Регулятор постоянного напряжения

Регулятор постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,п 55074I

Сента Свввтскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.11.74 (21) 2073930/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.03.77. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 11.04.77 (51) М Кл- Н 02М 3/155

G 05F 1/56.Государственный комитет

Совета Министров СССР по делан изобретений и открытий (53) УДК 621.316.722 (088.8) (72) Авторы изобретения

В, П. Борисов и И. И. Колосков (71) Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР ПОСТОЯННОГО НА П РЯ)КЕ Н ИЯ

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для использования в ключевых стабилизаторах постоянного напряжения.

Известны регуляторы постоянного напряжения, содержащие ключевой транзистор, фильтр и диод.

В подобных устройствах для уменьшения коммутационных потерь применяют форсированное запирание силового транзистора с помощью источника, получаемого от преобразователя напряжения или дополнительного источника постоянного напряжения, или специального двухобмоточного дросселя, или выходного напряжения стабилизатора.

В силовой цепи известных устройств содержится включенная параллельно входным зажимам через конденсатор фильтра последовательная цепь из дросселя фильтра и перехода коллектор †эмитт основного транзистора. При этом им свойственны два основных недостатка; для уменьшения коммутационных потерь необходим специальный источник, что усложняет схему и уменьшает ее надежность; амплитуда запирающего тока ограничена и не зависит от амплитуды тока нагрузки, что не позволяет уменьшить до минимума коммутационные потери.

Из известных устройств наиболее близким является регулятор напряжения, где в качестве дросселя фильтра используется двухобмоточный дроссель, первичная обмотка которого включена последовательно с источником

5 входного напряжения и регулирующим транзистором, а вторичная — через диод фильтра параллельно нагрузке. Для форсированного запирания регулирующего транзистора применен триггер Шмитта, один из трачзисторов

10 которого через диод подключает выходное напряжение стабилизатора к базе регулирующего транзистора.

Однако амплитуда запирающего тока в данном устройстве ограничена, вследствие

15 чего возрастают коммутационные потери и снижается к.п,д. регулятора. Кроме того, для создания достаточно мощного запирающего импульса требуется введение дополнительных каскадов усиления, 20 Для упрощения схемы и повышения к,п,д. предложенного регулятора напряжения в нем база управляющего транзистора через резистор соединена со средней точкой резистивно-емкостной цепи, включенной между

25 анодом диода фильтра и коллектором основного транзистора.

На чертеже приведена принципиальная схема регулятора постоянного напряжения, Регулятор постоянного напряжения содеркпт основной транзистор 1, управляющий

550741

55 б0

05 транзистор 2, источник питания 3, соединенный через перв|ичную обмотку дросселя 4 и основной транзистор с нагрузкой 5, диод фильтра б. Между коллектором основного транзистора и анодом диода фильтра включена цепь, состоящая из конденсатора 7 и резистора 8. Средняя точка этой цепи через ограничивающий резистор 9 подключена к базе управляющего гранзисгора, эмиттерный переход которого шунтирован диодом 10. Параллельно нагрузке подключен конденсатор фильтра 11. Для отпирания транзистора 1 служит дополнительный источник, подключенный через резистор 12. В процессе работы осуществляются поочередное включение и отключение регулирующего транзистора 1, вследствие чего источник 3 периодически подключается через дроссель 4 и регулирующий транзистор 1 к нагрузке 5.

При этом на нагрузке 5 (и конденсаторе фильтра 11) получается постоянное напряжение, величина которого зависит от соотношения между длительностями включенного и выключенного состояний транзистора 1.

Коммутация регулирующего транзистора 1 осуществляется с помощью импульсов управления, подаваемых извне на базу управляющего транзистора 2.

11ри подаче положительного импульса на базу транзистора 2 последний отпирается и подключает переход база — эмиттер транзистора 1 к отрицательно заряженному выводу конденсатора 11. Транзистор 1 начинает запираться, его коллекторный ток, а следовательно, и ток через первичную обмотку дросселя 4 резко уменьшается, что приводит к изменению полярности э,д.с. на первичной обмотке дросселя 4 и появлению на ней всплеска перенапряжения с полярностью, указанной на чертеже в скобках.

