Ключевой стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1982 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к электротех нике и может быть использовано во вторичных источниках электропитания. Известен ключевой стабилизатор напряжения, содержащий транзисторный pe yлятop и широтно-импульсный модулятор 1 . Этот стабилизатор характеризуется относительно низким коэффициентом стабилизации. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является ключевой стабилизатор, содержащий генератор, выполненный на трансформаторе и транзисторах, включенный в отрицательную шину транзисторный регулятор, в цепь базы которого включен первый стабилитрон, одна из выходных обмоток трансформатора подключена через диодь) к аноду первого стабилитрона и эмиттеру транзисторного регулятора, а средняя точка ЭТОЙ обмотки - к базе транзисторного регулятора, другая обмотка трансформатора подключена через дИод и резистор параллельно тиристо-РУ, управляющий вход которого шунтирован конденсатором, анод подсоединен к катоду стабилитрона, а катод - к эмиттеру транзисторного регулятора 2 . Недостатком известного ключевого стабилизатора напряжения является высокое напряжение на переходах транзисторов генератора, так как стабилитрон включен последовательно с обмоткой трансформатора генератора и все изменения напряжения питания будут выделяться на обмотке и отнесены к разности напряжений питания и стабилитрона. При. большом напряжении стабилитрона эти изменения могут превзойти допустимые напряжения на переходах транзисторов, особенно на переходе база - эмиттер. Целью изобретения является повыние надежности путем уменьшения напряжений на переходах транзистора генератора. Эта цель достигаетсятем, что в стабилизатор введены два транзистора, .две обмотки на трансформаторе и вто рой стабилитрон, причем дополнительн обмотки трансформатора подсоединены к управляющим входам введенных транзисторов, один из которых включен через второй стабилитрон и резистор между положительной шиной и управляющим электродом тиристора, а другойпараллельно управляющему входу тиристора. На фиг. 1 изображена принципиальная схема ключевого стабилизатора напряжения; на фиг. 2 - эпюры напряжений на элементах. Ключевой стабилизатор напряжения содержит генератор, выполненный на транзисторах 1 и 2 и трансформаторе 3, транзисторный регулятор Ч, включе ный в отрицательную шину, стабилитро 5, подсоединенный катодом к базе тра зистора 4, источник запирающего напряжения, выполненный на диодах 6 и 7, подключенных, к обмотке трансформа тора, средняя точка которой подсоеди нена к базе транзистора , а катоды диодов 6 и 7 - к аноду стабилитрона 5 и эмиттеру транзистора k, диод 8, тиристор 9, подключенный анодом и катодом к другой обмотке трансформатора через диод 8 и резистор 10, кон денсатор 11, подсоединенный пйраллельно управляющему входу тиристора 9, последовательную цепочку из стабилитрона 12, транзистора 13 и резис тора , включенную между положитель ной шиной и управляющим электродом тиристора 9, транзистор 15, коллекто эмиттер которого подключен параллель но управляющему входу тиристбра 9, а управляющие входы транзисторов 3 и 15 подключены к дополнительным обмоткам трансформатора. Стабилизатор работает следующим образом. При подключении к источнику посто янного напряжения запускается генератор, форма напряжения которого показана на фиг. 2 (U-pp). Нап)яжением обмотки трансформатора открывается транзистор по цепи: диод 8 - резис тор 10 - стабилитрон 5 - переход база-эмиттер транзистора , Транзистор А подключает напряжение питания к на грузке (фиг. 2, UH). Одновременно с этим открывается транзистор 13 и напряжением другой обмотки заряжает ся конденсатор 11 через стабилитрон 12, транзистор 13 и резистор k (фиг. 2, Of) . Транзистор 1$ закрыт. При достижении напряжения на конденсаторе, равного напряжению включения тиристора и. тиристор 9 включается и закорачивает переход база-эмиттер транзистора 4 и стабилитрон 5. Напряжением обмотки трансформатора через диоды 6 и 7 транзистор k остается закрытым на интервале времени . На -интервале времени транзистор 15 включен и конденсатор 11 разряжается, подготавливаясь к очередному циклу. С увеличением напряжения питания возрастает скорость заряда конденсатора 1 1, следовательно время t-, уменьшается, так как величина i-yf постоянна. Стабильность выходного напряжения зависит от величины напряжения стабилитрона 12. Выбирая соответствующим образом величину напряжения стабилитрона 12, можно получить требуемую стабильность выходного.на-, пряжения. Здесь напряжение напереходах транзисторов генератора существенно меньше, так как при изменении напряжения питания напряжения на их переходах изменяются пропорционально. Таким образом, предлагаемая схема стабилизатора позволяет реализовать способ стабилизации напряжения, получить требуемую стабильность и уменьшить напряжения на переходах транзисторов генератора. Формула изобретения Ключевой стабилизатор постоянного напряжения, содержащий генератор, выполненный на трансформаторе и транзисторах, транзисторный регулятор, включенный в отрицательную шину, в цепь базы которого включен первый стабилитрон, одна из выходных обмоток трансформатора подключена через диоды к ,аноду первого стабилитрона и эмиттеру транзисторного регулятора, а средняя точка этой обмотки - к базе транзисторного рег,улятора, другая обмотка трансформатора подключена через диод и резистор параллельно тиристору, управляющий вход которого шунтирован конденсатором, анод подсоединен к катоду стабилитрона, а катод - к эмиттеру транзисторного регулятора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем уменьшения напряжений на переходах транзисторов генератора, введены два транзистора, две обмотки на трансформаторе и второй стабилитрон, при,чем дополнительные обмотки трансформатора подсоединены к управляющим входам введенных транзисторов, один из которых включен через второй стабилитрон и резистор между положительной шиной и управляющим электродом тиристора, а другой - параллельно управляющему входу тиристора.

Источники информации, | принятые во внимание при экспертизе

1. Грейвер Е. С. Ключевые стабили;заторы напряжения постоянного тока. -М., Связь, 1976, с. 107.

2. Авторское свидетельство СССР № , кл. G 05 F 1/5б, 1978.

Фиг.1