Ключевой стабилизатор напряжения

Ключевой стабилизатор напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

КЛЮЧЕВОЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ, содержа1ций силовой транзисторный ключ, подключенный одним выводом к входному выводу, а другим к первому выводу ВЬС-фил,ьтра, два других вывода которого соединены с выходными выводами, пороговый элемент с релейной характеристикой. управляющим входом соединенный с выходным выводом, а силовым входом с выводом для подключения вспомогательного источника напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, введены задаю™ щий генератор, первый, второй и третий транзисторы, первьй, второй и третий резисторы, управлянщий трансформатор , вторичная обмотка которого зашунтирована первым резистором и подключена к эмиттеру и базе транзисторного ключа, а первичная обмотка подключена одним выводом к коллектору первого транзистора, а другим к выводу для подключения вспомогательного источника и эмиттеру второго транзистора, база которого соединена с выходным выводом порогового элемента, а коллектор через второй резистор соединен с базой первого транзистора и коллектором третьего транзистора, которого соединена с выходным выводом задающего генератора , а эмиттер с общей щиной и О X) Ji эмиттером первого транзистора, причем третий резистор соединен с эмиттером и базой первого транзистора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

OON

КСПУБЛИК (19) (11) З(59 G 05 F 1/56

4 ф., — „ х 2,, х1) !

13,. .,"

ВИБЯ Я() Т 1Ц

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOIVlV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3542538/24-07 (22) 26.01.83 (46) 15.08.84 Бюл. У 30 (72) M.Ô.×åðíîóñ, В.П.Иолодчик, Л.И. Ил ьфирович, П.Е. Кожемяченко и Ф.Ш.Ииргаязов (71) Киевский ордена Трудового Красного Знамени завод электронных вычислительных и управляницнх машин (53) 621.316. 722. 1 (088.8) (56) 1. Басовский В.Ф., Баско В.А х и др. Устройство электропитания электронной аппаратуры. Киев. "Техника", 1980, с. 152.

2. Источники электропитания на полупроводниковых приборах. Под ред.

С.Д.Додика и Е.И.Гальперина.Москва.

"Советское радио", 1969, с. 418, рис. Х 5. (54) (57) КЛЮЧЕВОЙ СТАБИЛИЗАТОР

НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий силовой транзисторный ключ, подключенный одним выводом к входному выводу, а другим к первому выводу DLC-фильтра, два других вывода которого соединены с выходными выводами, пороговый элемент с релейной характеристикой, управляющим входом соединенный с выходным выводом, а силовым входом с выводом для подключения вспомогательного источника напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, введены задающий генератор, первый, второй и третий транзисторы, первый, второй и третий резисторы, управляющий трансформатор, вторичная обмотка которо- го зашунтирована первым резистором и подключена к эмнттеру и базе транзисторного ключа, а первичная обмотка подключена одним выводом к коллек. тору первого транзистора, а другимк выводу для подключения вспомогательного источника и эмиттеру второго транзистора, база которого соединена с выходным выводом порогового элемента, а коллектор через второй резистор соединен с базой первого транзистора и коллектором третьего транзистора, база которого соединена с выходным выводом задающего генератора, а эмиттер с общей шиной и эмиттером первого транзистора, причем третий резистор соединен с эмиттером и базой первого транзистора.

1108413

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для питания электрорадиоустройств.

Известен импульсный стабилизатор напряжения, содержащий ключевой элемент, два генератора, магнитный усилитель, дифференциальны:i усилитель сигнала рассогласования, выходной фильтр и вспомогательный источник питания 1g.

Недостатком такого устройства является низкая надежность из-за большого количества моточных узлов.

Наиболее близким по технической 1S сущности к предлагаемому является ключевой стабилизатор, содержащий силовой транзисторный ключ, выходной фильтр, триггер Шмитта, усилитель постоянного тока Г21. 20

Недостатками такого ключевого стабилизатора напряжения является низкий КПД, обусловленный тем, что на составном транзисторе падение напряжения больше, чем на одном транзисторе H отсутствием запирающего потенциала на базе силового транзисторного ключа (это приводит к большой длительности спада коллекторного токаЗ0 и, следовательно, к большим динамическим потерям) .

Целью изобретения является повышение КПД.

