Импульсный параметрический стабилизатор постоянного тока

Импульсный параметрический стабилизатор постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

OllNCAHNK

ИЗОБРЕТЕНИЯ-К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ м 748383 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.06,78 (21) 2633703/24 07 с присоединением заявки М(51)М. Кл.

Ci 05 F 1/56

Гасударственный комитет СССР до делам изобретений и еткритий (23) ПриоритетОпубликовано 15.07.80. Бюллетень М 26 (Щ УД 621.316.

° 722. 1 (088.8) Дата опубликования описания 17.07.80 (72) . Авторы изобретения

Б. А. Багинский и В. В. Власов

Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. С. М. Кирова (71) Заявитель (54) ИМПУЛЪСНЫЙ ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ СТАБИЛИЗАТОР

ПОСТОЯ HHOIQ ТОКА

Изобретение относится к электротехнике и монсет быть использовано для пи тания различных устройств автоматики и электротехники, требуюшкх стабилизированного постоянного тока.

Известны импульсные стабилизаторы постоянного тока, содержащие последова.тельно соединенные ключевой транзистор и включенчый на выходе сглаживающий

L CQ -фильтр (Ц, $2) и (3).

Недостаток данных стабилизаторовсложность схемного решения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является импульсный параметрический стабилизатор IIocToянного тока, содержащий последовательно соединенные ключевой транзистор и „C В -фильтр (4) . Недостатки данного стабилиэатораневысокий KllLl из-за рассеяния мощности на .резисторном делителе напряжения, а также на ключевом транзисторе в момент переключения иъ-за плохих частотных свойств дросселя насыщения; невысокий

2 коэффициент использования ключевого транзистора по току, поскольку часть тока коллектора не идет в нагрузку, а трансформируется дросселем.насыщения в базовую цепь и служит для насыщения транзистора; наличие громоздкого и нетехнологичного элемента — дросселя насыщения; посколь ку величина стабилизированного тока определяется индукцией насыщения, а она у сердечников с прямоугольной петлей имеет большой разброс, то трудно обеспечить требуемый стабилизированный ток; подобрать требуемый ток с помощью регулировки также трудно, поскольку потребуется подмагничивание сердечника дросселя насыщения и, следовательно, значительное усложнение устройства.

Цель изобретения - повышение КПД, уменьшение габаритов и веса устройства.

Эта цель достигается тем, что в импульсный параметрический стабилизатор постоянного тока, содержащий последовательно соединенные ключевой транзистор иЬВС-фзязьтр, в него введены два после3 7483 довательно соединенных полевых транзистора с каналами дополнительных типов проводимости с объединенными истоками, причем указанные полевые транзисторы включены между базой и коллектором

5 ключевого транзистора, сток первого полевого транзистора соединен с затвором второго и с базой транзисторного ключа, сток второго полевого транзистора соединен с затвором первого и с коллектором 10 ипочевого транзистора, переход эмиттербаза которого шунтирован вновь введен- " ным резистором.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема импульсного параметрического стабилизатора постоянного тока; на фиг, 2— вольт-амперная .характеристика цепи из полевых транзисторов; на фиг. 3 - принципиальная схема стабилизатора с регулируемым источником напряжения. gg

Ко входу стабилизатора подключен источник 1 напряжения питания. Стабилизатор (фиг. 1) содержит ключевой транзистор 2, сглаживающий». СЬфипьтра,состоящий из линейного дросселя 3, конденоа- 25 тора 4 и диода 5, К выходу стабилизатора подключена нагрузка 6. Между базой и коллектором ключевого транзистора 2 включен двухполюсник 7, образованный двумя полевыми транзисторами 8 и 9 с каналами дополнительных типов проводимости, а эмиттерный переход шунтирован резистором 10.

Устройство работает следующим образом. 35

При включении напряжения источника

1 питания начинает возрастать ток базы ключевого транзистора 2, протекающий через двухполюсйик 7. Ключевой транзистор 2 при этом работает в активном 4О режиме, близком к границе насыщения, его ток коллектора и, следовательно, .ток дросселя 3 линейно нарастают.

