Ключевой транзисторный стабилизатор напряжения постоянного тока
Патент 658538
Авторы
Классы МПК
Ключевой транзисторный стабилизатор напряжения постоянного тока
Иллюстрации
Реферат
:1 Т. О Il И С А Н И Е ni>658538
ИЗОБРЕТЕН Ия
Союз Соввтсиих
Социалистммеских
Реслу6лин
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 17.03.77 (21) 2463976j24-07 с присоединением заявки Я— (23) Приоритет— (51) М К
G 05 F 1)56
Государственный комитет
СССР па делам изобретений н открытий (53) УДК 621.316. . 722. 1 (088. 8) Опубликовано 25.04.79. Бюллетень ¹ 15
Дата опубликования описания 2 О" 79 (72) Автор изобретения
В. Р. Бирюков (7l) Заявитель (54) КЛ)ОЧЕВОЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ
ПОСТОЯННОГО ТОКА
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в цепях питания различной радиоэлектронной аппаратуры.
Известны ключевые транзисторные стабилизаторы напряжения постоянного тока (1) и 12), Первое из известных устройств (1) содержит транзисторный регулятор и блок управления, выполненный в виде управляемого мультивибратора, который регулирует соотношение между включенным и отl0 ключенным состоянием транзисторного регулятора.
Указанное устройство имеет низкий коэффициент стабилизации выходного напряжения и большое внутреннее сопротивление.
Второе из известных устройств (2), являющееся наиболее близким техническим решением к данному изобретению, содержит регулирующий элемент, включенный в одну из силовых шин, к выходу которого подключен LCD-фильтр, выходом соединенный с выходными выводами и со входом измерительного органа на транзисторе, широтно-импульсный модулятор, выполненный на основе несимметричного магнитно-транзисторного генератора, состоящего из первого и второго транзисторов и трансформатора, выходная обмотка которого подключена к управляющему входу регулирующего элемента, а две рабочих обмотки подключены одними концами к коллекторам первого и второго транзисторов соответственно, стабилитрон и третий транзистор, коллектор которого соединен с минусовой шиной, а база — с коллектором транзистора измерительного органа.
Недостатком этого устройства является низкий коэффициент стабилизации и большое внутренне сопротивление.
Целью предлагаемого изобретения является повышение коэффициента стабилизации выходного напряжения и уменьшение внутреннего сопротивления.
Поставленная цель достигается тем, что в ключевой транзисторный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержагций регулирующий элемент, включенны и в одну из силовых шин, к выходу которого подключен LCD-фильтр, выходом соединенный с выходными выводами и со входом измерительного органа на транзисторе, широтно-импуль658538
1$ зо з$
4$
$o
$$ IihlH модулятор, выполненный на основе несимметричного магнитно-транзисторного генератора, состоящего из первого и второго транзисторов и трансформатора, выходная обмотка которого подключена к управляющему входу регулирующего элемента, а первая и вторая рабочие обмотки подключены одними концами к коллекторам первого и второго транзисторов соответственно, стабилитрон и третий транзистор, коллектор которого соединен с минусовой шиной, а база — с коллектором транзистора изме рительного органа, дополнительно введен четвертый транзистор, эмиттер которого соединен с другим концом первой рабочей обмотки, коллектор — с минусовой шиной, а база — с катодом стабилитрона и с эмиттером второго транзистора широтноимпульсного модулятора, анод стабилитрона соединен с эмиттером третьего транзистора, а другой конец второй рабочей обмотки подключен к минусовой шине.
Схема стабилизатора напряжения приведена на фиг. I; на фиг. 2 представлены эпюры напряжений.
Стабилизатор содержит регулирующий элемент I, широтно-импульсный модулятор, выполенный на транзисторах 2, 3 и трансформаторе 4, LCD-фильтр, выполненный на катушке индуктивности 5, конденсаторе 6 и диоде 7, измерительный орган, выполненный иа резисторах 8, 9, IO, стабилитроне 11 и транзисторе 12, два транзистора 13, 14, делитель напряжения 15, 16, стабилитрон 17, резистор 18, нагрузку 19. Стабилитрон 17, транзистор 14 и резисторы 15, 16 выполняют роль опорного источника напряжения, управляемого с выхода измерительного органа.
