Импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока Советский патент 1982 года по МПК G05F1/58 

изобретение относится к электро технике и может быть использовано для питания радиотехнических устройств при повышенных требованиях к надежности, экономичности и габаритам.

Известны импульсные стабилизаторы напряжения с резервированными, регулируквдим транзистором ,

Однако такие стабилизаторы имеют. пониженный КПД из-за последовательного включения в силовую цепь двух регулирующих транзисторов И увеличенные габариты из-за необходимости применения большого количества мощных транзисторов, поскольку для резервирования одного регулирующего транзистора необходимо применение трех дополнительных.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устрсрйство, которое содержит первый регулирующий транзистор, включенный последовательно с. дросселем фильтра, который через первый диод, включенный в прямом направлении, .соединен с выходной клеммой, коммутирукнций диод, включенный между общей точкой первого регулирующего транзистора с дросселем фильтра и

общей шиной, выходной конденсатору второй регулирующий транзистор, включенный между точкой соединения дросселя фильтра с первым диодом и общей шиной, блок управления, вход которого соединен с выходными клеммами 3 .

Недостатком известного устройства является низкая надежность,

10 поскольку при выходе из строя одного из регулирующих транзисторов, являющихся наиболее нагруженными по мощности элементами стабилизатора, последний теряет работоспособность.

15

Целью изобретения является повышение надежности стабилизатора напряжения при минимальном ухудшении его энергетических и габаритных характеристик.

20

Указанная цель достигается тем, что в импульсном стабилизаторе напряжения постоянного тока первая входная клемма через два введенных последовательно соединенных предохра25нителя подключена к первому регулирующему транзистору, введенная дополнительная входная клемма через введенный второй диод, включенный в прямом направлении, соединена с

30 общей точкой первого регулирующего

трэчпистора, дросселя фильтра и коммуч-ирующего диода, первая вторкчнак обмотка введенного выгодного трансформатора блока управления подключена к управляющему входу первого рч эгулирую дего транзистора, переход эмиттер-база второго регулирующего транзистора соединен с выходом введенного запирающего выпрямителя, вход которого подключен к отводам второй вторичной обмотки указанного трансформатора, первый конец второй обмотки соединен с базой второго регулирующего транзистора, а между вторым концом и эмиттером того же транзистора включен Введенный мостовой выпрямитель диагональю переменного тока, - в диагойаль постоянного тока этого выпрямителя включенвведенный третий транзистор, база которого соединена че рез первый введенный резистор с Катодом введенного маломощного тиристора, анод маломощного тиристора подключен к выходному выводу, а управляющий электрод соединен с анодом через введенную последовательную цепочку из стабилитрона . Ивторого резистора, к точке соединения предохранителей подключен анод введенного силового тиристора, ка- тод которого соединен с общей шиной а управляющий электрод - с базой третьего транзистора, к выходньвч клеммам подключен вход введенного блока контроля выходного напряжения выход которого подключен к базе третьего транзистора.

На чертеже представлена функциональная схема импульсного стабилизатора напряжения постоянного тока.

Импульсный стабилизатор напряжеНИН постоянного тока содержит первый 1 и второй 2 регулирующие транзисторы, ЬСД фильтр, включающий в себя дроссель фильтра 3, выходной конденсатор 4, коммутирующ1 й парал дельный диод 5 и первый диод б, бло управления 7 с выходным трансформатором 8, запирающий вьтрямитель на диодах 9 и 10, ограничительный резистор 11, мостовой вьтрямитель 12 третьим транзистором 13 в диагонали постоянного тока.

База транзистора 13 соединена с катодом маломощного тиристора 14 через первый резистор 15. Анод этог тиристора подключен к выходной клемме стабилизатора, а между анодом и управляющим электродом включена последовательная цепочка из стабилитрона 16 и второго резистора 17. База третьего транзистора 13 соединена также с управляющим электродом мощного тиристора 18. Анод этого тиристора подключен к общей точке предохранителей 19 и 20, причем

