Стабилизированный источник постоянного напряжения

Стабилизированный источник постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свна-ву (22) Заявлено 06.01,76(21» Z310935/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.04.79,Бюллетень № 14

Союз Советских

Социалистических

Республик

< 657420 (51) M. Кл. й

Cj 05. Р 1/56

Государственный квинтет

СССР оо делам изобретений н открытий (53) УДК 621.316. .722, 1 (088.8) Пата опубликования описания 19.04.79 (72) Авторы изобретения

В. Т. Барабаш и В. В. Сазонов (71) Заявителк

Куйбышевский политехнический институт им. В. В. Куйбышева и Куйбышевский институт инженеров железнодорожного транспорта (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для элекропитания различных радиоэлектронных устройств автоматики, тел механики, измерительной и вычислительной техники, Известен стабилизированный источник постоянного напряжения, содержащий импульсный и линейный стабилизаторы постоянного напряжения (11.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является стабилизированный источник постоянного напряжения, содержащий последовательно соединенные импульсный и линейный стабилизаторы постоянного напряжения, причем импульсный стабилизатор постоянного напряжения состоит из регулирующего транзистора, включенного в одну из силовых шин, входной силовой зажим которого соединен с одним из входных выводов, выходной силовой зажим — с входом

Д(,(„ -фильтра, управляющий зажим - с выходом управляющего узла, включающего в себя источник опорного напряжения, а линейный стабилизатор постоянного напряжения состоит из регулирующего транзистора, входной силовой зажим которого соединен с выходом Д1.С

5 фильтра, выходной силовой зажим — с одним из выходных выводов, а управляющий зажим — с выходом управляющего узла, входом подсоединенного к выходным выводам )Z j, Недостатком известных стабилизированных источников постоянного напряжения является сложность их схем.

Для упрощения схемы в предлагаемом источнике управляющий узел импульсного стабилизатора постоянного напряжения выполнен в виде несимметричного магнитно-транзисторного преобразователя на двух переключающих транзисторах и трансформаторе, первичная обмотка которого средней точкой подключена к эмиттерам переключающих транзисторов, коллекторами подсоединенных к входным выводам, одним из крайних выводов че657420

25 рез резистор - к базам переключающих транзисторов, а другим крайним выводом через источник опорного напряжения— к выходному силовому зажиму регулирующего TpBHGHGTope линейного стабилизато- 5

pB IIDcToHlIHoFo напряжения, при этом вторичная обмотка трансформатора преобразователя одним выводом подключена к управляющему зажиму регулирующего транзистора импульсного стабилизатора постоянного напряжения, а другим выводом через диод - к входному силовому зажиму этого же регулирующего транзистора и через второй резистор - к общей шине.

1$.

На чертеже дана принципиальная электрическая схема описываемого источника.

Стабилизированный источник постоянного напряжения содержит линейный стабилизатор постоянного напряжения, состоящий иэ регулирующего транзистора 1 и управляющего узла 2, и импульсный стабилизатор постоянного напряжения, состоящий из регулирующего транзисто ра 3, Й .С -фильтра на диоде 4, дросселе 5 и конденсаторе 6 и управляющего узла, выполненного в виде магнитнотранэисторного преобразователя на трансформаторе 7 и переключающих транзистоЗО рах 8 и 9, и источника опорного напряжения на стабилитроне 10 и конденсаторе 11, Вторичная обмотка трансформатора 7 одним выводом подключена к базе транзистора 3, а другим через

35 диод 12 - к одному входному выводу и через резистор 13 - к другому входному выводу. Коллекторы транзисторов

8 и 9 подключены параллельно входным

40 выводам. Первичная обмотка трансформатора 7 разделена пополам на две обмот. ки 14 и 15, причем последовательная цепочка иэ обмотки 14 и резистора 16 подключена между эмиттерами и базами переключающих транзисторов 8 и 9, а обмотка 15 одним концом подсоединена к эмиттерам транзисторов 8 и 9, а другим через источник опорного напряжения - к коллектору транзистора 1. 56

Стабилизированный источник постоянного напряжения работает следующим образом.

Напряжение на выходе импульсного стабилизатора определяется выражением 55

Вкл Bt кл где, „, и 1 — длительности инвь кл тервалов включенного и выключенного состояний транзистора 3;, E - напряжение питания стабилизированного источника.

