Ключевой стабилизатор

Ключевой стабилизатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

КЛЮЧЕВОЙ СТАБИЛИЗАТОР по авт. св. № 900273, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в его узел синхронизации введен дополнительный конденсатор , включенный между основным конденсатором и одним из резисторов, а точка соединения конденсаторов подключена к средней точке вторичной обмотки трансформатора . ;о 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) G 05 F 1/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 900273 (21) 3448556/24-07 (22) 10.06.82 (46) 23.10.83. Бюл. № 39 (72) Б. С. Цодиков (53) 621.316.722.1 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 900273, кл. G 05 F 1/56, 1980, „„SU„„1049877 A (54) (57) КЛЮЧЕВОЙ СТАБИЛИЗАТОР по авт. св. № 900273, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в его узел синхронизации введен дополнительный конденсатор, включенный между основным конденсатором и одним из резисторов, а точка соединения конденсаторов подключена к средней точке вторичной обмотки трансформатора.

1049877

Изобретение относится к вторичным стабилизированным источникам питания.

По основному авт. св. Ко 900273 известен стабилизатор, питающийся переменным напряжением прямоугольной формы, например, от преобразователя частоты с синхронным относительно питающего напряжения потреблением тока и нулевым током регулирующего транзистора в момент коммутации переменного напряжения, содержащий трансформатор, выпрямитель, узел формирования, опорный узел, узел синхронизации, узел измерения и сравнения, синхронизирующий резистор, регулятор и выходной

LC-фильтр. При этом узел синхронизации содержит ограничительный резистор, через который общая точка синхронизирующего резистора и опорного узла подключена к общей точке соединения катодов двух диодов, аноды которых подключены к общим точкам цепи, состоящей из последовательно соединенных двух резисторов и конденсатора между ними, и подключенной другими концами резисторов вторичной обмотке трансформатора (1) .

Однако этот ключевой стабилизатор обладает существенным недостатком, заключающимся в зависимости формы пилообразного напряжения на синхронизирующем резисторе от разницы падений напряжения на полуобмотках трансформатора, проводах разводки и обратного сопротивления диодов, так как оно не связано непосредственно со средней точкой трансформатора. Особенно остро эта зависимость сказывается в низковольтных стабилизаторах (например, с выходным напряжением до 5 В) на боль шие токи (от 10 А и выше) . При этом если питающее пилообразное напряжение имеет частоту 20 — 100 кГц, оно искажается. Регулирующий элемент ключевого ста-, билизатора начинает работать не одинаково по времени в оба полупериода, появляется звуковой фон, неодинаковым становится потребляемый ключевым стабилизатором ток в оба полупериода, пилообразное напряже ние искажается еще больше, перекос усугубляется до вырождения пилообразного иапряжения.

2S

2

При этом напряжение на синхронизирующем резисторе в каждый полупериод определяется только напряжением полуобмотки, параметрами одного, последовательно соединенного с конденсатором, резистора и одного диода, так как средняя точка трансформатора и синхронизирующий резистор связаны непосредственно, а не напряжением всей обмотки, параметрами двух резисторов, одного диода и током утечки другого диода, как это имеет место в основном изобретении.

Такое решение приводит к уменьшению искажения, а в низковольтных источниках— исключению вырождения пилообразного напряжения.

На фиг. 1 представлена схема ключевого стабилизатора; на фиг. 2 — эпюры напряжений.

Стабилизатор содержит входной трансформатор 1, питающийся переменным напряжением прямоугольной формы (частоты, например, 20 — 100 кГц), первый резистор 2, первый конденсатор 3, второй конденсатор

4, второй резистор 5, диоды 6 и 7, ограничительный резистор 8, выпрямительные диоды 9 и 10 стабилизатора, регулирующий транзистор 11, узел 12 формирования, опорный узел 13, синхронизирующий резистор

14, узел 15 измерения и сравнения, выходной DLÑ-фильтр на элементах 16 — 18. Элементы 1 — 8 и 14 образуют узел синхронизации, в котором параллельно вторичной обмотке трансформатора 1 подключена последовательная цепочка, состоящая из резистора 2, конденсаторов 3 и 4 и резистора 5, к точкам соединения конденсаторов и резисторов анодами подключены диоды 6 и 7, катоды которых через ограничительный резистор 8 и синхронизирующий резистор 14 подключены к средней точке трансформатора 1, который через выпрямительные диоды 9 и 10 подключен к входу регулирующего транзистора 11, базовая цепь . которого через узел формирования и опорный узел подключена к точке соединения резисторов 8 и 14. Узел 12 формирования через узел измерения и сравнения подключен к выходу стабилизатора.

