Импульсный стабилизатор постоянного напряжения

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«»896604 (61) Дополнительное и авт. свид-ву— (22) Заявлено 260280 (21) 2886966/24-07 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет—

Опубликовано 070182. Бюллетень Н9 1

Дата опубликования описания 070182 (я)м. к„.>

G F 1/56

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 621.,3,16. ,722.1 (088. 8) й.й; йвгощекко, В.Е. Богуславский, А.д. БОйко, В. Б. Вильнер, В.Н. Малей, М.С. Носовицкий„", B.Ï. Рябинин, М.Х. Славинский,Н.С.Севериновский П.И. Солказян и В.Д. Ящук 1 ко

/ (72) Авторы изобретения (71 ) За яв итель (54) ИМПУЛЬСНЫИ СТАБИЛИЗATOP ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках электропитания.

Известен импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, релейный элемент, узел сравнения выходного напряжения и выходной конденсатор (1).

Недостаток известного стабилизатора — низкий КПД.

Наиболее близким к предлагаемому является импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий выпрямитель подключенный к выходным зажимам стабилизатора, регулирующий 15 элемент на транзисторе, силовая цепь которого включена между выходом выпрямителя и выходными зажимами стабилизатора, соединенными с конденсатором и входом узла сравнения, и ре- 20 лейный элемент, первым входом соединенный с выходом узла сравнения, а выходом — c управляющим входом регулирующего элемента (2).

Недостатком известного импульсного 25 стабилизатора является низкий КПД.

Это обусловлено тем, что на последовательном балластном резисторе выделяется значительная мощность, тем большая, чем больше разность между 30 входным и выходным напряжением, что приводит к снижению КПД и необходимости установки входных трансформаторов, что, в свою очередь, резко увеличивает габариты устройства.

Цель изобретения - увеличение КПД и уменьшение габаритов импульсного стабилизатора постоянного напряжения.

Указанная цель достигается тем, что импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий выпрямитель, подключенный к входным зажимам стабилизатора, регулирующий ЗМемент на транзисторе, силовая цепь которого включена между выходом выпрямителя и выходными зажимами стабилизатора, соединенными с конденсатором и входом узла сравнения, и релейный элемент, первым входом соединенный с выходом узла сравнения, а выходом — с управляющим входом регулирующего элемента, снабжен дополнительным узлом сравнения, вход которого подключен к выходу выпрямителя, а выход — к введенному второму входу релейного элемента.

Кроме того, указанный регилирующий элемент на транзисторе выполнен по схеме стабилизатора тока.

896604

На фиг. 1 представлена блок-схема. стабилизатора постоянного напряжения; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения содержит выпрямитель

1, дополнительный узел 2 сравнения, регулирующий элемент 3, состоящий из трансформатора 4, датчика 5 тока и блока 6 управления, релейный элемент

7 с первым 8 и вторым 9 входами, узел 10 сравнения, входные 11 и выходные 12 зажимы. К выходным зажимам

12 подключена нагрузка 13 и конденсатор 14 фильтра.

На фиг. 2 обозначены: пульсирующее напряжение на

15 входе регулирующего элемента 3;

У п р — напряжение, при котором выключается транзистор 4;

U „„ — выходное напряжение стаби- 20 лизатора; д — коллекторный ток транзистора 4у д„- амплитуда коллекторного тока транзистора 4. 25

Выпрямитель 1 подключен непосредственно к входным зажимам ll устройства, регулирующий элемент 3, содер-. жащий транзистор 4, датчик 5 тока и блок 6 управления, включен между выходом выпрямителя 1 и выходными зажимами 12 импульсного стабилизатора зашунтированными конденсатором 14 фильтра. Выходы основного 10 и дополнительного 2 узлов сравнения подключены к первому 8 и второму 9 входам релейного элемента 7, который соФ держит схему совпадения, выход релейного элемента 7 подключен на управляющий вход регулирующего элемента 3.

Стабилизатор работает следующим об-40 разом.

