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

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника питания радиоэлектронной аппаратуры и устройств автоматики.

Известен импульсный стабилизатор напряжения, содержащий регулирующий транзистор, эмиттер которого подключен к источнику входного напряжения, & коллектор - к входу DLC-фильтра, управляющий транзистор, коллектор которого подключен к базе регулирующего транзистора, усилительный транзистор, эмиттер которого подключен к источнику опорного напряжения, а база - к делителю выходного напряжения 1 1 .

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий регулирующий элемент , коллектор силового транзистора которого соединен с плюсовой вводной клеммой, а эмиттер с первым выводом эмиттерного резистора икатодом диода DLC-фильтра, выход которого соединен с выходными клеммами, базовый резистор, соединенный первым выводрм с базой силового транзистора регулирующего элемента.

а вторым - с вторым выводом эмиттерного резистора и с дросселем DLC-сглажи вакнцего фильтра,усилитель постоянного тока с схемой сравнения,вход которого соединен с выходными клеммами, узел управления - регулирующим элементом, вход которого соединен с выходом усилителя постоянного тока, а выход с базой силового транзистора регу10лирующего элемента f 2j,

Недостатком указанных стабилизаторов является то, что при уменьшении входного напряжения до величины меньшего напряжения стабилизации про15исходит срыв ключевого режима работы силового транзистора, который при этом переходит в состояние насыщения. При этих условиях в случае подключения на выход импульсного ста20билизатора нагрузки, имеющей отрицательное входное сопротивление, например импульсного стабилизатора напряжения, в колебательном контуре, образованном элементами DLC-сглажи25вакщего фильтра возбуждаются колебания. Параметры этих колебаний определяются параметрами DLC - сглаживающего фильтра и величиной отрицательного сопротивления нагрузки и

