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

(54) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Известен импульсный стабилизатор напряжения, содержащий два полностью и два не полностью уоравляемых транзистора преобразователя, выходной трансформатор , питаюпщй через выпрямитель нагрузку постоянного тока, LC-фильтр, дроссель которого включен в первичную-цепь питания выходного трансформатора, а конденсатор- на выходе выпрямителя, коммутирукиций диод, модулятор длительности управля- кяцих импульсов, подключенный входом к выходу стабилизатора, а выходами к базам транзисторов l.

Недостатком этого стабилизатора является то, что ток дросселя LCфипьтра при разомкнутых полностью управляемых транзисторах замыкается через половину первичной обмотки выходного трансформатора, т.е. во

вторичную обмотку поступает только половина тока дросселя. Это требует увеличения емкости ковденсатора LC-фильтра.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является им пульсньв стабилизатор, который содержит накопительный дроссель, выполненный по автотрансформаторной схеме со средней точкой, два полностью управляемых переключаюпшх транзистора, включенных переходами коллектор-эмиттер меящу вход1а 1ми клеммами и крайними ввводами накопительного дросселя, емкостной делитель входного напряжения, выходной трансфо1Н4атор, первичная обмотка которого включена между средними выводами етсостного делителя и накопительного дросселя, выходной выпрямитель с кооденсатором фильтра, .подключенный к вторично обмотке выходного трансформатора, блок управления, вход которого подключен к выходу стабилизатора, а выходы к базам полностью управляемых перекгдочшощих транзисторов f2j. Недостатком этого стабилизатора является сравнительно высокая личина переменной составляющей на выходе, что требует увеличения емкости фильтра. В то же время при питании электронно вакуумных приборов увеличение емкости ковденсатора, включаемого на выходе етабшшзатора, недопустимо по соображениям защиты электродов от разрушения, обуславливаемого величиной энергии разряда в моменты пробоев электронно-вакуумного прибора. Цель изобретения - улучшение эк плуатационных характеристик путем уменьщения емкости конденсатора 1С-фш1ьтра. Указанная цель достигается тем, что в импульсный стабилизатор допо нительно введены два не полностью управляемых.транзистора, каждый из которых через введенньш коммути- ругацие диоды подключен сред ним выводом емкостного делителя и j крайними выводами накопительного iдросселя, при этом базы указанных транзисторов соединены сдополните ными выходами блока управления. На чертеже приведена принципиал ная электрическая схема стабилизатора. В стабилизатор входят дервый по ностью управляемый-переключающий транзистор 1, второй полностью, управляемый переключаюпщй транзистор 2, первый не полностью управляемый транзистор 3, второй не полностью управляемый транзистор 4, коммути рующие диоды 5 и 6, выходной транс iформатор 7, накопительный дроссель .8 с полу обмотками 9 и 10 и конденсатор 1 LC-фильтра, блок управлен j12 цепи 13 компенсации действия п блей рассеяния дросселя 8 и трансформатора 7, емкостной делитель 14 напряжения. Устройство работает следующим о разом. На базы транзисторов 1-4 блока управления 12 поступшот импульсы о ной и той же частоты. Скважность управляющих импульсов (отношение п риода переключения и времени откры того состояния транзистора), посту пающих на базы транзисторов 3 и 4, постоянна и равна двум. Скважность импульсов, поступающих на базы транзисторов I и 2 равна или больше двух или зависит от величины выходного стабилизированного напряжения. При открытом состоянии транзистора I происходит передача энергии со входа стабилизатора через трансформатор в нагрузки и накопление энергии в дросселе 8 и конденсаторе 11 по цепи: транзистор 1 - полуобмотка 9 дросселя 8 - первичная обмотка трансформатора 7. При выключении транзистора 1 одновременно включается транзистор 4. Цепь, по которой протекал ток питания размыкается. Это обусловливает смену полярности напряжения на обмотках дросселя 8, и его ток, протекая по цепи: полуобмотка 10 - коммутирующий диод 6 - транзистор 4 - первичная обмотка трансформатора 7 - средняя точка обмотки дросселя 8, передается через трансформатор 7 в нагрузки. Напряжение на нагрузке переменного тока в этот момент поддерлсивается за счет энергии дросселя 8, а на нагрузке постоянного тока - за счет энергии дросселя 8 и.конденсатора II. В момент включения транзистора 4 происходит перемагничивание трансформатора. Через некоторое время, определяемое величинами выходного и входного стабилизатора, открывается транзистор 2. Транзистор 4 закрывается, а встречно направленное ему напряжение основного источника отсекается диодом 6. Нагрузки через выходной трансформатор 7 подключаются к основному источнику по цепи: средняя точка емкостного делителя 14 - первичная обмотка трансформатора 7 - полуобмотка 10 дросселя 8 - транзистор 2, Напряжение на обмотке дросселя меняет свою полярность. Происходит передача энергии от основного источника в нагрузки в накопление энергии в дросселе и конденсаторе, В момент выключения транзистора 2 одновременно включается транзистор 3. Цепь, по которой протекал ток питания от источника питания, размыкается. Напряжение на обмотке дросселя 8 меняет свою полярность и его ток, протекая по цепи: средняя точка обмотки дросселя 8 - первичная обмотка трансформатора 7 - транзистор 3 - диод 5 пОлуобмотка 9 передается через трансформатор 7-в нагрузки. Напряжение