Целью изобретения является повышение надежности стабилизатора за счет исключения зависимости формы питающего напряжения на синхронизирующем резисторе (в низковольтных стабилизаторах — и вырождение пилообразного напряжения) от нагрузки стабилизатора в оба полупериода и сопротивления диодов.

Эта цель достигается тем, что в ключевой стабилизатор в узел синхронизации введен дополнительный конденсатор, включенный между основным конденсатором и одним из резисторов, а точка соединения конденсаторов присоединена к средней точке вторичной обмотки трансформатора.

К выходу регулирующего элемента подключен фильтр, состоящий из буферного диода 16, дросселя 17 и конденсатора 18. На фиг. 2 представлены эпюры: Uq переменное напряжение прямоугольной формы на вторичных полуобмотках трансформатора, Ug, Ug — напряжение на резисторах

2 и 5 (для наглядности крутые фронты этих напряжений несколько разнесены во времени), Ups U4. — напряжение на конденсаторах, 1)1, Uqq и U1g — суммарное напряжение опорного узла и синхронизирующего резистора, а также напряжение узла измерения и сравнения, пропорциональное входному, Uq1 — напряжение «коллектор-эмиттер» регулирующего транзистора, i«и i«â€” ток регулирующего транзистора и диода 16.

Устройство работает следующим образом.

Прямоугольное напряжение вторичной обмотки трансформатора выпрямляется диодами 9 и 10 и подается на регулирующий транзистор 11. Последний управляется блоком 12 формирователя, вырабатывающим прямоугольные импульсы, длительность которых определяет выходное напряжение, под- ð держиваемое постоянным, а фазы t, и t> переднего и заднего фронтов определяются моментами равенства суммарного напряжения опорного узла Цз и синхронизирующего резистора 13 4 и напряжения узла измерения и сравнения U g (эпюры г на фиг. 2).

Выходной фильтр, состоящий из диода 16, дросселя 17 и конденсатора 18 обеспечивает преобразование импульсного, стабилизированного по среднему значению, напряжения на его входе в постоянное стабилизиро-, ванное напряжение.

Одновременно прямоугольные вторичные напряжения с обмоток трансформатора подаются на две цепи, состоящие из конденсаторов 3 и 4 и соответственно резисторов

2 и 5 относительно средней точки трансформатора, куда присоединена и общая точка конденсаторов. При этом напряжения

U3 и U4 на неполярных конденсаторах (эпюры в на фиг. 2) представляют собой часть экспонент заряда-разряда конденсаторов 3 и 4 через резисторы 2 и 5 соответственно. ЗО

Параметры этих цепей могут быть выбраны таковыми, что напряжения на конденсаторах будут представлять собой начальные участки экспонент, где линейность достаточно хорошо выражена, хотя это и не обяIt, 1

Фиг. t

ВНИИПИ Заказ 8424/44 Тираж 874 Подписное

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1049877 зательно, если есть необходимость сдвигать эпюру потребляемого тока относительно эпюры напряжения.

Таким образом, эти напряжения U . и имеют пилообразную форму с одинаковыми временами нарастания и спада, а вершины перегиба их совпадают с моментами изменения полярности питающего напряжения Uq. На эпюре в (фиг. 2) пунктиром показаны напряжения на конденсаторах в случае, если используются на начальные участки экспонент напряжения зарядов и разрядов.

Диоды 6 и 7 пропускают к синхронизирующему резистору 14 только положительные части этих пилообразных напряжений, так что на резисторе 14 будет напряжение

Ц4 пилообразной формы удвоенной частоты относительно питающего напряжения Ц, а вершины его будут находиться в центре полупериодов питающего напряжения. В цепи резистора 14, таким образом, в каждый полупериод напряжения, удвоенного относительно питающего, находится только один нелинейный элемент — один из диодов 6 или 7, а обратный ток другого диода не оказывает влияния, так как конденсаторы замкнуты через среднюю точку трансформатора, соединенную с выходом.

Благодаря такому решению увеличивается надежность функционирования стабилизатора, уменьшается разброс в форме и величине тока в оба полупериода, исчезает возможность звукового фона на случайных частотах..Изобретение может быть использовано в ряде стабилизаторов бестрансформаторных (на чатоте 50 гЦ) источников питания различных средств вычислительной техники, радиотехнике, электроники и т. д.