Импульсный стабилизатор постоянного напряжения

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания различной радиоэлектронной аппаратуры. Целью изобретения является уменьшение уровня пульсаций выходного напряжения путем увеличения максимальной частоты коммутаций. Цель достигается за счет действия отрицательной обратной связи (ООС)s создаг . 5 3 .1в О «э

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУбЛИН

А1 (5 1) 5 G 05 F 1/56

Ъ

А

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОбРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГИНТ СССР (21) 4481972/07 (22) 13.09.88 (46) 23.03.91. Бюл. Р 11 (72) В.С.Уманский, А.Г.Ложкин и Ю. Н. Сне гирев (53) 621. 316. 722. l (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 629531, кл. G 05 F 1/56, 1977.

Алексенко А.Г. и др. Применение

1.нрецизионных аналоговых интегральных схем. М.: Радио и связь, 1981 с. !60, рис. 6.11.

ÄÄSUÄÄ1 6835

2 (54) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯН НОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания различной радиоэлектронной аппаратуры. Целью изобретения является уменьшение уровня пульсаций выходного напряжения путем увеличения максимальной частоты коммутаций. Цель достигается за счет действия отрицательной обратной связи (ООС), созда1б 36835 ваемой током разряда конденсатора 19 °

ООС обеспечивает поддержание постоянства степени насыщения ключевого транзистора . При этом предотвращает5 ся увеличение времени выключения клюИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано преимущественно для питания радиоэлектронной аппаратуры общего применения, в частности для питания блоков ЭВМ.

Цель изобретения — уменьшение уровня пульсаций выходного напряжения путем увеличения максимальной частоты ко ммут ации.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема импульсного стабилизатора постоянного напряжения; на фиг. 2 — временные диаграммы напряжений, поясняющие принцип его работы. 25

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения (фиг. 1) содержит ключевой транзистор 1, DLC-фильтр 2 в составе дросселя 3 с основной 4 и дополнительной 5 обмотками, возвратного 30 диода 6 и кондейсатора 7. Имеются также делитель 8 напряжения, компаратор

9, исто чник 10 о порно го напряжения, первый резистор 11 и первый конденсатор 12.

При этом коллектор и эмиттер транзистора 1 подключены соответственно квходному выводу и к входу DLC"фильтра

2, т.е. к катоду диода 6. К выходу фильтра. - (т.е ° параллельно конденсатору 7), соединенному с выходным вы- водом, присоединен вход делителя 8 напряжения, выход которого соединен с пер. вым входом компаратора 9, к второму входу которого подключен источник 10 опор- 45 ного напряжения, Один вывод обмотки

5 дросселя 3 соединен с базой ключевого транзистора 1.

Кроме того, стабилизатор содержит четыре диода 13-16, второй 17 и тре- 5 тий 18 резисторы, второй конденсатор

19 и дифференцирующую цепочку 20. При этом второй вывод обмотки 5 соединен с эмиттером ключевого транзистора 1.

Выход компаратора 9 через диод 13, 55 включенный в проводящем направлении, подключен к входу дифференцирующей цепочки 20„ который через резистор ll соединен с общей шиной. Выход цепочки чевого транзистора I, что позволяет повысить максимальную частоту его коммутации и как следствие уменьшить уровень пульсаций выходного напряжения ° 2 ил е

20 через конденсатор 12 подключен к базе ключевого транзистора 1 и к катоду диода 14, анод которого подключен к эмиттеру ключевого транзистора

l, к базе которого подключен анод диода 15. Катод последнего через резистор 17 соединен с общей шиной и через конденсатор 19 подключен к аноду диода

16, который через резистор 18 подкпючен к отводу основной обмотки 4 дросселя 3.

При этом катод диода 16 присоединен к коллектору ключевого транзистора 1, а обмотки 4 и 5 дросселя 3 соединены согласно.

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения (фиг. 1) работает следующим образом.

В исходном состоянии в момент включения первичного источника питания конденсатор 7 еще не успел зарядиться, и выходное напряжение стабилизатора, равное напряжению Е7 на конденсаторе 7, еще равно нулю (фиг. 2а).

В этих условиях на выходе компаратора

9 появляется импульс Е напряжения логиУ ческой единицы, который через диод 13 подается на вход дифференцирующей цепочки 20 (фиг. 2б) . На выходе цепочки 20 появляется кратковременный положительный импульс Е< который получается в результате дифференцирования импульса Е (фиг, 2в), Импульс Е пос20 тупает на базу транзистора 1 через конденсатор 12, транзистор отпирается и через него и основную обмотку 4 дросселя 3 начинается заряд конденсатора 7. Диод 6 при этом заперт, Конденсатор 19 заряжается напряжением, которое существует на отводе обмотки

4. Ток 1 заряда конденсатора 19 положительной полярности протекает по цепи; отвод обмотки 4 — резистор 18 конденсатор 19 — резистор 17 — конденсатор 7. Диоды 14-16 при этом заперты.

