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

1

Изобретение относится к области регулирования и стабилизации напряжения или тока и может быть использовано в устройствах электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Известен импульсньй регулятор с последовательным включением источника питания , ключа, дросселя LC-фильтра и нагрузки }.

Недостатком этого регулятора являются большие габариты и масса вследствие того, что в этом регуляторе преобразуется полная мощность нагрузки, а также то, что на вход LC-фнльтра поступает полностью модулированное напряжение.

Наиболее близким к изобретению является импульсный регулятор напряжения, содержащий соединенные последовательно между собой транзисторный вольтвычитающий преобразователь с шунтирукЕщм транзистором и дроссель LC-фильтра, причем конденсатор подключен параллельно цепи нагрузки.

один из выходных выводов указанного преобразователя соединен с выводом регулятора 2j .

Недостатком этого регулятора является то, что средний ток, протекаю -щий через вольтвычитакюцга преобразователь с шунтирзпощим транзистором, равен току нагрузки. Это требует по- вьшенной мощности трансформатора, увеличивает его габариты и вес, снижает кцц.

Целью изобретения является увеличение КПД и улучшение габаритных показателей регулятора.

Поставленная цель достигается тем, что в импульсном регуляторе другой выходной вывод вольтвычитающего преобразователя соединен с одним из выводов указанного дросселя.

На фиг.1 приведена схема импульсного регулятора; на фиг. 2 - диаграмма входного напряжения регулятора.

Регулятор содержит вольтвычитающий преобразователь 1, выполненный на транзисторах 2 и 3, шунтирукяцем транзисторе 4 и трансформаторе с пер вичной 5 и вторичной 6 обмотками, на выходе которой имеется выпрямитель 7. Вольтвычитающий преобразователь 1, содержащий входные 8 и 9 и выходные 10 и II выводы, соединен последовательно с дросселем 12 LC4ншьтра, а конденсатор 13 LC-фильтра подключен параллельно цепи нагрузки 14. Регулятор работает следующим образом. Транзисторы 2 и 3 вольтвычитаю1цего преобразователя, имеющего входные выводы 8 и 9, переключаются напрАжением типа меандр. Шунтирующий транзистор 4 переключается таким образом, что в течение некоторого времени каждого полупериода коммутации транзисторов вольтвычитакицего преобразователя 1 он оказывается в зa кнyтo состоянии. В результате этого на вхо фильтра, выполненного на дросселе 12 и конденсаторе 13 поступает частично модулированное напряжение Jpsx фиг, 2), максимальное значение котор го mafu рлвно напряжению источника питания и и соответствует замкнутому состоянию транзистора 4, а минимальное значение,соответству|)щее выключенног1у состоянию транзистора 4, зависит от коэ(|к&ициента трансформации трансформатора и определяется выражением /( min где W;( и У2-число витков перричной 5 и вторичной 6 обмотокJсоответствен но, на выходе Jcoтopoй имеется выпрямитель 7. . Модулированное напряжение сглалонвается ис-фильтром, выполненном на дросселе 12 и кондеисаторе 13 и поступает в нагрузку 14. Регулирование напряжения на нагрузке осуществляется за счет изменения вре мени включенного состояния шунтирующего транзистора 4 в течение каждого полупериода коммутации транзисторов 2 и 3. Если допустить, что элементы силовой части идеальны, то для регулятора справедливо выражение где ц, п ь средние значения тока нагрузки, тока, потребляемого от источника питания и выходного тока выпрямителя. Среднее значение тока, протекающего через преобразователь и шунтиру|1ощий транзистор в регуляторе, равно поскольку выходное напряжение регулятора всегда ниже напряжения источника питания. Кроме того, напряжение на выходных выводах 10 и 11вольтвычитающего пре-, образователя в регуляторе равно Uf, при том же уровне модуляции. Таким образом, в регуляторе требуемая мощность транзисторов 2 и 3 может быть значительно ниже, что позволяет повысить КПДJснизить габариты и массу устройства. Формула изобретения Импульсный регулятор постоянного напряжения, содержащий соединенные последовательно между собой транзисторный Вольтвычитающий преобразователь с шунтирующим транзистором и дроссель LC-фильтра, причем конденсатор указанного фильтра подключен параогпельно цепи нагрузки, один из выходных выводов указанного преобразователя соединен с общим выводом регулятора, отличающийся тем, что, с целью увеличения КПД и уменьшения массы и габаритов, другой выходной вывод вольтвычитающего преобразователя соединен с однйм из выводов указанного дросселя. Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе 1.Смольников Л.Е. Теория и расчет импульсных стабилизаторов постоянного напряжения. Учебное пособие по курсу Преобразователи и источники питания, ЮИ, 1979, с. 13. 2.Там же, с. 14, рис. 2, г.