При подключении схемы к источнику питания с помощью резистора смещения, включенного между базой транзистора 2 и минусом источника питания, открывается транзистор 2. Одновременно открываются транзистор !4 (по цепи: источник питания— резистор 18 — стабилитрон 17 — эмиттербаза транзистора 14 — резистор 16) и транзистор 13. Напряжение источника питания за вычетом падения напряжения на переходе коллектор-эмиттер транзистора 13 прикладывается к первой рабочей обмотке трансформатора, в результате чего на ее выходе формируется напряжение прямоугольной формы с длительностью импульса ti (фиг.2), Это напряжение открывает транзистор 1 и напряжение источника питания прикладывается к нагрузке 19. По истечении времени 1 транзистор 2 выключается (насьпцается сердечник) и включается транзистор 3, который подключает вторую рабочую обмотку трансформатора 4 к источнику опорного напряжения, состоящего из элементов 14—
17, на интервале времени t . Напряжение опорного источника устанавливается с помощью делителя, выполненного на резисторах 15, 16, при этом падение напряжения на переходе коллектор-эмиттер транзистора
13 равно напряжению опорного источника плюс напряжение на переходе эмиттер-база
V,g транзистора 13. Таким образом, к первой рабочей обмотке прикладывается разность напряжений питания Uq и падения напряжения на переходе коллектор-эмиттер Uq транзистора 13, а к другой обмотке— напряжение опорного источника Ь,п. Для стабилизации напряжения на нагрузке необходимо иметь равенство напряжений V
4В
=VOA
Для повышения коэффициента стабилизации выходного напряжения необходимо, чтобы ()кз было больше Uo В данном случае это обеспечивается самой схемой. так как напряжение 1)кз больше U«va величину Uqp транзистора 13. Дальнейшее увеличение коэффициента стабилизации выходного напряжения осуществляется по цепи обратной связи (8 — 12) . Пусть напряжение на выходе возрастает. Тогда уменьшается ток через транзистор 12, а ток базы транзисторов 13, 14 увеличивается. Тогда в результате уменьшения напряжения опорного источника и падения напряжения на транзисторе 13 уменьшается длительность импульса и увеличивается длительность паузы.
Таким образом, одновременно уменьшается длительность импульса t> и увеличивается длительность паузы tt., что уменьшает выходное напряжение стабилизатора, поддерживая его постоянным. Одновременно уменьшается внутреннее сопротивление стабилизатора.
Кроме того, в данной схеме улучшается температурная стабильность выходного напряжения.
Формула изобретения
Ключевой транзисторный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий регулирующий элемент, включенный в одну из силовых шин, к выходу которого подключен LCD-фильтр, выходом соединенный с выходными выводами и со входом измерительного органа на транзисторе, широтноимпульсный модулятор выполненный на основе несимметричного магнитно-транзисторного генератора, состоящего из первого и второго транзисторов и трансформатора, выходная обмотка которого подключена к управляющему входу регулирующего элемента, а первая и вторая рабочая обмотки подключены одними концами к коллекторам первого и второго транзисторов соответственно, стабилитрон и третий транзистор, коллектор которого соединен с минусовой шиной, а база — с коллектором транзистора измерительного органа, отличающийся тем, что, с целью увеличения коэффициента ста658538 фиг. 2
Составитель С. Чернышева
Редактор Д, Мепуришвили Техред О. Луговая Корректор Е. Папп
Заказ 2056(43 Тираж 1014 Подписное
UHHHAH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 билизации выходного напряжения и уменьшения внутреннего сопротивления стабилизатора, в него дополнительно введен четвертый транзистор, эмиттер которого соединен с другим концом первой рабочей обмотки, коллектор — с минусовой шиной, а база — с катодом стабилитрона и с эмиттером второго транзистора широтно-импульсного модулятора, анод стабилитрона соединен с эмиттером третьего транзистора, а другой конец второй рабочей обмотки подключен к минусовой шине.
Источники информации. принятые во внимание при экспертизе
1. Источники электропитания на полупроводниковых приборах. Проектирование и расчет. Под ред. С. Д.,1одика и Е.,Ч. Гальперина. Изд-во «Сов, радио», М., 1969, с. 413.
2. Авторское свидетеlbcTBQ СССР № 528295. кл. G 05 F 1(56, 1976.