Ключевой стабилизатор напряжения постоянного тока Советский патент 1983 года по МПК G05F1/64 

1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к автоматическим системам, регулирующим напряжение и может .быть использовано для питания нагрузки стабилизированным напряжением. .

Известны источники питания/ содержащие однотактный им1иульсный стабилизатор с транзисторным ключом, вход которого зашунтирован транзистором-короткозамыкателем, задающий генератор с переключакхцим трансформатором и генератор пилообразных импульсов t .

Недостатками известных устройств является сложность и относительно низкая надежность схем, обусловленные наличи1Бм задающего генератора с переключающим трансформатором и генератором пилообразных импульсов.

Известен также стабилизированный источник питания, который содержит транзисторный блокинг-генератор,- ЗЗ

дающий генератор и узел -управления локинг-генератором С2 .

Недостаток данного устройства состоит в его сложности и низкой надежности.

Наиболее близким из аналогов по технической сущности и достигаемому эффекту являeJcя ключевой стабилизатор напряжения постоянного тока, который содержит однотактный преобразователь напряжения с выходным трансформатором и транзисторным ключом, управляющий вход которого зашунтирован транзистором-короткозамыкателем, усилитель постоянного тока, вход которого соединен с выходными выводами, а выход - с входом порогового элемента, выход которого соединен с входом транзистора-короткозамыкателя 31..

Недостатками данного устройства являются сравнительная его сложность и низкая надежность. 3 Цель изобретения - упрощение схемы источника питания и повышение его надежности. Указанная цель достигается тем, что в устройстве выходной трансформатор снабжен дополнительной обмоткой положительной обратной связи, которая через ограничительный резистор подключена к управляющему входу Транзисторного ключа. На чертеже представлена функциональная схема устройства. Источник питания содержит однотактный преобразователь 1 напряжения с выходным трансформатором 2 и транзисторным ключом 3, вход которого зашунтирован транзистором-короткозамыкателем i (.далее именуемым короткозамыкателем ) и подключен через ограничительный резистор 5 к обмотке положительной обратной связи 6 и усилитель 7 постоянного тока, связанный с пороговым элементом 8, выхо которого соединен со входом короткозамыкателя Ц, Обмотка положительной обратной связи 6 подключена к трансформатору 2 однотактного преобразователя напряжения. На выходе однотактного пре образователя 1 установлен выпрямитель с фильтром 9 Источник питания работает следующим образом. После подачи напряжения Unj включается однотачтный преобразователь 1 и начинает работать в режиме автогенератора. Выходное напряжение Ueti увеличивается. Соответственно растут напряжение на входе усилителя постоянного тока 7 и его выходной ток vnT При определенной величине U5bi величина станет достаточной для включения порогового элемента 8. Он срабатывает и включает короткозамыкатель . Последний шунтирует входную цепь транзисторного ключа 3 и ключ удерживается в закрытом состоянии. Напряжение ,(.иачинает ся, что вызывает уменьшение тока I При определенной величине i,,rrr порого выи элемент 8 выключается, а коротко Iп замыкатель ч закрывается. При этом транзисторный ключ 3 открывается и начинается рабочий полупериод автоколебаний однотактного преобразователя, равный т., в течение которого происходит передача энергии на выход источника питания. Выходное наУ8 пряжение начинает возрастать, однако за счет инерционности выходного фильтра выпрямителя 9, к концу этапа Т , Ujj,,p,He успеет увеличиться до момента включения порогового элемента 8. Автогенератор переключается., ключ 3 закрывается и начинается этап размагничивания сердечника траисфор матора 2 с длительностью tg На обмотке 6 появляется напряжение с полярностый, запирающей короткозамыкатель k. В течение короткозамыкатель А и ключ 3 закрыты. По окончании Т напряжение ,, благодаря инерционности фильтра выпрямителя 9 близко к своему максимальному значению. Пороговый элемент 8 включается и отпирает короткозамыкатель k. Последний шунтирует входную цепь ключа 3 и не позволяет ему отпереться, пока и у вновь не уменьшится до момента выключения порогового элемента 8. Далее процесс будет повторяться. Период работы источника питания состоит из периода автоколебаний однотактного преобразователя () отрезка времени Cj , определяющего i паузу до момента включения транзисторного ключа 3. В течение С, открыт короткозамыкатель . Длительность fg изменяется в соответствии с изменениями выходного напряжения и,. Длительности t и t определяются в основном параметрами элементов автогенератора и Ug и, по сравнению с Тз изменяются незначительно. Изменение входного на.пряжения Ug или. тока нйгрузки приведет к соответствующему изменению Ugj,)xH . При этом изменится период работы источника питания T f +L2-t tjaKHM образом, что среднее значение 1,поддерживается неизменным с определенной степенью точности. Пусть, например 1,,увеличилось. При этом Црт также возрастает, увеличивается время Tj включенного состояния порогового элемента 8 и, со. ответственно, короткозамыкателя ч. „ Период Т растет, частота уменьшается и уменьшается. Так осуществляется стабилизация Ugbix- Т.о. модуляция ширины импульсов короткозамыкателя сводится к частотно-импульсной модуляции на входе транзисторного ключа в от5личие от известного, где осуществляется модуляция ширины импульсов, управляющих транзисторным ключом пр неизменной частоте переключений, В качестве порогового элемента могут быть использованы известные схемы триггеров. Технико-экономический эффект от использования изобретения заключает ся прежде всего в значительном упро щении схемы и экономии .в связи с этим ряда комплектующих элементов. Формула изобретения Ключевой стабилизатор напряжения постоянного тока, содержасций однотактный преобразователь напряжения с выходным трансформатором и транзйсторным ключом, управляющий вход которого зашунтирован транзистором8короткозамыкателем, усилитель постоянного тока, вход которого соединен с выходными выводами, а выход с входом порогового элемента, выход которого соединен с входом транзистора-короткозамыкателя, отличающийся тем, что, с целью упрощения схемы и повышения надежности, выходной трансформатор снабжен дополнительной обмоткой положительной обратной связи, которая через ограничительный резистор подключена к управляющему входу транзисторного Ключа.. Источники информации., принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 513359, кл. G 05 F 1/64, 10.07.7 2.Авторское свидетельство СССР № 811231, кл. G 05 F 1/56, ..79. 3.Авторское свидетельство СССР 1Г 860037, кл. G 05 F 1/64, 24.01.80