Стабилизатор постоянного напряжения

Стабилизатор постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

65ООЫ

ОП ИСАН И Е

ИЗОЬГЕт ЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ бетон 6666тонин

Со@напиетичесннн

Реепублин (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20.09.76 (21) 2405130/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 28.02.79. Бюллетень № 8 (45) Дата опубликования описания 28.02.79 (51) М. Кл. С 05F 1/56

Государственный комитат

СССР по делам изобретений и отгоытий (53) УДК 621.316.722.1 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. П. Игнатенков и 1О. К. Швецов (71) Заявитель (54) СТАБ ИЛ ИЗАТО Р ПОСТОЯ Н НОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках питания различной радиоте.;нической аппаратуры.

Известны стабилизаторы постоянного напряжения (1), (2).

Первое из известных устройств содержит регулирующий элемент, выполненный в виде последовательного соединения нескольких транзисторов, и орган управления, состоящий из измерительного элемента и усилителя постоянного тока.

Второе из известных устройств, являющееся наиболее близким техническим решением к данному изобретению, содержит два последовательно соединенных регулирующих транзистора, включенных в одну пз силовых шин, цепь обратной связи, состоящую из последовательно соединенных измерительного элемента, подключенного параллельно выходным выводам, органа сравнения и усилителя постоянного тока, и дополнительный источник питания. Недостатком этих устройств является низкий

КПД и сложная схема управ. пения стабилизатором.

Целью изобретения является повышение

КПД и упрощение схемы управления стабилизатором при сохранении динамических качеств.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор постоянного напряжения, содержащий два последовательно соединенных регулирующих транзистора, вклю5 ченных в одну из силовых шин, цепь обратной связи, состоящую из последовательно соединенных измерительного элемента, подключенного параллельно выходным выводам, органа сравнения и усили10 теля постоянного тока, и дополнительный источник питания, дополнительно введен задающий генератор, соединенный входами с соответствующими базами двух дополнительно введенных переключающих тран15 зисторов, к коллекторам которых соответственно подключены одни концы первичпых обмоток дополнительно введенного трансформатора, другие концы которых соединены друг с другом и через дополни20 тельно введенный делитель на резисторах подключены к дополнительному источнику питания, причем параллельно одному из резисторов делителя переходом эмиттер коллектор включен дополнительно введен25 ный транзистор, база которого соединена с выходом усилителя постоянного тока, при этом одна из вторичных обмоток указанного трансформатора через дополнительно введенный первый диодный мост с

30 параллельно включенным конденсатором

650061

30

55 б0

65 соединена с переходом база — эмиттср o;fного регулирующего транзистора, другая из вторичных обмоток через второй дополш тельно введенный днодный мост соединена с переходом база — эмиттер другого регулирующего транзистора, а между точкой соединения двух регулирующих транзисторов и общей шиной включен дополнительно введенный резистор.

На чертеже изображена схема стабилизатора.

Стабилизатор содержит последовательно соединенные регулирующие транзисторы

1, 2, задающий генератор 3, переключающие транзисторы 4, коллекторы которых подключены к первичным обмоткам трансформатора, делитель на резисторах 5, 6.

Параллельно резистору 5 переходом эмиттер — коллектор подключен транзистор 7, оаза которого соединена с выходом усилителя 8 чостоянного тока, диодный мост 9, диодный мост 10 с конденсатором 11, конденсатор 12 выходного фильтра и шунтирующий выход стабилизатора, высокочастотный конденсатор 13, тумблер 14 для подключения внешнего сигнала управления, симметрирующий резистор 15, клеммы 16, 17 тумблера 14.

Стабилизмор работает следующим образом.

При работе стабилизатора без сигнала управления (тумблер 14 B положении клеммы 16) с выхода задающего генератора 3 подается последовательность однополярных импульсов на базы переключающих транзисторов 4, которые коммутируют напряжение встречно включенных первичных обмоток трансформатора. Во вторичных обмотках индуктируется переменное напряжение прямоугольной формы (меандр), которое выпрямляется диодными мостами 9, 10 и подается на базы регулирующих транзисторов 1, 2. Этим напряжением управляются регулирующие транзисторы 1, 2. Сигнал разности выходного напряжения и опорного, усиленный усилителем 8 постоянного тока, изменяет ток коллекторного перехода транзистора 7 и тем самым управляет амплитудой напряжения на первичных и вторичных обмотках трансформатора через переключающие транзисторы 4. Вследствие чего изменяется напряжение на выходе мостов 9, 10, которое управляет величиной падения напряжения на переходах эмиттер — коллектор регулирующих транзисторов 1, 2, так, чтобы при всех дестабилизирующих факторах, действующих на входе и выходе стабилизатора выходное напряжение оставалось неизменным.