Вольт-амперная характеристихадвухполюсника 7 (фиг. 2) имеет участок с отри45 цательной проводимостью, обусловленный положительной обратной связью по направлению транзисторов 8 и 9. При достижении тока через двухполюсник 7 и, сле довательно, тока базы транзистора 2 точ-5О ки В на вольт-амперной характеристике двухполюсника 7 ток через двухполюсник скачком уменьшается практически до нуля (точка С). Ключевой транзистор 2 при. этом запирается, диод 5 отпирается, к двухполюснику 7 прикладывается напряжение, равное сумме напряжения источни« ка 1 питания и падения напряжения на

83 ф диоде 5, поддерживающее двухполюсник 7, а следовательно, к ключевой, транзистор

1, 2 в запертом состоянии. Ток дросселя 3, замыкающийся через нагрузку 6 и диод 5 уменьшается и при достижении нуля диод

5 запирается, рабочая точка на вольтамперной характеристике двухполюсника 7 скачком переходит из точки С в точкуА, ключевой транзистор 2 при этом снсова отпирается. Qanee рассмотренные процессы повторяются.

Максимальный ток дросселя 3 равен

0 -U

3 Ь А иагр, t СОГ,ЯА

m L, 1 не зависит от напряжения источника питания и величины нагрузки и равен: где J . — ток на вольт-амперной характеристике двухполюсника 7; — коэффициент усиления по току ключевого транзистора 2.

Ток нагрузки:

ЮН=О,53 -05) а. и 1

В данном устройстве отсутствует ре зисторный делитель напряжения, на кота ром рассеивается часть мощности. Потери на переключение значительно меньше, чем в известном устройстве, поскольку частотные свойства полевых транзисторов значительно лучше, чем у дросселя насьпцения. Кроме того, ключевой транзистор работает в активном режиме, близком к насыщению, поэтому отсутствует этап рассасывания избыточных носителей в базе транзистора, увеличивающий время переключения. уменьшение потерь на переключение позволяет увеличить частоту переключе- ний и тем самым уменьшить габариты и вес дросселя фильтра и всего устрой- . ства в целом. Габариты и вес устройства уменьшаются такие благодаря. исключе-. нию дросселя насыщения и увеличению коэффици ента использования ключевого транзистора по току, Устройство, изображенное на фиг. 1, как и известное, не позволяет регулировать ток нагрузки. На фиг. 3 изображен стабилизатор, позволяющий регулировать ток нагрузки.

Между затвором транзистора 9 и стоком транзистора 8 включен регулируемый источник 11 напряжения. При изменении напряжения источника 11 изменяется ток

5 74838 пика вольчамперной характеристики двухполюсника 7 (кривые Х и П на фиг. 2) и, тем самым, ток нагрузки.

1. Патент ФРГ и 1243770, кл. 6-05 Р l/10, 1967.

2. Патент США 14 3072937, кл. G 05 Р 1/56 1972.

3. Патент Франции М 2130053, кл. G. 05 Р 1/56, 1972.

4. Авторское свидетельство СССР

K 468229, ил, G 05 F 1/56, 1975.

Формула изобретения

1. Импульсньй параметрический стабилизатор постоянного тока, содержаший последовательно соединенные ключевой транзис<о тор и LDC фильтр, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения КПЙ, уменьшения габаритов и веса, в него введены два последовательно соединенных полевых транзистора с каналами дополнительных ти15 пов проводимости с объединенными исто- ° ками, причем указанные полевые транзисторы включены между базой и коллектором ключевого транзистора, сток первого полевого транзистора соединен с затвором го второго и базой транзисторного ключа, сток второго полевого транзистора соединен с

3 затвором первого и с коллектором ключевого транзистора, переход эмиттер-база которого шунтирован вновь введенным резистором.

2. Стабилизатор по п. 1, о т л и ч аю ш и и с я тем, что, с целью регулирования тока нагрузки, в него введен регулируемый источник напряжения, включенный между затвором одного и стоком другого полевого транзистора.

Источнини информации, принятые во внимание при экспертизе

748383

Составитель В. Гебудатов

Редактор С» Лыжоаа Техред Ж. Кастеиевич Корректор М. Шар оши

Заказ 4355/12 Тираж 956 Подписное

INHHrlH Государственного комитете СССР по делам. изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д» 4/5

Филиал ППП Bere ° г. Ужгород, ул Проектная, 4