Астатический импульсный стабилизаторпостоянного напряжения

Астатический импульсный стабилизаторпостоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистичвских

Рвслублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (»>838679 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26. 09. 79 (21) 2824138/24-07 с присоединением заявки ¹ (51)М. Кл.

G 05 F 1/56

Государствеииый комитет

СССР во делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150681. Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания 15. 06. 81 (53) УДН 621 316 . 72 2 . 1 (088. 8) (72) Автор изобретен и я

Г.И. Темкин с" (71) Заявитель (54) АСТАТИЧЕСКИИ ИМПУЛЬСНЫП СТАБИЛИЗАТОР

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к вторичным источникам электропитания, и может быть использовано в системах электропитания радиотехнической аппаратуры.

Известен астатический импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий два усилителя мощности и выходные трансформаторы, подключенные к выходам измерительного генератора и генератора опорной частоты 11).

Недостатками этого устройства являются сложность силовой части и 15 большое число силовых регулирующих ключей.

Извеотен астатический импульсный.. стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий элемент на 20 двух транзисторах, сглаживающий фильтр, генератор напряжения опорной частоты и измерительный генератор (2).

Недостатками такого устройства являются узкий диапазон фазового 25 сдвига, высокий коэффициент пульсаций и невысокий коэффициент стабилизации выходного напряжения.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является аста 30 тический импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содер>кащии регулирующии элемент, одним силовым выводом подключенный к первому зажиму источника питания, сглаживающий фильтр, соединенныи входом с другим силовым выводом регулирующего элемента и вторым зажимом источника питания, а выходом — с выходными зажимами стабилизатора, подключенные к выходным зажимам своими входами измерительный генератор с выходным трансформатором и источник опорного напряжения и соединенный с выходом источника опорного напряжения генератор напряжения опорной частоты с выходным трансформатором, вторичные обмотки которого связаны с управляющим входом регулирующего элемента и с выходными обмотками выходного трансформатора измерительного генератора (3 ).

Недостатками данного устройства являются невысокий КПЦ,небольшая стабильность выходного напряжения и узкий диапазон регулирования. Управление транзистором регулирующегО элемента в этом устроистве осуществляется однополярными импульсами с выхода выпрямителя, что повышает.

838679 потери мощности в цепи управления, íе обеспечивает форсированного запирания транзистора и приводит к затягиванию заднего фронта импульса напряжения на транзисторе. По этой причине в транзисторе регулирующего элемента рассеивается значительная мощность, что снижает КПД устройства в целом и сужает диапазон регулирования, особенно при высокой частоте напряжения. Генератор напряжения опорной частоты в устройстве потребляет ток от источника опорного напряжения, представляющего собой параметрический стабилизатор напряжения. Средняя величина этого тока изменяется в зависимости от фазового сдвига между выходными напряжениями измерительного генератора и генератора опорной частоты, что увеличивает нестабильность напряжения на выходе параметрического стабилиза- 2О тора и, как следствие, уменьшает стабильность выходного напряжения астатического стабилизатора.

Цель изобретения — повышение КПД увеличение стабильности выходного 25 напряжения и расширение диапазона регулирования устройства.

Цель достигается тем, что аста— тический импульсныи стабилизатор постоянного напря>кения снабжен подключенным параллельно зажимам для подключения источника питания фазочувствительным усилителем, состоящим из четырех транзисторов и двух импульсных трансформаторов и разделенным на два одинаковых канала, в каждом из которых силовые выводы обоих транзисторов и первичная обмотка импульсного трансформатора включены последовательно,к управляющим входам двух транзисторов о разных каналов подключены вторичные обмотки выходного трансформатора генератора напряжения опорной частоты, а два других транзистора разных каналов подключены управляющими входами к выводам вторичных обмоток выходного трансформатора измерительного генератора, регулирующий элемент состоит из двух регулирующих транзисторов, соединенных параллельно силовыми выводами, а к управляющим выводам каждого из них подключена вторичная обмотка одного из импульсных трансформаторов.

На фиг.1 приведена функциональная схема предлагаемого устройст>за; на фиг. 2 — диаграммы напряжений.

Предлагаемое устройство состоит из регулирующего элемента 1, одним силовым выводом подключенного к первому зажиму источника питания, g() сглаживающего фильтра 2, соединенного входом с другим силовым выводом регулирующего элемента 1 и вторым зажимом источника питания, а выходом— с выходными зажимами стабилизатора, параллельно подключенных к ним своими входами измерительного генератора

3 с выходным трансформатором 4 и источника 5 опорного напряжения, соединенного с его выходом генератора б напряжения опорной частоты с выходным трансформатором 7, подключенного параллельно полюсам источника питания фазочувствительного усилителя

8, состоящего из четырех транзисторов 9-12 и двух, импульсных трансформаторов 13 и 14, разделенного на два одинаковых канала 15 и 16, в ка;кдом из которых силовые выводы обоих транзисторов 9 и 10 (11 и 12) и первичная обмотка импульсного трансформатора 13(14) включены последователь. но;. к имеющим общую точку соединения эмиттерам двух транзисторов 9 и 11 разных каналов 15 и 16 подключена средняя точка, а к их базам — краиние выводы вторичнои обмотки 17 выходного трансформатора 7 генератора б напряжения опорной частоты, а два других транзистора 10 и 12 разных каналов 15 и 16 подключены управляющими выводами к выводам вторичных обмоток 18 и 19 выходного трансформатора 4 измерительного генератора 3, регулирующии элемент 1 состоит из двух транзисторов 20 и 21, соединенных параллельно силовыми выводами, к управляющим выводам ка;кдого из них, зашунтированным ограничительными дио дами 22 и 23, подключена вторичная обмотка 24(25) одного из импульсных трансформаторов 13(14) .