На обмотке 5 создается напряжение

Е, которое поступает на базу транзистора 1 и удерживает его в открытом состоянии после окончания поло36835 од 6, и энергия иэ указанной индуктивности передается через диод 6 в кснденсатоп 7.

Достигаемое при совокупном действии отрицательной обратной связи и отрицательного импульса Egо уменьшение времени выключения транзистора 1 позволяет повысить максимальную частоту-коммутации при работе с большими токами нагрузки. Как следствие, уменьшается уровень пульсаций.

45

55

16 жительного импульса Е (фиг. 2 в ° д), При этом под действием напряжения Е создается ток I, который протекает по цепи: левый вывод обмотки 5 — промежуток база-эьиттер ключевого транзистора 1, правый вывод обмотки 5. Напряжение Е< между коллектором и эмиттером у открытого транзистора 1 под действием напряжения Е уменьшается (фиг. 2 г), Как только напряжение E станет меньшим, чем напряжение Е, до которого ранее зарядился конденсатор 19, происходит отпирание диодов 14-16, В результате конденсатор 19 начинает разряжаться, причем ток <> его разряда протекает по цепи: верхняя обкладка конденсатора 19 — диод 16 промежуток коллектор-эмиттер открытого транзистора 1 — диод 14, зашунтированный обмоткой 5 — диод 15 нижняя обкладка конденсатора 19 (фиг. 2е). Часть тска I протекает через обмотку 5 и создает на ней падение напряжения, приложенное к промежутку эмиттер-база ключевого транзистор а таким образом, что ток I уменьшается. Ток 11 при этом тем больше, чем меньше величина сспрстив— ления насыщения у транзистора. 1, т. е. чем больше степень его насьпцения.

Таким образом, ток разряда конденсатора, уменьшая величину тока

1, создает отрицательную обратную связ ь. Ее действие обеспечивает поддержание постоянства степени насыщения транзистора 1, например, при коле баниях температуры окружающей среды и/или вариациях амплитуды импульсов

Е на базе. Тем самым предотвращается увеличение времен выключения транзистора 1, например, при повышении температуры окружающей среды.

В момент, когда выходное напряжение Е7 достигнет заданного номинала

Еи м, напряжение на выходе делителя

8, пропорциональное Е7, становится равным опорному напряжению источника

10. В этот момент на выходе компаратора 9 формируется отрицательный перепад напряжения Е q после дифференцирования в цепи 20 на ее выходе появляется отрицательный импульс Е о, которым форсированно запирается транзистор 1 (фиг. 2в, p) Под действием

ЭДС- самоиндукцни, возникающей в HH дуктивности обмотки 4, отпирается диФормул а изобретения

Импульсный стабилиз атор по стоянно= го напряжения, содержащий ключевой транзистор, коллектор которого подключен к входному выводу, а эмиттер — к входу DLC"фмпьтра„ выход которого соединен с выходным выводом, делитель напряжения, включенный между выходным выводом и общей шиной, выход которого соединен с одним из входов компаратор а, дру гой вход которо го подключен к источнику опорного напряжения, первый резистор и первый конденсаторр, при этом дрсссель DLC-фильтра выполнен двухобмсто чным с основ ной и дополнительной обмотками, причем дополнительная обмотка одним выводом соединена с базой ключевого транзистора, а основная обмотка включена между входом и выходом OLC-фильтра, о т л и ч B ю щ и Й с я тем что с целью уменьшения уровня пульсаций выходно ro напряжения путе м ув ели чев ния максимальной частоты коммутации, в него введены четыре диода, второй и третий резисторы, второй конденсатор, а также дифференцирующая цепочкаа, а основная обмотка дросселя DLCфильтра снабжена отводом, при этом второй вывод дополнительной обмотки дросселя 01.C-фильтра соединен с эмиттером ключевого транзистора, выход компаратора через первый диод, включенный в провсдящем направлении, подключен к входу дифференцирующеи цепочки и через первый резистор к общей шине, выход дифференцирующей цепочки через первый конденсатор подключен к базе ключевого транзистора и к катоду второго диода, анод которого подключен к эмиттеру ключевого транзистора, к базе которого подключен анод третьего диода, катод которого через второй резистор соединен с общей шиной и чер .з второй конденса16 36835

Составитель В. Новиков

Техред Л.Сердюкова Корректор А. Обручар

Редактор В.Данко

3 ак аз 816 Тираж 472 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Гагарина, 101 тор подключен к аноду четвертого диода, который через третий резистор подключен к отводу основной обмотки дросселя 0LC"фильтра, причем катод

Eg, Е5

Iyy е а четвертого диода присоединен к кол лектору ключевого транзистора, а дополнительная и основная о,бмотки дросселя 01.С "фильтра соединены согласно.