Ключевой стабилизатор постоянного напряжения

Ключевой стабилизатор постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания. Цель изобретения - повьшение КПД и надежности ключевого стабилизатора. Ключевой стабилизатор состоит из силового регулирующего транзистора 2, LCD- Фильтра 3, задакицего генератор (ЗГ) 5, модуляционного блока 6, в состав которого входят усилитель 7 обратной связи, компаратор 8, генератор 9 пилообразного напряжения, формирователь 10 управляющих импульсов. В выходной трансформатор 24 ЗГ 5 введена дополнительная обмотка 23, крайними выводами 25 и 26 через диоды 27 и 28 подключенная к крайним выводам 13 и 14 выходной обмотки 15 трансформатора 16 формирователя 10, а средней точкой 19 - к управляющему злектроду транзистора 2. Напряжение, создаваемое на управляющем входе транзистора 2, двухполярное, благодаря чему время рассасывания транзистора 2 сокращается , что приводит к снижению коммутационных потерь в момент запирания и к уменьшению перегрева транзистора 2, при этом повышаются КПД и надежность стабилизатора. 3 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

{5g 4 G 05 F 1/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ фи 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4110449/24-07 (22) 20. 06. 86 (46) 07.02.88. Бюл. М 5 (72) В.А.Атаназевич (53) 621.316.722.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 487383, кл. G 05 F 1/5б, 1973.

Авторское свидетельство СССР

712816, кл. G 05 F 1/56, 1978. (54) Ю11ОЧЕВОИ СТАБИЛИЗАТОР НОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания. Цель изобретения — повышение КПД и надежности ключевого стабилизатора. Ключевой стабилизатор состоит из силового регулирующего транзистора 2, LCDфильтра 3, задающего генератор (ЗГ) 5, модуляционного блока 6, в состав ко„„SU „„1372298 А 1 торого входят усилитель 7 обратной связи, компаратор 8, генератор 9 пилообразного напряжения, формирователь 10 управляющих импульсов. В выходной трансформатор 24 ЗГ 5 введена дополнительная обмотка 23, крайними выводами 25 и 26 через диоды 27 и 28 подключенная к крайним выводам 13 и 14 выходной обмотки 15 трансформатора 16 формирователя 10, а средней точкой 19 — к управляющему электроду транзистора 2. Напряжение, создаваемое на управляющем входе транзистора 2, двухполярное, благодаря чему время рассасывания транзистора 2 сокращается, что приводит к снижению коммутационных потерь в момент запирания и к уменьшению перегрева транзистора 2, при этом повышаются КПД и надежность стабилизатора. 3 ил.

»6 г. р,l !!! 1>образного напряжения и с

l

>. !.!1>ем «н с сигналом обратной свяу«; . в<те I!! 7 подается на компаг )р 8. 1, выхода компаратора 8 пря«):il it. !!мпу>!ьсы (фиг. 2б) с изме! > <,, >!

f fH Vr 1! 1!,

> 1 !" !<>...« !!гя скважностью в зависимости

)па)! а обратной связи подаются

>,« 1 >рмиронателя 10, преобразуютф:.1>м>!! овfl геIIQM и на выходной об-.!<>f>t<: 15 траH-,)г)рматора 16 возникает ! «)< нн< е напряжение с паузой на нул< и скважностью, изменяющейся синi. t,ill<> «кважностью выходного напря)г»»!!!») компаратора 8.

<1>»t . 2а показана диаграмма на»1 .!<»я llа выхоэ!ной обмотке 23 транс:»! !)!тора ."-< ззлаюшего генератора 5;

0! ><.! ф» < . 7 >с — д>! и грамм» напряжения HB

"мнтк 1 трансформатора 16

1<1> itic >«;Iтс-., !я 10 модуляционного бло<, «

> > < >11

1 гt1 !

"i .!