Время 1 „л включенного состояния определяется временем перемагничивания сердечника трансформатора 7 под действием разности напряжения E питания, опорного напряженияЦ стабилитрона 10 и напряжениями на нагрузке. Это время . определяется по формуле

2Ь %/Q оп н -де Э .—.индукция насьпцения сердечника трансформатора 7; 4 - число витков обмотки 15 трансформатора 7;

6 - площадь поперечного сечения сердечника трансформатора 7.

В течение времени 1в„„под действием напряжения на обмотке 14 транзистор

8 открыт, по цепи: + E- транзистор

8 — обмотка 15 - стабилитрон 10 и конденсатор 11 — нагрузка протекает ток, обеспечивающий питание стабилитрона

10 и заряд конденсатора 11 до уровня напряжения 0 „.

При насыщении сердечника трансформатора 7 транзистор 8 запирается, а транзистор 9 отпирается, в результате чего сердечник трансформатора начинает перемагничиваться в другом направлении под действием приложенной к обмотке

15 суммы выходного напряжения U и напряженияЦп на конденсаторе 11.

При этом транзистор 3 заперт и время его запертого состояния равно

2В, ЖQ (s)

Выел ц + ц„

Иэ выражений (1) — (3) получают ц„=о „+и„, (4)

Напряжение на регулирующем транзисторе 1 линейного стабилизатора постоянного напряжения равно

От 1 + 11 ()

-Из выражений (4) и (5) имеют

"T= Ооп. (6

Из выражения (6) видно, что напряжение на транзисторе 1 в данном источнике не зависит от напряжения 0 и на выходе и напряжение Я питания. Эта же задача решается в известных источниках

657420 с двумя регулирующими элементами более сложными средствами, путем образования в импульсномстабилиэаторе замкнутого контура управления по отклонению напряжения 0 от заданного значения.

Как видно из выражения (4), в предлагаемом источнике напряжение 0 на входе линейного стабилизатора постоянного напряжения не зависит от величины напряжения питания, Это создает дополнительную стабилизацию выходного напряжения Ц „по отношению к возмущениям cD cTOpoHbI напряжения

Е питания. В известных стабилизированных источниках с двумя регулирующими элементами это свойство отсутствует.

Таким образом, предложенный источник обладает всеми преимуществами источников с двумя регулирующими элементами и одновременно черезцычайно прост и надежен. Он может найти широкое применение в качестве нерегулируемых и регулируемых источников стабилизированного напряжения различных радиоэлектронных устройств. Особенно эффективно его применение в случаях, когда требуется одновременно обеспечить хорошее качество стабилизации, высокий КПД, малые габариты и вес, широкий диапазон регулирования, высокую надежность и низкую стоимость.

Формула изобретения

Стабилизированный источник постоянного напряжения, содержащий последовательно соединенные импульсный и линейный стабилизаторы постоянного напряже» ния, причем импульсный стабилизатор постоянного напряжения состоит из регулирующего транзистора, включенного в одну из силовых шин, входной силовой зажим которого соединен с одним из входных выводов, выходной силовой зажим — с входом LlL,С -фильтра, управляющий зажим — с выходом управляюще- го узла, включающего в себя источник опорного напряжения, а линейный стаби5 лизатор постоянного напряжения состоит из регулирующего транзистора, входной силовой зажим которого соединен с выходом L1LC -фильтра, выходной силовой зажим - с одним из выходных выводов, 0 а управляющий зажим - с выходом управляющего узла, входом подсоединенного к выходным выводам, о т л и ч а юч и и с я тем, что, с целью упрощения сЖемы, управляющий узел импульсного стабилизатора постоянного напряжения выполнен в виде несимметричного ма нитно-транзисторного преобразователя на двух переключающих транзисторах и трансформаторе, первичная обмотка которого средней точкой подключена к эмиттерам переключающих транзисторов,. коллекторами подсоединенных к входным выводам, одним из крайних выводов через первый резистор — к базам пере 3 ключаюших транзисторов, а другим крайним выводом через источник опорного напряжения — к выходному силовому зажиму регулирующего транзистора линейного стабилизатора постоянного напряжения, Зй при этом вторичная обмотка трансформатора преобразователя одним выводом подключена к управляющему зажиму регулирующегo транзистора импульсного стабилизатора постоянного напряжения, 3S а другим выводом через диод - к входному силовому зажиму этого же регулирующего транзистора и через второй резистор - к общей шине.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ж 360655, кл. G 05 F 3/08, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

М 308424, кл. G- 05 Р 1/56, 1973.

657420

Составитель Л. Мордвинкина

Редактор А. Пейсоченко Техред 3. Фанта Корректор М. Пожо

Заказ 1795/47 Тираж 1014 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьгтий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4l5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4