При включении питания напряжение сети поступает на выпрямитель 1, с выхода выпрямителя 1 пульсирующее напряжение поступает одновременно на 45 регулирующий элемент 3 и дополнительный узел 2 сравнения входного напряжения. В том случае, если входное напряжение оказывается э данный момент меньше напряжения U, с узла

2 сравнения входного напряжения поступает сигнал на второй вход 9 релейного элемента 7 со схемой совпадения, разрешающий работу регулирующего элемента 3. ОдновреМенно узел 10 сравнения выходно . напряжения сравнива- 55 ет величину выходного напряжения с эталонным напряжением, и если выходное напряжение в данный момент ниже допустимого, с выхода узла 10 сравнения,выходного напряжения поступает Щ сигнал на первый вход релейного элемента 7, при наличии на обоих входах

8 и 9 релейного элемента 7 разрешающих сигналов он выдает сигнал, включающий блок 6 управления регулирую- 65 щего элемента 3, последний открывается и выдает стабилизированный по величине импульс тока, величина которого определяется датчиком 5 тока, а длительность — временем совпадения сигналов на обоих входах релейного элемента 7. В результате выходной конденсатор 14 заряжается до необходимой величины.

Действие схеМы стабилизации тока регулирующего элемента 3 проявляется в том, что после включения транзистора 4 в первый момент времени он находится в состоянии насыщения, а затем по мере роста входного напряжения переходит в активный режим, при этом в течение всего импульса он пропускает постоянный по величине ток.

При достижении входным напряжением величины Б,,„р с выхода узла 2 срав нения входного напряжения не поступает сигнал на вход релейного элемента 7 и регулирующий транзистор 4 закрывается. Длительность открытого состояния регулирующего транзистора 4 и величина тока, проходящего .через него, выбираются таким образом, чтобы за время импульса выходной конденсатор зарядился до необходимой величины, а мощность, выдеЛяемая на транзисторе 4 в момент прохождения импульса, была бы минимальна. Это достигается путем увеличения амплитуды импульса тока, что приводит к снижению длительности импульса и, следовательно, к меньшему максимальному напряжению, приложенному к трансистору 4.

Таким образбм, предлагаемое техническое решение обеспечивает увеличение КПД устройства и уменьшение raбаритов при большой разности между входным пульсирующим напряжением и входным постоянным напряжением. Схема не содержит элементов, на которых выделяется значительная мощность, благодаря чему значительно повышается ее КПД по сравнению с аналогичными RC-ключевыми стабилизаторами, кроме того, она позволяет получать постоянные напряжения любой величины, не превышающие величины входного напряжения на выходе при значительных токах нагрузки и не требует при этом входного трансформатора и входного фильтра, что значительно улучшает массогабаритные показатели импульсного стабилизатора постоянного напряжения.

Формула изобретения

1. Импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий выпрямитель, подключенный к входным зажимам стабилизатора, регулирующий элемент на транзисторе, силовая цепь которого включена между выходом вы896604 прямителя и выходными зажимами стабилизатора, соединенными с конденсатором и входом узла сравнения, и релейный элемент, первым входом соединенный с выходом узла сравнения, а выходом — с управляющим входом регулирующего элемента, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения КПД и уменьшения габаритов, он снабжен дополнительным узлом сравнения, вход которого подключен к выходу выпрямителя, а выход — к введенному второму входу релейного элемента.

2. Стабилизатор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что указанный регулирующий элемент на транзисторе выполнен по схеме стабилизатора тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Источники электропитания на полупроводниковых приборах. Проектирование и расчет. Под. ред. С.Д. Додика и Е.И. Гальперина. М., Советское радио, 1969, с. 406, рис. 11.

2. Бокуняев A.A. Релейные стабилизаторы постоянного напряжения. И., Энергия, 1978, с. 9 рис. 2 г.

В96604

Фю2

Составитель В. Цишевский

Техред Е. Харитончик Корректор М. Шароши

Редактор И. Михеева

Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035р Москва Ж 35у Раушская набр д 4/5

Заказ 11697/36

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