Импульсный стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1982 года по МПК G05F1/56 H02M3/335 

(54) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электроте нике и может быть использовано во вторичных источниках питания портативных телевизионных приемников, под ключаемых к сети или аккумуляторной батарее. Известен импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий транзисторный ключ, фильтр и блок управления, соединенный выходом с управляющим входом транзисторного ключа 1 . Недостатком известного устройства является невозможность его подключения к двум первичным источникам энергии. Наиболее близким к изобретений техническим решением является импул сный стабилизатор постоянного напряж ния, содержащий регулирующий транзистор, эмиттер которого соединен с первым входным зажимом импульсног стабилизатора, база - с выходом бло ка управления, а коллектор через первичную обмотку трансформатора, с вторым входным зажимом импульсного стабилизатора, выходные зажимы которого через выпрямитель подключены к вторичной обмотке трансформа тора 2 .. Недостаток известного импульсного стабилиазтора - невозможность его работы от двух различных источников питания, что ограничивает его функциональные -возможности. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей импульсного стабилизатора путем обеспечения возможности работы от двух различных . источников питания. Эта цель достигается тем, что импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, эмиттер которого соединен с первым входным зажимом импульсного стабилизатора, база -, с выходом блока управления, а коллектор через первичную обмотку трансформатора 39с вторым входным зажимом импульсного стабилизатора, выходные зажимы которого через выпрямитель подключе к вторичной обмотке трансформатора, снабжен дополнительным транзистором эмиттер которого соединен с третьим входным зажимом импульсного стабили затора, база через первую дополнительную обмотку трансформатора с коллектором регулирующего транзис тора, а коллектор дополнительного транзистора через вторую дополнител ную обмотку трансформатора - с перв входным питающим зажимом импульсног стабилизатора, причем соотношение в ков первой и второй дополнительных обмоток трансформатора выбирается в пределах 0,85-0,9. Последовательно с первичной и первой дополнительной обмотками трансформатора включены диоды. . На чертеже представлена принципиальная электрическая схема импульс ного стабилизатора. Импульсный стабилизатор постоянного напряжения содержит первый 1, второй 2 и третий 3 входные . К второму входному зажиму 2 через первичную обмотку 4 трансформатора 5 и первый развязывающий диод 6 подклю чен регулирующий транзистрр 7. база которого соединена с выходом блока 8 управления. Выходные зажимы 9 и 10 импульсного стабилизатора через выпрямитель 11 подключены к вторичной обмотке 12 трансформатора 5К третьему входному зажиму 3 подключен эмиттер дополнительного траАзистора 13, база которого через второй развязывающийдиод 1 и первую дополнительную обмотку 15 соединена с коллектором регулирующего транзистора 7. Коллектор транзистора 13 через вторую дог1олнительную обмотку трансформатора 5 и первый датчик то :ка 17 соединен с первым входным зажи мом 1. Эмиттер регулирующего транзистора 7 соединен с первым входным зажимом 1 через второй датчик тока 18. Выходы датчиков тока t7 и 18 соединень с первым и вторым входами 5лока управления 8, третий вход которого подключен к выходу дополнительного выпрямителя 19 соединенного параллельно с обмоткой 16 транс форматора 5 и через диод 20 и баллестный резистор 21 - к-третьему входному зажиму 3. Кроме того, третий вход блока управления 8 через разделительный диод 22 подключен к выходу порогового элемента 23, вход которого подключен к выходу цепи задержки, состоящей из конденсатора 2 и зарядного резистора 25. Эмиттер - базовый переход транзистора 13 зашунтирован резистором 26. Импульсный стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом. При подключении входных зажимов 1 и 2 импульсного стабилизатора к первому источнику питания, -Hanpi Mep ;к сети переменного тока через выпрямитель, через зарядный резистор 25 заряжается конденсатор 2, После дос.