На вторичной обмотке дросселя 4 также наводится э.д.с. соответствующей полярности, и начинает протекать ток от вторичной обмотки дросселя 4 через диод 6 и нагрузку 5.

Всплеска напряжения не образуется, так как это напряжение огран ичено суммой напряжений на конденсаторе 11 и диоде б.

Ограничение амплитуды импульса перенапряжения осуществляется с помощью цепи конденсатор 7 — резистор 8.

При наличии последней в начальный момент перехода транзистора 1 в запертое состояние появление перенапряжения на его коллекторе приводит к кратковременному увеличению импульса тока через конденсатор 7, который далее протекает по двум це. пям: через резистор 8 и через резистор 9— переход база †эмитт транзистора 2, Увеличенное значение импульса вызывает форсированное отпирание транзистора 2 и, следовательно, форсированное запирание транзистора 1.

После окончания переходного процесса транзистор 2 будет удерживаться во включенном состоянии током, протекающим от

50 вторичной обмотки дросселя 4 через резисторы 8, 9 и переход база — 1эмиттер транзистора

2 (полярность э.д.с. обмоток дросселя 4 показана в скобках). При этом ток от внешнего источника смещения через резистор 12 (ранее поступавший в переход база — эмиттер транзистора 1) будет протекать через транзистор 2.

При подаче извне отрицательного импульса управления «ra базу транзистора 2 последний запирается. После этого ток от внешнего источника смещения через резистор 12 начинает протекать в переход база — эмиттер транзистора 1 и открывает последний.

При вкл«очени и транзистора 1 меняется полярность э.д.с. на обмотках дросселя 4 (показана без скобок). Запирается диод б, и начинает протекать ток от вторичной обмотки дросселя 4 через резисторы 8, 9 и диод 10.

Смещением, образованном на ограничивающем диоде 10, транзистор 2 будет удерживаться в отключенном состоянии до момента пр ихода следующего положительного импульса управления, после чего описанные процессы повторяются.

В случае увеличения тока нагрузки процесс запирания транзистора 1 будет прочсходить так же быстро, как и при малых токах нагрузки. Это объясняется тем, что при больших токах амплитуда импульса перенапряжения, возникающая в момент запирания транзистора 1 на его коллекторе, будет также увеличиваться. Это влечет за собой увеличение тока базы транзистора 2, что форсирует процесс отключения регулирующего транзистора 1, снижает коммутационные потери и позволяет уменьшить число каскадов усиления сигнала управления транзистором 2.

Цепь, состоящая из конденсатора 7 и резистора 8, кроме описанного назначения защищает транзистор 1 от пробоя, уменьшая амплитуду импульса перенапряжения в момент закрытия регулирующего транзистора, т. е. наличие этой цепи позволяет увеличить индуктивность рассеяния между обмотками дросселя, что крайне ва«кно для уменьшения коммутационных потерь, вызванных образованием свехртока в момент запирания диода 6, Формула изобретении

Регулятор постоянного напряжения, содер. жащий подключенную параллельно входным зажимам через конденсатор фильтра цепь., образованную первичной обмоткой дросселя фильтра, вторичная обмотка которого соеди= иена послеДовательно с Диодом ф!ильтра, и переходом коллектор †эмиттер основного транзистора, к базе которого подключен управляющий транзистор, отличающийся тем, что, с цель1о упроШения схемы и повы. шения к.п,д., база управляющего транзистора

550741

Составитель И. Галиева

Техред И. Караидашова

Корректор Л. Котова

Редактор С. Хейфиц

Заказ 613/14 Изд. ¹ 296 Тираж 899 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета. Министров СССР по делам изобретений п открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 через резистор соединена со средней точкой резистивно-емкостной цепи, включенной между анодом диода фильтра и коллектором основного транзистора.