предохранитель 19 соединен с входной клеммой, а преддохранитель 20 соединен с коллектором первого регулирующего транзистора 1. Эмиттер первого регулирующ€;го транзистора 1 соединен с дополнительной входной клеммой через второй диод 21, К выходу стабилизатора подключен блок контроля 22 за понижением напряжения, выход которог.о подключен к базе транзистора 13. В безаварийном режиме стабилизатор работает как обычный импульсный стабилизатор напряжения с последовательным регулирующим транзистором, в качестве которого используется первый транзистор 1 Второй транзистор 2 заперт напряжением, снимаемым с запирающего выпрямителя на диодах 9 и 10, и не оказывает влияния на работу устройства. .Стабилитрон 15 выбира ется с такой величиной напряжения ста&илизации, что при нормальной величине выходного напряжения стабилизатора он не проводит, маломощный тиристор 14 выключен и третий транзистор 13 закрыт. При выходе из строя первого регулирующего транзистора 1 с коротким замыканием цепи эмиттеркоррекуор напряжение на вЕлходе стабилизатора в начальный момент времени увеличивается, стабилитрон 15 пробивается и включает маломощный тиристор 14, обеспечивая открытое состояние третьего транзистора 13 и включение мощного тиристора 17, Включение тиристора 17 приводит к форсированному перегоранию плавкой вставки предохранителя 19 и отключению коллектора неисправного первого регулирующего транзистора 1 от входной клеммы. Предохранитель 20 осуществляет отключение анода включенного тиристора 17 от дополнительной входной клеммы. Второй регулирующий транзистор 2 начинает коммутироваться схемой управления 7, стабилизатор переходит на режим работы с параллельным регулирующим транзистором при питании от дополнительной входной клеммы через второй диод 21 и выходное напряжение: стабилизатора возвращается к нормальной величине. Второй диод 21 препятствует замыканию первой входной клеммы на дополнительную входную клемму при отпирании транзистора 1.

При выходе из строя первого регулирующего транзистора 1 с разрывом цепи эмиттер-коллектор, в начальный момент времени выходное напряжение стабилизатора уменьшается вызывая срабатывание блока контроля 22 за понижением напряжения, напряжение положительной полярности с выхода блока контроля подается на базу третьего транзистора 13 и открывает его. Второй регулирующий

транзистор 2 начинает коммутироватьс схемой управления 7 и стабилизатор напряжения переходит на режим работы с параллельнЕлм регулирующим транзистором при питании дополнительной входной клеммы. Выходное напряжение стабилизатора возвращается к нормальной величине.

Технико-экономическая эффектив-. ность предлагаемого стабилизатора заключается в повышенной надежности по сравнению с известным за счет резервирования регулирующего транзистора, и улучшения энергетических и весо-габаритных характеристик по сравнению с известными стабилизатора ми с резервированным регулирующим транзистором. Улучшение энергетических характеристик достигается за счет устранения потерь мощности в резервном регулирующем транзисторе при безотказной работе основного регулирующего транзистора. Улучшение весо-габаритных характеристик достигается за счет уменьшения общей величины рассеиваемой в стабилизаторе мощности и. сокращения количества мощных транзисторов.

Формула изобретения

Импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий первый регулирунвдий транзистор, включенный последовательно с дросселем фильтра, который через первый диод, включенный в прямом направлении, соединен с выходной клеммой, коммутирующий диод, включенный межд общей точкой первого регулирующего транзистора с дросселем фильтра и общей шиной, выходной конденсатор, второй регулирующий транзистор, включенный между точкой соединения дросселя фильтра с первым диодом и общей шиной, блок управления, вхо которого соединен с выходными клеммами, отличающийся тем, чтФ, с целью повышения надежности, первая входная клемма через два введенную последовательно соединенных предохранителя подключена к пер

вому регулирующему транзистору, рпеденная дополнительно входная клемма через введенный второй диод, включенный в прямом направлении, соединена с общей точкой первого регулирукнцего транзистора, дросселя фильтра и коммутирующего диода, первая вторичная обмотка введенного выходного трансформатора блока управления подключена к управлякнцему входу первого регулирующего транзистора, пе0реход эмиттер-база второго регулирующего транзистора соединен с выходом введенного запирающего выпрямителя, вход которого подключен к отводам второй вторичной обмотки ука5занного трансформатора, первый конец второй обмотки соединен с базой второго регулирукядего транзистора, а между вторым концом и эмиттером того же транзистора включен введенный мостовой выпрямитель диагональю пе0ременного тока, в диагональ постоянного тока этого выпрямителя включен введенный третий транзистор, база которого соединена через первый введенный резистор с катодом введенного

5 маломощного тиристора, анод маломощного тиристора подключен к выходному выводу, а управляющий электрод соединен с анодом через введенных последовательную цепочку из стабилитро0на и второго резистора, к точке соединения предохранителей подключен анод введенного силового тиристора, катод которого соединен с общей шиной, а управляющий электрод - с ба5зой третьего транзистора, к выходным клеммам подключен вход введенного блока контроля выходного напряжения, выход которого подключен к базе третьего транзистора.

0

Источники инфррмации, принятые во внимание при экспертизе

1.Проблемы миниатюризации и унификации ВИП РЭА, Сб. (материалы семинара). М., 1979, с. 134-140.

2.Кйтаев В.Е. и Левинзоп С.В.

5 Электрическая защита полупроводниковых источников питания. М., Связь, 1977, с. 116 - 117.

3.Авторское свидетельство СССР 452816, кл. G 05 F 1/56, 1973.

0 -OSi, Q&