тижения на нем определенного уровня напряжения пробивается пороговый элемент 23 и энергия конденсатора 2 через открытый пороговый элемент 23 и диод 22 запускает блок управления 8. Последний вырабатывает управляющие Импульсы длятранзистора 7 периодически открывая и закрывая его. При этом в сердечнике трансформатора 5 наводится переменный магнитный поток, индуцируя во всех обмотках ЭДС. Напряжение второй дополнительной обмотки 16 через выпрямитель 19 подается на третий управляющий вход блока управления 8. Это выпрямленное напряжение 1 пользуется как длin питания отдельных узлов блока 8 управления, так и в качестве сигнала обратной связи по напряжению, благодаря чему обеспечивается удовлетворительная стабилизация напряжения на выходных зажимах 9 и 10 при обеспечении гальванической развязки между входными 1, 2 и 3 и выходными 9 и Ю зажимами импульсного стабилизатора. При подключении входных зажимов 1 и 2 к второму источнику питания, например к аккумулятору, запуск блока 8 управления обеспечивается через развязывающий диод 20 и балластный резистор 21. Блок 8 управления в соответствии с сигналом, поступающим на его вход через выпрямитель 19, включает и выключает регулирующий транзистор 7 с определенным коэффициентом заполнения. При включении транзистора 7 через базоэмиттерный переход транзистора 13, первую дополнительную обмотку 15, развязывающий диод протекает ток. вызывающий включение транзистора 13 и подключение второй дополнительной обмотки 16 к входным зажимам 1-3 импульсного стабилизатора постоян. ного напряжения. При Ьыключений тран зистора 7 сигналом, поступающим с выхода блока управления 8, выключенг ное состояние транзистора 13 обеспечивается шунтирующим резистором 26. Периодическое переключение транзистора 13 вызывает в трансформаторе 5 процессы, аналогичные те,м, которые происходят прм- подключении к первичному источнику входных зажимов 1 и 2, а стабилизация напряжения на выходнйх зажимах обеспечива.ется по цепи обратной связи:вторая дополнительная обмотка 16, выпрямитель 19 блок управления 8, .регулирующий транзистор 7. Поскольку между дополнительными обмотками 15 и 16 существует жесткая трансформаторная связь, то и дополнительный транзисторный ключ 13 охвачен обратной связью. Так, при увеличении коллекторного тока транзистора 13 возрастает падение напряжения.на коллекторном переходе (что бывает в конце каждого импульса коллекторного тока, протекающего через обмотку 16, поскольку ток через индуктивность возрастает по экспоненциальному закону) то при заданном напряжении источника питания напряжение на обмотке 16 уменьшается, что приводит к уменьшению величины индуктированного напряжения на обмотке 15, тогда базовый ток транзистора 13 возрастает,что/ опять приведет к нужной степени насыщения транзистора 13 Количество витков первой дополнительной обмотки 15 должно составлять 85-901 от количества витков второй дополнитель ной обмотки 1б (это вызывается необходимостью компенсировать суммарное падение напряжения на коллекторном переходе транзистора 7, развязывающем диоде Н, активном сопротивле-. НИИ самой обмотки 15 и базовом переходе транзистора 13). При соблюдеНИИ этого условия КПД устройства получается максимальным, так как базовый ток транзистора 13 совместно с его коллекторным током участвует в создании необходимого магнитного потока сердечника-Трансформатора SУвеличение тока нагрузки или короткое замыкание в цепи нагрузки при водит к увеличению коллекторного тока транзистора 13 или транзистора Т в зависимости от того, третьи 3 или вторая 2 входные клеммы импульсного стабилизатора подключены к источнику питания. Увеличение коллекторного тока любого из упомянутых транзисторов вызывает увеличение сигнала на выходе соответствующего датчика тока 17 или 18 (увеличение падения напряжения на резисторе 17 или 18), который воздействует на блок управления 8 таким образом,, что время включенного состояния транзисторов 7 и ТЗ уменьшается, что приводит к ограничению коллекторного тока на заданном уровне. Предложенный импульсный стабилизатор может работать и при одновремен ном подключении двух источников к входным клеммам 1, 2 и 3 развязыва1дщие диоды 6 и 1 служат для предотвращения замыкания одного источника питания на другой. образом, предложенное техническое решение позволяет расширить функциональные возможности импульсного стабилизатора, исключить сложные переключающие устройства при переходе в работе с одного источника питания на другой и повысить его экономичность. формула изобретения 1. Импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, эмиттер которого соединен с первымвходным зажимом импульсного стабилизатора, база с выходом блока управления, а коллектор через первичную обмотку трансформатора - с вторым входным зажимом импульсного стабилизатора, выходные зажимы которого через выпрямитель подключены к вторичной обмотке трансформатора, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей импульсного стабилизатора постоянного. напряжения путем обеспечения возможности работы от двух различных источников питания, он снабжен дополнительным транзистором, эмиттер которого соединен с третьим входным зажимом импульсного стабилизатора, база через первую дополнительную обмотку трансформатора - с коллектором регулирующего транзистора, а коллектор