30 могут достигать значительных величин. способных вывести из строя элементы импульсного стабилизатора напряжения и нагрузки, тем самым снижает надежность импульсного стабилизатора напряжения. Цель изобретения ,- повышение устойчивости импульсного стабилизатора напряжения и его надежности при работе на нагрузку с отрицательным, входным сопротивлением.. Поставленная цель достигается те что в импульсном стабилизаторе напряжения постоянного тока., содержащем включенные последовательно в одну из силовых шин составной регулирующий элемент на двух транзисторах, первый резистор и дроссель DLC фильтра, второй резистор, одним выводом подключенный к общей точке первого резистора и дросселя DLCфильтра, а другим выводом к базе силового транзистора регулирующего элемента, усилительно-сравнивающий блок с делителем выходного напряжения, подключенным.к выходным выво-. дам стабилизатора, узел управления, входом подключенный к выходу усилительно-сравнивающего блока, а выходом - к управляющему входу регулирующего элемента, делитель напряжения выполнен с изменяемым коэффицие том передачи напряжения и включает в себя транзистор, диод, два конденсатора и пять резисторов, причем последовательная цепочка и третьег резистора, кр ллекторно-эмиттерного перехода транзистора и четв ертого резистора подключена к выходным выводам стабилизатора, общая точка тр тьего резистора и коллектора транзистора подключена к одному из вхоДов усилительно-сравнивающего блока пятый резистор первым выводом подключен к общей точке первого резистора и дросселя DLC-фильтра, а вторым выводом - к первому выводу первого конденсатора, второй вывод кот рого подключен к аноду диода и первому выводу шестого резистора, катод диода подключен к первым выводам второго конденсатора и седьмого резистора, и к базе транзистора, вторйе.-выводы шестого резистора, вт рого конденсатора и седьмого резистора йбъединены и подключены к в вЬду четвертого резистора, подключе ному к выходному выводу стабилиЗатора. I На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого импульс ного стабилизатора. Стабилизатор содержит регулирующий элемент 1, вход которого соединен с выходом узла 2 управления, коммутирующий диод 3, катод которог соединен с эмиттером силового транзистора 4 и первым резистором 5, второй резистор 6, соединенный одним; выводом с базой силового транзистора 4, 4 вторым выводом с вторым выводом первого резистора 5 и дросселем 7 DLC-фильтра 8, делитель 9 напряжения с изменяемым коэффициентом передачи напряжения, соединенный первым входом с выходом DLC-фильтра 8, вторым входом - с общей точкой резисторов 5 и б и дросселя 7, а выходом с входом усилительно-сравнивающего блока 10 нагрузки 11, подключенную к выходным клеммам-импульсного стабилизатора. Делитель 9 напряжения содержит последовательную цепочку из третьего, резистора 12,коллекторно-эмиттерного перехода транзистора 13 и четвертого резистора 14, подключенную к выходньм выводам стабилизатора, общая точка третьего резистора 12 и коллектора транзистора 13 подключена к одному из входов усилительно-сравнивающего блока 10, пятый резистор 15 первым выводом подключен к общей точке первого резистора 5 и дросселя 7DLC-фильтра, а вторым выводом - к первому выводупервого конденсатора 16, второй вывод которого подключен к аноду диода 17 и первому выводу шестого резистора 18, катод диода подключен к первым выводам рторого конденсатора 19 и седьмого резистора 20, и к базе транзистора 13, вторые выводы шестого резистора 18, второго конденсатора 19 и седьмого резистора 20 объединены и подключены к выводу четвертого резистора 14, подключенному к выходному выводу ста-, билизатора. Устройство работает следующим образрм. При наличии импульсного режима работы регулирующего элемента 1 на втором входе делителя 9 напряжения имеются колебания напряжения определенной частоты с амплитудой, равной входному напряжениюстабилизатора. Эти колебания через резистор 15, конденсатор 16 и диод 17 поступают на базу транзистора 13, поддерживая его в состоянии насыщения. , 8этом случае коэффициент передачи напряжения делителя определяется значениями сопротивлений резисторов 12 и 14. . Часть выходного напряжения стабилизатора, снимаемая с делителя напряжения поступает на усилительносравнивающий блок 10, который в соответствии с величиной этого напряжения управляет работой узла 2 управления. При уменьшении входного напряжения стабилизатора уменьшается и амплитуда импульсов, подаваемых на второй вход делителя 9 напряжения. В результате транзистор 13 выходит из режима насыщения и коэфф циент передачи напряжения делителя увеличивается. При дальнейшем умень шении входного напряжения коэффицие передачи делителя напряжения увеличивается до величины близкой к 1. Таким образом,после того,как транзи тор 13 делителя напряжения выходит режима насыщения при уменьшении входного напряжения стабилизатора напряжения, входное напряжение усилительно-сравнивающего блока 10 под держивается постоянным и тем самым посредством узла 2 управления поддерживается импульсный режим работы регулирующего элемента. Технико-экономический эффект от использования предлагаемого изобретения заключается в повышении надежности работы импульсного стабили затора напряжения и нагрузки, имеющ отрицательное входное сопротивление Это достигается путем введения в им пульсный стабилизатор делителя напряжения с измененным коэффициентом передачи напряжения, что приводит к повышению устойчивости работы импульсного стабилизатора, и исключает возможность возбуждения выходного ПЬСт-фильтра при входных напряжениях меньших напряжения стабилизации. Повышение устойчивости импул сного стабилизатора при указанных выше условиях-устраняет возникновеннГе на его выходе колебаний напряжения, способных вывести из стро элементы электрической схемы импульсного стабилизатора и нагрузки. Формула изобретения Импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий включенные последовательно в одну и силовых шин составной регулирующий элемент на двух транзисторах, первый резистор и дроссель DLC-фильтра второй резистор, одним выводом подключенный к общей точке первого резистора и дросселя DLC-фильтра, а другим выводом к базе силового транзистора регулирукнцего элемента, усилительно-сравнивающий блок с делителем выходного напряжения, подключенным к выходньом выводам стабилизатора, узел управления, входом подключенный к выходу усилительносравнивающего блока, а выходом - к управляющему входу регулирующего элемента, отличающийс я тем, что, с целью повышения устойчивости и надежности при работе на нагрузку с отрицательным входным сопротивлением, делитель напряжения выполнен с изменяемым коэффициентом передачи напряжения и включает в себя транзистор,.диод, два конденсатора и пять резисторов, причем последовательная цепочка из третьего резистора, коллекторно-эмиттерного перехода транзистора и четвертого резистора подключена.к выходным выводам стабилизатора, о,бщая точка третьего резистора и коллектора транзистора подключена к одному из входов усилительно-сравнивающего блока, пятый резистор первым выводом подключен к общей точке , первого, резистора и дросселя DLCфильтра, а вторым вьаводом - к первому выводу первого конденсатора, второй вывод которого подключен к аноду диода и первому выводу шестого резистора, катод диода подключен к первым выводам второго конденсатора и седьмого резистора, и к базе транзистора, вторые выводы шестого резистора, второго конденсатора и седьмого резистора объединены и подключены к выводу четвертого резистора, подключенному к выходному выводу стабилизатора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.AaoiopCKoe свидетельство СССР 626434, кл. G 05 F 1/58, 1977. 2.Авторское свидетельство СССР 638939, кл. G 05 F 1/56, 1977.

+ 0-0М