора il, эмиттер KOTopoi o. через выпрямительный диод 12 соединен со вторыми входны.м и выходны.м за.жимнми 13 стабилизатора. База вспомогательного тпанзистора 3 соединена через резистор с коллектором основного транзистора 2. Изм рительно-усилительный блок собран на основе операционного усилителя 15, на Bxo.ie которого выходное напряжение стабилиза тора сравниваетея с опорным напряжением стабилитрона 16. Между входом и выхо.аом усилителя 15 включена времязадаю1П.ая цепь из конденсатора 17 и резистора 18. HP чертеже показан вариант импульсного стабилизатора больщой мощности, в котором

для увеличения коэффициента усиления регулирующего элемента 1, между основным 2 и вспомогательным 3 транзисторами включены дополнителные транзисторы 19 и 20. В установивщемся режиме импульсный стабилизатор работает следующим образом .

При напряжении на зажимах 9 и 13 превьщ1ающем опорное напряжение стабилитрона 16 и разряженном состоянии конденсатора 17 ток базы транзистора 11 протекает от зажима 13 к зажиму 9 через диод 12 и времязадающую цепь из конденсатора 17 и резистора 18, заряжая конденсатор 17 и открывая транзистор 11. Коллекторный ток транзистора 11 протекает от зажима 13 к зажиму 8 чеоез базл - эмиттерный переход транзистора 3 и дополнительную обмотку 10 дросселя 5, что вызывает отпирание основного транзистора 2, возникновение напряжения не вторичной обмотке 10 дросселя 5 и лавипообрезное включение всех транзисторов регулирующего элемента 1. Регулирую ций элемент 1 остается во включенном состоянии до тех пор, пока не зарядится конденсатор 17. При окончании его заряда, уменьшается ток базы транзистора 11, уменьп:ается ток его коллектора, транзистор 3, а за ним и транзистор 2 начинают запираться, наяряжекие на об.мотках дросселя 6 изменяет зн;зк, что обеспечивает лавинообразное выключение транзисторов регулирующего органа 1. Пос./ie запирания транзистора 1 1 конденсатор 17 может разряжаться только через выходьое сопротивление операционного усилителя 15, поскольку раЗ)яд через база-эмиттерный переход тран.iHCTOpa 11 ограничивБется либо самым переходом, либо, при высоких уровня напряжепий, диодом 12. Внутреннее сопротивление усилителя 15 изменяется в зависимости от выходного напряжения импульсного стабилизатора и время разряда конденсатора

17 будет -ииисеть от сипала обратной связи. Пос,;е изз1)яда конденсатора 17 начнется отпирание транзисгора 11, далее процессы гювторяются. Время открытого состояния регулирую1цего элемента 1 будет определяться постоянной времени цепи из конденсатора 17 и резистора 18, а время его закрытого состояния - уровнем выходного напряжения, которое определяет в.ыходное сопротивление усилителя 15 и, соответственно, время разряда конденсатора 17. Допол,, нительная обмотка 10 дросселя 5 выполняет две функции: обеспечение режима насыщег-1ия транзисторов регулирующего элемента 1 и обеспечение регенеративности процесса его включения и выключения. Использование дополнительных транзисторов 19

7 и 20 позволяет увеличить коэффициент усиления регулирующего элемента 1.

Таким образом, оазокупность существенных признаков предложенного импульсного