Выходное напряжение диодного моста 10 сглаживается конденсатором 11 небольшой емкости, а на выходе диодного моста

9 конденсатора нет. Поэтому на выходе диодного моста 9 будут иметь место провалы напряжен я, определяемые временем переключения диодов и длительностью фронта переменного прямоугольного ffaнряжения. 1 BK как можно обеспечить малуfo длительность фронта и малое время переключения диодов, то длительность провала составит доли микросекунды. Такой провал в значительной степени интегрируется емкостью эмиттерного перехода регулирующего транзистора 2. Полное сглаживание высокочастотной составляющей, обусловленной провалом напряжения в момент переключения диодов моста 9, обеспечивает высокочастотный конденсатор 13, который необходим независимо от характера нагрузки (импульсная или постоянная) и длины токоведущих проводов нагрузки. Постоянные времени по регулирующему воздействию на регулирующие транзисторы 1, 2 различны, причем для транзистора 1 постоянная времени больше за счет действия конденсатора 11. Поэтому быстропротекающие возмущения отрабатываются регулирующим транзистором 2, а более медленные и установившиеся — оооими транзисторами 1 и . Вследствие чего динамические качества стабилизатора не ухудшаются. Наличие конденсатора 11 обеспечивает более устойчивую работу стабилизатора и исключает насыщение только одного из регулирующих транзисторов, что могло бы иметь место в реальных случаях, обусловленных неидентичностью параметров регулирующих транзисторов и регулирующего воздействия на их базах по времени и по амплитуде. Для более устойчивой работы и равного распределения напряжения на коллекторах регулирующих транзисторов 1, 2 необходимо, чтобы постоянные времени по регулирующему воздействию значительно отличались. По этой же причине может возникнуть неравное распределение напряжения на коллекторах транзисторов 1, 2 при полном сбросе нагрузки, когда неидентичность характеристик транзисторов особенно сильно сказывается. Включение симметрирующего резистора 15 обеспечивает выравнивание напряжений.

При переключении тумблера 14 в положение клеммы 17 стабилизатор работает от внешнего сигнала управления, подаваемого относительно общей точки, B этом случае внешний сигнал управления является опорным. Поэтому выходное напряжение стабилизатора изменяется в соответствии с его величиной и формой.

В качестве регулирующего элемента может быть использован один регулирующий транзистор (составной), его база соединяется с диодным мостом без сглаживающего конденсатора. Включение конденсатора может привести к ухудшению устойчивости и динамических качеств стабилизатора.

650061

Так как измерительные цепи гальванически развязаны с силовой цепью, находящейся под повышенным напряжением, то отпадает необходимость в высоковольтных транзисторах на выходе УПТ, т. е. становится возможным использование микросхем,в измерительной цепи. Независимое управление каждым регулирующим транзистором позволяет исключить симметрпрующие резисторы достаточно большей Io мощности и обеспечить стабилизацию выходного напряжения от единиц вольт до сотен вольт.

Формула изобретсния

Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий два последовательно соединенных регулирующих транзистора, включенных в одну из силовых шин, цепь 00ратной связи, состоящую из последователь- 20 но соединенных измерительного элемента, подключенного параллельно выходны vl вы водам, органа сравнения и усилителя постоянного тока, и дополнительный источник питания, отличающийся тем, что, 2G с целью повышения КПД и упрощения управления стабилизатором при сохранении динамических качеств, в него дополнительно введен задающий генератор, соединенный входами с соответствующими базами аО двух дополнительно введенных переключающих транзисторов, к коллекторам которых соответственно подключены одни концы первичных обмоток дополнительно введенного трансформатора, другие концы которых соединены друг с другом и через дополнительно введенный делитель на pe"-.èсторах подключены к дополнительному источнику питания, причем параллс."..>. о одному из резисторов де.гится переходом эмиттер — коллектор включен дополнительно введенный транзистор, база которого соединена с выходом усилителя постоянного тока, при этом одна из вторичных оомоток указанного трансформатора через дополнительно введенный первый диодный мост с параллельно включенным конденсатором соединена с переходом база эмиттер регулир ющего транзистора, др гая из вторичных обмоток через второй <ополнительно введенный диодный мост сординена с переходом база — -эмиттер другого регулирующего транзистора, а между точкой соединения двух регулирующих транзисторов и общей шиной, включен дополнительно введенный резистор.

Источники информации, принятые во внимание прп экспертизе

1. Белопольский II. И. и др. Транзисторные стабилизаторы на повышенные и высокие напряжения. М., «Энергия», 1971. с. 6 — 8, рис. 1, 2.

2. Петрова Т. Н. и Петренко В. Г, Полупроводниковый стаоилизатор напряжения

500 в, 100 ма. Информационный листок

¹ 75 †08, ВИМИ, 2 декабря 1975.