Устройство работает следующим образом. (В установившемся режиме работы генератор напряжения опорной частоты и измерительный генератор вырабатывает переменные напряжения (соответственно Uo„ и

0р >,, ) прямоугольной формы равйой частоты, сдвинутые по фазе (фиг.2) . В течение одного полупериода работы полярность напряжения на вторичной обмотке 17 выходного трансформатора 7 соответствует полярности, показанной на фиг.1 без скобок. При такои полярности транзистор 9 канала 15 открыт, а транзистор 11 канала

16 заперт. Этим обеспечивается работа только одного канала в течение одного полупериода (в рассматриваемом полупериоде канал 16 отключен).1Io окончании промежутка времени, соответствующего сдвигу фаз между напряжениями генераторов 6 и 3 (Ч> на фиг.2), происходит отпирание транзистора 10 канала 15 и первичная обмотка импульсного трансформатора 13 через открытые транзисторы 9 и 10 оказывается подключенной параллельно полюсам источника питания, а на его вторичной обмотке 24 появляется импульс положительной полярности, которыи

838679 открывает транзистор 20 регулирующего элемента 1. Открытыи транзистор

20 обеспечивает подключение источника питания через сглаживаюц1ий фильтр

2 к нагрузке. Открытое состояние транзистора 20 поддеркивается до момента окончания рассматриваемого полупериода работы генератора 6 напряжения опорнои частоты, при котором происходит изменение полярности напряжения на обмотке 17 выходного трансформатора 7 (полярность напряжения на обмотке 17 для следующего полупериода показана на фиг.1 в скобках).

Это изменение полярности приводит к запиранию транзистора 9 канала

15 и его отключению, а также к от ключению первичной обмотки импульсного трансформатора 13 от источника питания. Под деиствием энергии, накопленнои в импульсном трансформаторе 13 на его обмотках, обра- 20 зуется импульс отрицательной полярности (фиг.2),который ограничивается по амплитуде ограничительным диодом 22 и поступает на управляющий вход транзистора 20, обеспечивая 25 его форсированное запирание. Одновременно с запиранием транзистора 9 канала 15 открывается транзистор 11 канала 16. Процессы, протекающие в течение начавшегося следующего полупериода работы устройства, ничем не отличаются от процессов для первого полупериода, но при этом открываются транзисторы 11 и 12 канала 16 и транзистор 21 регулирующего элемента

1,а отпирающии и запирающий импуль35 сы формируются в импульсном трансформаторе 14 канала 16 (на фиг.2 обозначен U„ ). Если в процессе работы устроиства происходит изменение напряжения источника питания или 40 тока нагрузки, изменяются сдвиг фаз между направляющими генераторов 3 и

6, длительность импульсов на выходе фазочувствительного усилителя 8 и время открытого состояния транзис- 45 торов 20 и 21 регулирующего элемента

1 настолько, что напряжение на нагруз. ке поддерживается стабильным.

Таким образом, фазочувствитель- ный усилитель обеспечивает полупериодную работу транзисторов регулирующего элемента, их форсированное запирание, выделение фазового сдвига между нагряжениями генераторов, усиление мощности сигналов с их выходов, исключает влияние генераторов друг на друга по выходу и обеспечивает постоянство их нагрузкй.

Формула изобретения

Астатический импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содер- бО жащии регулирующий элемент одним силовы.л выводом соединенныи с гервым зажимом для подключения источника питания, сглаживающий фильтр, соединенныи входом с другим силовым выводом регулирующего элемента и вторым зажимом для подключения источника питания, а выходом — с выходными зажимами, подключенные к выходным зажимам своими входами измерительный генератор с выходным трансформатором, источник опорного напряжения и соединенныи с выходом источника опорного напряжения генератор напряжения опорнои частоты с выходным тра.нсформатором, вторичные обмотки которого связаны с управляющим входом регулирующего элемента и с выходными обмотками выходного трансформатора измерительного генератора, о т л ич а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения КПД, увеличения стабильности выходного напряжения и расширения диапазона регулирования он снабжен подсоединенныл гараллельно зажимам для подключения источника питания фазочувствительным усилителем, разделенным на два одинаковых канала, ка,кдыи из которых состоит из двух транзисторов и одного импульсного трансформатора, силовые выводы этих транзисторов и первичная обмотка импульсного трансформатора включены последовательно, к управляющим входам двух транзисторов разных каналов подключены вторичные обмотки выходного трансформатора генератора напряжения опорнои частоты, а управляющие входы двух других транзисторов разных каналов соединены с выводами вторичных обмоток выходного трансформатора измерительного генератора, регулирующии элемент состоит из двух регулирующих транзисторов, силовые выводы которых соединены между собои, а управляющие выводы подключены к соответствующим вторичным обмоткам импульсных трансформаторов.

Источники информации, принятые во внимание при эксгертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 199224, кл. Н 02 M 7/48, 1965.

2. Александрин В.И. Импульсные стабилизаторы напряжения на транзисторах. — Сб. Полупроводниковые приборы и их применение.Под ред. Я.A. Федотова. Вып.7. М., "Советское радио", 1961, с. 240, рис. 12.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 310241, кл. G 05 F 5/00, 1970.

838679

Составитель В. Цишевский

Техред Н.Ковалева Корректор О. Билак

Редактор Л. Копецкая

Тираж 940 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4445/72

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4