>: t,I"

>

t ч! 1 >

>!. i,> Г 1!)<

<. <

"р" >! I 1

, »>,< 2!» !i()а iIt<)!I!< 1 О эпс-.K 1)ÎÄа

< >Р.l 1 . <, Itа ВХОД y ПРаВЛЕ

1:ро!<.>! гфиг . 2а1 и положительное

if-,!рн,лени< и;> обмотке 15 трансформато-. р;! 1i tj>t>pffft;>nfl! lòñ пя 10. При этом ди- .8 о) «зывается в запертом состоя-! н!!>! так как напряжение обмотки 15 э,;1:, в! !водами 13 и 19 выше или равно . II, «же !!» > обмотки 23 между вывода29., 1îëîæèòåëüíîå напряжение

>н< Id 13 !,показано на фиг. 1 без н, .:! л ами + и -) обмотки 15 че>I;1 !м . мещ» ныи диод 17 и ограни; <;!!. Ый рез»стор 20 подается на уff ) 3в.пения транзистора 2

t, 1>!!i . 2! 1 . 1 ранзистор 2 открыт и на

° х д 1. .:1! — 1)!!дыра подается напряжение точника 1 питания (фиг. 2д), фильт) гс я H <осту!)ает н нагрузку 4. .i .л<е>! г !ромен» t напряжение на об2 и к< 15 1р;1)эс<рорл!а! ора 16 формирова1.! «г3н< вится равным нулю. В реэуil) 1;l г» диод -.7, включенный в пря-! м нс!.!ра.!лени!! H<) отношению к входу, I0), в.! нин транзис гора 2, открывается ! )О l<> fII

rtI

:t мо гIII 23 через прямо. .ц< !пл,п» диод 8 и обесточенную обi1 ! у >, чер - . сре>снюк) точку 19 при:.,,»! с,! . I < >f к 1< I р )му электроду 22, t! T .! 1;! .!i !Ii)< ii,

1372298 ния регулирующего TJ)HIE÷èñ Т< ра 2 в промежутке времени t, -t, от схемы управления подается э((пирак)щее напряжение (фиг. 2в). 11ри этом происходит

5 форсированное рассасывание неосновных носителей иэ области базы, что предотвращает резкое увеличение тока через коллекторн(,(3(переход транзистора в момент изменения полярности напряжения на обмотке дросселя LCDфильтра 3, что эквивалентно режиму короткого замыкания на выходе транзистора 2. Коммутационные потери уменьшаются. 5

Регулирующий транзистор 2 закрыт и на входе LCD-фильтра 3 — на его ре— ходное напряжение, а именно в промеЪ 4 Э ) Э < << зистор 2 открыт.

В процессе работы ключевого стабилизатора постоянного напряжения импульсное напряжение (фиг.2д), действующее на входе LCD-фильтра 3, инте50 грируется фильтром и стабилизируется в пределах, определяемых элементами усилителя 7 обратной связи.

Таким образом, управляющее напряжение, создаваемое на входе управления регулирующего транзистора 2 ключевого стабилизатора с помощью пред 1оженной схемы, двух((олярное.

С появлени M запирающе г о «(11(ряже п(я

45 куперативном диоде напряжение становится равным нулю (фиг. 2д).

В момент времени t напряжения íà 20

3 обмотках 15 и 23 изменяют знаки, показанные на фиг. 1 в скобках и на фиг. 2а, в . Диод 28 заперт, так как напряжение обмотки 15 между выводами 19 и 14 выше или равно напряжению 25 обмотки 23 между выводами 26 и 29.

Положительное напряжение вывода 1и обмотки 15 подается через ограничительный резистор 20 на управляющий электрод транзистора 2 (фиг. 2!). Та- 30 ким образом, в промежутке времени как и в промежутке времени регулирующий транзистор 2 ключевого стабилизатора открыт.

Аналогично описанному процессу в промежутке времени t,-t в проиежут35 ках С -t,, С -t>, т.е. в моменты появления паузы на нуле в управляющем напряжении обмотки 15 формирователя 10 транзистор 2 ключевого стабили- 40 затора закрыт. B другом слу- ча. е,,когда на обмотке 15 формирователя 10 управляющих импульсов появляется вы13 составе упр;113 1)1(жl< г ) < и) и:3 11 E

Расслсы(3((нllя TP111 Ell 1 )! 1 < <)E,! 111 3< 7 < Я

ЧТО Г!риводllт Е; 3 Н 1 ill ò< 11 Н<) <у « )к р 1 щению коммуTH1111<))lllhlH 11 . геpl. в и )мент

За(н(рания, и, как с.l<.,ствие, L 1((. шае Тс я пере гре13 ре г у:(ирующе(о тр;(нэис тора, 17o(3(IIIIHe TcH J

Предложенное устройство (« жет быть использован<- в схемс ylEp;II)EIO IEIIH сетевым бестрансформэторн(13(стабилизирова((ным преобра Зоват<.лгм (фиг. 3) .