Поставленная цель достигается тем, что в ключевой стабилизатор напряжения, содержащий силовой транзисторный ключ, подключенный одним выводом к входному выводу, а другим 40 к первому выводу ЖС-фильтра, два других вывода которого соединены с выходными выводами, пороговый элемент с релейной характеристикой, управляющим входом соединенный с выходным выводом, а силовым входом с выводом для подключения вспомогательного источника напряжения, дополнительно введены задающий генера тор, первый, второй и третий транзисторы, первый, второй и третий резисторы, управляющий трансформатор, вторичная обмотка которого зашунтирована первым резистором и подключена к эмиттеру и базе транзисторно- 55 го ключа, а первичная обмотка подключена одним выводом к коллектору первого транзистора, а вторым -к выводу для подключения вспомогатель ного источника к эмиттеру второго транзистора, база которого соединена с выходным выводом порогового элемента, а коллектор через второй резистор соединен с базой первого транзистора и коллектором третьего транзистора, база которого соединена с выходным выводом задающего генератора, а эмиттер — с общей шиной и эмиттером первого транзистора, при— чем третий резистор соединен с эмиттером и базой первого транзистора.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предложенного ключевого стабилизатора напряжения.

Стабилизатор содержит силовой транзисторный ключ 1 с ЖС-фильтром

1 пороговый элемент 2 с релейной характеристикой, три транзистора 3-5, три резистора 6-8, задающий генератор 9 и управляющий трансформатор 10.

Силовой транзисторный ключ 1 с

DLC-фильтром состоит из транзисторного ключа 11, на коллектор которого подается входное напряжение, а эмит-. тер соединен через дроссель 12 с конденсатором 13 и катодом разрядного диода 14. К выходу ПЕС-фильтра подключен пороговьй элемент 2 с релейной характеристикой, состоящий из усилителя постоянного тока со схемой сравнения на транзисторе 15, резисторах 16, 17 и 18 и стабилитрона 19 и триггера Шмитта, выполненного на транзисторах 20 и 21 и резисторах 22-25. Выход триггера

Шмитта соединен с базой транзисто ра 3, эмиттер которого соединен с клеммой для подключения вспомогательного источника питания, а коллектор через. резистор 6 с базой транзистора 4 и коллектором транзистора 5, база которого соединена с выходом задающего генератора 9.

Задающий генератор 9 выполнен, например, на трех логических элементах НЕ 26, 27 и 28, конденсаторе

29 и резисторе 30. Эмиттеры транзисторов 4 и 5 соединены с общим проводом. Резистор 7 шунтирует эмиттерный переход транзистора 4 . Коллектор транзистора 4 через первичную обмотку управляющего трансформатора

10 соединен с клеммой для подключения вспомогательного источника питания. Вторичная обмотка управляю1108413 щего трансформатора 10 зашунтирована резистором 8 и подключена к эмиттерному переходу силового транзистора 11., Клюмевой стабилизатор напряжения работает следующим образом. 5

При подаче входных напряжений включается задающий генератор 9, частота которого определяется конденсатором 29 и резистором 30, при этом транзистор 5 оказывается поперемен- 1р но во включенном и выключенном состоянии.

В начальный период времени конденсатор 13 разряжен, транзистор 15 закрыт, транзистор 21 триггера Шмит- 15 та открыт. Транзистор 3 также открыт и ток от вспомогательного источника через токозадающий резистор б протекает в течение части периода через транзистор 5, если он открыт, а в 211 течение другой части периода — через эмиттерный переход транзистора 4, включая последний. Таким образом, по первичной обмотке трансформатора

10 протекают импульсы тока, приводя-25 щие к отпиранию транзистора 11. Запирание этого транзистора производится в каждом периоде колебаний током намагничивания трансформатора 10, значение которого определяется индуктивностью намагничивания транзистора 4, индуктивность намагничивания расходует энергию, запасенную током намагничивания, при этом во вторичной обмотке протекает ток через резистор 8 и эмиттерный переход транзистора 11 в .обратном (запирающем) направлении.

Таким образом, после серии (пачки) импульсов конденсатор 13 оказывается заряженным до значения напряжения, при котором транзисторы 15 и 20 открываются, триггер Шьятта переключается, транзистор 3 оказывается» закрытым, и в течение определенного количества периодов коле" баний транзисторы 4 и 11 также .оказываются закрытыми. Это состояние продолжается до тех пор, пока напряжение на конденсаторе 13 не понизится в результате разряда его на нагрузку до значения, при котором транзистор l5 закроется. Стабильность выходного напряжения определяется параметрами порогового элемента 2 и частотой задающего генератора 9.

Резистор 7 обеспечивает режим отсечки закрытого транзистора 4 во время паузы..

Таким образом, повышение КПД достигается благодаря введению задающего генератора, трех транзисторов, трех резисторов и управляющего трансформатора, обеспечивающего транзистору силового ключа необходимый ток включения, что позволяет отказаться от составного транзистора, падение напряжения на котором значительно выше. Кроме того, с помощью трансформатора обеспечивается быстрое выключение транзистора, что снижает динамические потери. Введение задающего генератора обеспечивает необходимый режим работы трансформатора .

1108413

Составитель Макаров

Редактор Л.Веселовская Техред Т.Маточка Корректор М.Демчик

Заказ 5863 /33 Тираж 842 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4