Импульсный стабилизатор постоянного напряжения

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

0 h И С А H И Е и 744Й4

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Сееетскик

1 Социалистических

Реоиублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 28.03.78 (21) 2595654/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.06.80. Бюллетень № 24 (45) Дата опубликования описания 30.06.80 (51) M. К .

G 05 F 1/56

Государственный комитет

СССР (53) УДК 621 316 722 .1(088.8) по делам изобретении и открытий (72) Автор изобретения

В. В. Чугаев (71) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО

НАПРЯ)КЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в цепях питания различной радиотехнической аппаратуры.

Известный импульсный стабилизатор постоянного напряжения содержит ключевой элемент и генератор импульсов, связанные с управляемым мультивибратором, фильтр и схему сравнения, подключенные к выходу стабилизатора (1). Устройство, являющееся наиболее близким техническим решением к изобретению, содержит ключевой элемент, включенный в одну из силовых шин между входной клеммой и первым выводом основной обмотки дросселя фильтра, второй вывод которой соединен выходной клеммой, а дополнительная обмотка этого дросселя одним выводом соединена с базой транзистора, узел сравнения, один из входных выводов которого соединен с общей шиной, а выход подключен через узел управления к управляющему входу ключевого элемента (2).

Недостатком известных устройств является низкий коэффициент стабилизации, Целью изобретения является повышение коэффициента стабилизации.

Поставленная цель достигается тем, что в известном импульсном стабилизаторе постоянного напряжения другой вывод дополпитсльной обмотки дросселя фильтра соединен с эмиттером транзистора, с другим входным выводом узла сравнения и с катодом введенного диода, анод которого под5 ключен к выходной клемме, а коллектор транзистора через резистор соединен с входной клеммой.

На фиг. 1 дана электрическая схема

10 стабилизатора; на фиг. 2 — диаграммы напряжения.

Импульсный стабилизатор состоит из ключевого элемента 1, генератора 2 импульсов, управляемого мультивибратора 3, дрос15 селя 4 фильтра с дополнительной обмоткой

5, транзистора б, разделительного диода 7 и узла 8 сравнения. Генератор 2 импульсов и управляемый мультпвибратор 3 образуют узел 9 управления. Символами U, Uq, U3, 20 U»»z UÄ обозначены напряжения, форма которых приведена на фиг. 2.

В стабилизаторе имеет место интегральная широтно-импульсная модуляция.

25 Работу стабилизатора достаточно рассмотреть на интервале времени, равном периоду Т следования импульсов. В интервале от 0 до Т„ (см, фиг. 2, кривая 1) происходит процесс разряда хронирующего рп конденсатора мультивибратора током об744514

3 ратной связи, который можно описать выражением

TH

J (u. -„,„— 7. „) = П„ (1) о где II> — величина порога и определяется параметрами стабилизатора (входным сопротивлением и коэффициентом усиления схемы сравнения, начальным напряжением и величиной емкости хронирующего конденсатора);

U „-, U — линейно связаны с U»„, U„, соответственно.

Из выражения (1) следует, что одну и ту же длительность импульса (Т,, = const) можно получить при различных значениях величины порога Il> и ошибки регулирования АУ=У »» — U o ., Причем уменьшение величины порога приводит к уменьшению ошибки AU, и следовательно, к увеличению коэффициента усиления (коэффициента стабилизации) стабилизатора.

Если ошибка регулирования имеет знакопеременный характер, то на интервале от

0 до Т„интегрируется только положительная часть (см. фиг. 2, кривая 2). В этом случае коэффициент стабилизации принимает максимальное значение.

Чтобы выходной транзистор мультивибратора не закрывался в момент времени (см. фиг. 2, пунктирная кривая), когда ошибка ЛУ становится отрицательной, необходимо обеспечить режим насыщения этого транзистора. В известных стабилизаторах указанный режим достигается заданием в базу транзистора постоянного тока смещения. Однако это приводит к тому, что величина П и соответственно ошибка ЛУ увеличиваются, а коэффициент стабилизации уменьшается. С целью увеличения коэффициента стабилизации вторичная обмотка 5 сглаживающего дросселя 4 подключена к переходу база — эмиттер транзистора 6, коллектор которого связан с входом стабилизатора, а эмиттер — с входом узла 8 сравнения и катодом разделительного диода 7, анод которого подключен к выходу стабилизатора.

При открывании ключевого элемента 1 от управляемого мультивибратора 3 через первичную обмотку дросселя протекает ток нагрузки, который способствует наведению

ЭДС во вторичной обмотке дросселя. Отрицательный потенциал этой ЭДС прикладывается к базе, а положительный — к эмиттеру транзистора 6. Транзистор 6 закрывается, а диод 7 открывается под действием выходного напряжения стабилизатора.

Таким образом, на интервале от 0 до Т„ происходит процесс разряда хронирующего конденсатора мультивибратора током коллектора транзистора узла сравнения, форма которого зависит только от выходного напряжения стабилизатора.

При закрытом ключевом элементе во вто5

З0

4 ричной обмотке дросселя наводится ЭДС обратной полярности, под действием которой транзистор 6 открывается, а диод 7 закрывается входным напряжением стабилизатора, которое по величине больше выходного напряжения стабилизатора.

Согласно изобретению повышение коэффициента стабилизации не приводит к нарушению устойчивости стабилизатора, так как на интервале от Т„до Т выходной сигнал мультивибратора определяется постоянным напряжением на входе стабилизатора (см. фиг. 2, кривая 3). Путем подбора параметров можно получить отрицательную или положительную компенсацию нестаби.лизированных колебаний входного напряжения. Отрицательная компенсация соответствует увеличению выходного сигнала стабилизатора при увеличении входного.

Положительная компенсация соответствует изменению напряжений в одну сторону.

На границе между областями положительной и отрицательной компенсаций существует режим, в котором изменения стабилнзируемого напряжения не вызывают изменений напряжения на выходе стабилизатор а.

Другое преимущество предлагаемого стабилизатора состоит в том, что узел сравнения может работать при больших пульсациях выходного напряжения без нарушения электрической прочности транзистора узла сравнения и существенных нелинейных искажений, Формула изобретения

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий ключевой элемент, включенный в одну из силовых шин между входной клеммой и первым выводом основной обмотки дросселя фильтра, второй вывод которой соединен с выходной клеммой, а дополнительная обмотка этого дросселя одним выводом соединена с базой транзистора, узел сравнения, один из входных выводов которого соединен с общей шиной, а выход подклю чен через узел управления к управляющему входу ключевого элемента, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения коэффициента стабилизации, другой вывод дополнительной обмотки дросселя фильтра соединен с эмиттером транзистора, с другим входным выводом узла сравнения и с катодом введенного диода, анод которого подключен к выходной клемме, а коллектор транзистора через резистор соединен с входной клеммой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Грейвер Е. С. Ключевые стабилизаторы напряжения постоянного тока. «Связь», М., 1970, с. 127.

2. Авторское свидетельство СССР № 417775, кл. G 05 Г 1/56, 1971, У

P//ã.1 ти

/ /

//l х ///

Риг. Z

Составитель С. Чернышева

Текред А. Камышникова Корректор О. Тюрина

РедакторТ. Морозова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1005/13 Изд. ¹ 321 Тираж 956 Подписное

11ПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретсшш и открытии

113035, Москва, /К-35, Раушская иаб., д. 4/5