Устройство не требует установки в цепи управления регу<ирующим транзистором дополнительных дискретных элементов — мало. )ошных транэис-торов, конденсаторов и т.п., подг<ерг((ю(цихся в процессе работы воздействию нестационарных процессов в сети, так как указанные элементы соединены с входом управления силового регулирующего транзистора и через ксиплексное сопротивление монтажа (емк: ст),монтажа, сопротивление изоляци)1) связаны с сетью.

Применен((с пред.(оже нногс) стабилизатора в о TJIIèèL от (<э вестн<. го не ограничено фо17ио)1 управляю(цего напряжения с паузой на ну)(е (фиг.2в,к).

На выходных обмотках трансформаторов задающего генератора и формирователя могут действовать напряжения прямоу Гольнои формы со севлжно(тью два (фиг. 2а, л), смец(ающи<зс я в процессе регулирования одно относительно другого на угол регулирова(гия, В результате сложения укаэанных напряжений с помощью предложенного устройства 1<<1 (3 OJ(L ylip;IIE:IL III(H pel улирующего транзистора (ф)(г. 2м) будет действовать результирующее двухполярное напряжение, аналогичное по форме напряжению и;1 диаграмме (фиг.2г,м). В промежутка)х времени син:,)<(э ности напряжений залая)щего генс ра гора и формирователя диоды 27 и 28 (фи) . 1) оказываются запертыми и на входе упра вления ре гулирук)ще го T J);E EI 311c To j)d действует oTIEI(pJE()UI< o EEEEEJ))Emu гн(е двухполупериодного 1)ыпр)(((итслkl на;(иодах, 1 7 и 18. Pe 1 yJII(J)yki)1!(III I тра El.)ис 7 ор открь(т.

Во временных проис жу71 ;Eх (,.-Г,, (<1)I(l. 2а,,и E противоЬ фаз ности yк(1 3 lkllll)(х напряж< . Illlll э ти

IlапРЯжения ) се:E;l k(II3ал<. 1 17< с.<1< JIL)H(1

ТЕЛЬНО, ПОС TУ ;(ЮI Н.l (3:x< .ПР E(3

137ээ98

Pе гУ. 1!!1)У !))ще Го i Pл н 31! 0 òîÐ 1 I««л .) E!Pлl(t щеи iiil, !))рвов ти и грлпзист р «лпирлр гся.

Ф о р .".; 1 л i! з о б р е г е и и я

Ключе ВО)1 С Т 1бЕ1 1п 3<1 1 ) 1) Постоя н НО! 0 напряжения, содержлщ)гй последователь но соединенные силовой регу.-1ирующий транзистор и 1.CD-фильтр ))ежду входными и выходными выводами, задающий генерл Iop, модуляционный бчок, состоящий из генератора пилообразного напряжения, компараторл и усилителя обратной связи, причем выход генератора пилообразного напряжения подключен к первому входу компаратора, второй вход которого соединен с усилителем обратной связи, связанным с выходными в ьгн одами, л вь1хо;! к о мпар атора связан с первым входом форми— равателя управляющих импульсов, второй вход кот0p0I подк:1к)lpн к первоЕ! ЫХ 0 1) 3 ЛДЛ)ОЩЕГ0 ГЕ 11ЕРЛТОРЛ Б ТО рым I«ыходом подключенногo к гpíåðÿтору !i!!. 1ооб рл з ного напряжения, выходная об !откл трансформатора формироватепя управляющих им ульсов краиними выводами через выпрямитель и . IðàíII÷EIòåëI íIIé резистор подключена к управляющему электроду регулирующего транзистора, о т л и ч а ю щ и йя тем, что, с целью повышения КЩ

10 и надежности стабилизатора, в выходной трансформатор задающего генератора введена дополнительная обмотка, крайние выводы которой через введенные диоды подключены к крайним выво15 дам выходной обмотки трансформатора формирователя управляющих импульсов, л средняя точка — к управляющему электроду регулирующего транзистора, выпрямитель формирователя управляю20 щих импульсов выполнен по двухтактной схеме о средней точкой, которая подключена к силовому электроду регу:1ирующего 1р,1нзистора, 1

13 72298

Составитель А.Волкова

Редактор А.Козориз Техред М.Ходанич Корректор А.Тяско

Заказ 483/40 Тираж 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород ул.Проектная, 4