Импульсный стабилизатор напряжения Советский патент 1983 года по МПК G05F1/56 

(54) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Изобрететгие огноси1ч;я к электротехнике, а именно к вторичнь|м источникам питания, к может быть использовано в системах питания устройств автоматики и вычислительной техники.

Известен импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий DLC - фнльтр, включенный между входными : и выходными выводами последовательно с регулирующим транзистором, базо-эмиттервый переход которого через первый рез1ю- гор подключен к дополнительной дросселя указанного фильтра, источник опорного напряжения и однофазный мостовой выпрямитель, диагональ постоян- ,5 ного тока которого соединена с пороговым элетлентом, при этом параллельно диоду упомянутого фильтра включена цепь, состоящая из соединенных последовательно источника опорного напряжения, 20 второго резистора и конденсатора, один выход которого подключен к выходу указанного диода, а другой через диагональ переменного тока указанного выпрямителя и третий резистор подключен к выводу дополнительной обмотки дросселя, соединенному с первым резистором t.

Недостатками этого стабилизатора являются низкий КПД и наличие больших оттшракидих и запирающих токов через базо-емитгерный переход регулирующего транзистора, что снижает надежносп. устройства.

Известен также импульсн1 1Й стабилизатор постоянного напряжения, содержащий включенные последовательно в выходную шину регулируняций составной эле- мент, состоящий из регулирукядего и согласующего транзисторов, и интегрирующий дроссель, параллельно выводам для подключения нагрузки подсоединен фильтрующий конденсатор и вход измерительного элемента, выход которого подключен к входу модулятора длительности, включенному между базой согласующего транзистора и общей шиной, причек точка соединения базы согласующего транзистора н модулятора длительности через после9довагельно соединенные резисторы подклю чена к входному выводу, а гонка соедине ния указанных резисторов подключена к точке соединения базы регулирующего и эмиттера согласующего транзисторов, блокирующий диод, а также параллельно ооединенные накопительный дроссель и последовательно соединенные выпрямител ный диод в прямом включеН1Ш и конденсатор, включенный последовательно с упомянутым блокирующим диодом между точкой соединения регулирующего транзистора с интегрирующим дросселем и общей шиной, причем точка соединения выпрямительного диода и конденсатора фильтра подключена к коллектору согласующего транзистора ,, Однако данньй стабилизатор характеризуется недостаточно высоким КПД. Наиболее близким к предлагаемому является ключевой стабилизатор постоянного напряжения, содержащий включенные в одну из силовых шин регулирующий транзистор, управляющий транзистор, базой подключенный к выходу узла сравнения, а эмиттером - к эмиттеру регули рующего транзистора, подключенного к входным выводам стабилизатора, DLC фильтр, дроссель которого имеет дополни тельную обмотку, один вывод которой подключен к первой цепи из последовател но соединенных диода и первого резисто ра, а второй - к второй цепи со вторым резистором, во вторую цепь введен втор диод, включенный последовательно со вторым резистором, причем первая цепь вторым концом соединена с выходным выводом стабилизатора и с эмиттером реас улирующего 1ранзистора, а вторая цепь вторым концом через вновь введенный третий диод подключена к базе регу лирующего транзистора и непосредственно к коллектору управлякяцего транзисто . Недостатком данного стабилизатора является низкий КПД.. Это объясняется независимостью тока базы регутшрукядего транзистора от тока коллектора и от величины входного напряжения питания. Цель изобретения - повыщение КПД импульсного стабилизатора. Поставленная цель достигается тем, что в имаульснсА4 стабилизаторе напряже нке, содержащем регулирующий элемент, T)j С-фильтр , дроссель которого име бт дополнитёльную обмотку, подключенну первым выводом п управляющему входу регутшруюшего элемента через балласт74ный резистор, а вторым выводом связанную с одним из входных выводов, узел сравнения, входом подключенный к выходным выводам стабилизатора, а выходом к базе управляющего транзистора, RC цепь, диод и резистор, эмиттер управляющего транзистора через резистор соединен с выходом балластного резистора и управляющим входом регулирующего элемента, а коллектор управляющего транзистора через диод подключен к japyroMy выводу балластного резистора, второй вывод дополнительной обмогки подключен к входному выводу непосредственно, RC цепь включена параллельно входным выводам стабилизатора, а точка соединения резистора и конденсатора упомянутой цепи подсоединена к базе управляющего транзистора. На чертеже представлена функциональная схема стабилизатора. Стабилизатор содержит регулирующий элемент I, T3L С-фильгр, на дросселе 2, диод 3 и конденсатор 4, причем дроссель 2 имеет дополнительную обмотку 5, утфавляющий транзистор 6, эмиттер которого через резистор 7 соединен с выводом балластного резистора 8, а коллектор через диод 9 подключен к другому выводу балластного резистора 8. Резистор. 10 и конденсатор II образуют ЯС-цепь, подключенную параллельно входным выходам, а точку их сое гдинения подключена к базе управлякяцего транзистора 6, узел сравнения 12, выход которого соединен с базой управляющего транзистора 6. Дополнительная охотка 5 через балластный peaiicTop В подключена к управляющему входу регулирующего элемента 1 и к отрицательному полюсу источника питания. Устройство работает следующим образом. В установивщемся режиме с дополнительной обмоткой 5 дросселя 2 на базо-эмиттерный переход регулирующего транзнстора t поступает переменное Напряжение. Одну часть периода на базу транзистора 1 через параллельные ветви, состоящие из резистора 8 и диода 9, транзистора 6, резистора 7 пвступает положительное напряжение с обмотки 5. Транзистор I насьпцается и начинается процесс нарастания тока от источника входного напряжения через дроссель 2. Одновременно увеличивается напряжение на конденсаторе II .н следовательно, растет ток черев резистор 7, Так как базовый ток