на нагрузке переменного тока в этот момент поддерживается за счет энергии дросселя 8, а на нагрузке постоянного тока - энергии дросселя 8 и ковденсатора- II, В момент вклю- 5 чения транзистора 3 происходит перемагничивание трансформатора 7. Через некоторое время, определяемое величинами входного и выходного напряжений стабилизатора, включается трак- зистор 1. Транзистор 3 выключается, а встречно ему направленное напряжение основного источника отсекается диодом 5. Нагрузки через трансформатор 7 вновь подключаются к источни- ку питания, Описаншзте процессы циклически повторяются. Транзистор 3 с коммутирующим диодом 5 и транзистор 4 с коммутирующим диодом 6 могут быть заменены тиристорами без 20 изменений остальных цепей стабилизатора. Переключение транзисторов может осуществляться в, иной последовательности. Например, при выключении транзистора 1 включается транзис- 25 тор 3, который выключается при включении транзистора 2, При выключенда транзистора 2 включается транзистор 4 и т.д. Порядок управления

зависит от возможностей конкретно- 30 го модулятора длительности управляющих импульсов. При необходимости последовательно с первичной обмоткой выходного трансформатора может быть включен ковденсатор.jj

Поскольку в предлагаемом стаби-. лизаторе ток дросселя LC-фильтраi

протекает через всю первичную обмотку выходного трансформатора емкость конденсатрра 1С-фШ1ьтра при ц тех же требованиях k пульсациям выходного напряжения здесь меньше, чем в известном. Уменыпение же емкости конденсатора 1С-фШ1Ьтра позволяет повысить долговечность питаемого j

стабилизатором электронно-вакуумного прибора, стоимость которого намного превьшает стоимость устройства электропитания, за счет снижения энергии разряда в моменты пробоев прибора. Ввиду отсутствия тока подмагничивания и в связи с исключением средней точки первичной обмотки

упрощается конструкция выходного трансформатора, как правило выеоковольтного. Напряжение на транзисторах предлагаемого стабшшзатора в общем случае ниже, чем в известном. что обусловливает некоторое повыше- ние его надежности.

Формула изобретения

Импульсный стабилизатор напряжения, содержащий накопительный дроссель, выполненный по автотрансформаторной схеме со средней точкой, два полностью управляемых переключающих транзистора, включенных переходами коллектор-эмиттер между входными клеммами и крайними выводами накопительного дросселя, емкостной делитель входного напряжени выходной трансформатор, первичная обмотка которого включена между средними выводами емкостного делителя и накопительного дросселя, выходной выпрямитель с конденсатором фильтра подключенный к вторичной обмотке выходного трансформатора, блок управления, вход которого подключен к выходу стабилизатора, а выходы - к базам полностью управляемых переключающих транзисторов, о т л и чающийся тем, что, с целью улучше1шя эксплуатационных характеристик путем уменьшения емкости конденсатора фильтра, в него дополнително введены два не полностью управляемых транзистора, каждый из которых через введенные коммутирующие диоды подключен i между средним выводом емкостного делителя и крайним выводом накопительного дросселя, при этом базы указанных транзисторов соединены с дополнительными выходами блока управления.

Источники информации принятые во внимание прн экспертизе

кл. 6 05 F 1/56, 1980.