транзистора I равен сумме токов через резисторы 7 и 8, то и обший базовый ток транзистора I растет, саеповатвпьяо ток базы не сразу принимает значение, необходимое для работы транзистора t с максимально ззданнымн токами, а растет одновременно с ростом коллекторного тока 1. Значит в предлагаемой схеме по сравнению с известными для управле- ния необходима меньшая мстаность. Другую часть пфиода с обмотки 5 дросселя 2 подается отрицательное напряжение на базу транзистора-1, Транзистор I запнрается, энергия, запасенная .в дросселе 2, отделяется в нагрузку, а конденсатор II через резисторы 7 и 8 разряжается до исходного уровня.

Положительный эффект предлагаемого устройстве по сравнению с прототипе заключается в повышении КПД на 5-15% в зависимости от мсацности нагрузки.

По сравнению с базовым объектом, за ко1ч:фый принят вторичный источник. питания разработки предприятия 4}, прбк мушества предлагаемого стабилизатора заключаются в повышении КПД с ОД 5 до О,8 и в уменьшении веса устройства приблизительно на 15%.

Формула изобретения

{Ыпульсный стабилизатор напряжения, одержащий регулирующий элема1г, DUG ильтр, дроссель которого имеет дополнительную обмотку, подключенную первым выводом к управляющему входу регулирующего элемента через балластный резистор, а вторым выводом связанную с одним из входных выводов, узел сравнения, входом подключенный к выходным выводам стабилизатора, а выходом - к базе управляющего транзистора, ЯС-цепь, диод н резистор о тличаюшийс я тем, что, с целью повышения КПД стабилизатора, эмиттер улравляюшего транзистора через резистор соединен с выводом балластного резистора и управляюкяцим входом регулирующего элемента,

а коллектор управляющего транзистора через диод подключен к другому выводу балластного резистора, второй вывод дополнительной обмотки подключен к входному выводу непосредственно, RC-иепь

включена параллельно входным выводам i стабилизатора, а точка соединения .резистора и конденсатора упомянутой пепи

: подсоединена к базе управляющего транзистора.

Источники ивформапии,

принятые во внимание при экспертизе

№ 661531, кл. Q05f 1/56,1977.

№ 681424, к;и GO5F 1/56,1978.

{№Я60284).

И +