Импульсный стабилизатор постоянного напряжения

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Социапнстическнк

Реск (ii) 954981 (6I ) Дополнительное к авт. санд-sy (22) Заявлено 30.03,81. (2! ) 3267680/24-07 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 30.08.82. Бюллетень М 32 (51) М. Кл.

Q 05 F. 1/56

ВеуаврствеинЬ квнитет

СССР ав делам иэеЬретеиий и втермтий (53) УДК621,316. ,722.1 (088. 8) Дата опубликования описания 30.08.82

Ю. М. Любченко, Н. И. Олейник, В. И. Пе .средца и Ю. Д. Загоровский

1 (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР

ПОСТОЯ ННОГО НАПРЯЖЕНИЯ. 1

Изобретение относится к электронике и может быть использовано в системах электропитания различной электронной аппаратуры.

Известны импульсные стабилизаторы

Э постоянного напряжения, которые содер- жат составной регулирующий транзистор, фильтр, измерительный орган на основе схемы сравнения и усилителя ностоянного тока, триггер на туннельном диоде и транзисторе, а также устройство запнрания регулирующего транзистора и повышения частоты автоколебаний стабилизатора, работающего в релейном режиме, или специальный ис гочник синусоидального или пилообразного напряжения (1)

Данное устройство характеризуется большим количес гвом полупроводниковых элементов, повышенной сложностью и со- 0 ответственно п ониженной надежностью.

Кроме того, для обеспечения заданного качества выходного напряжения требует применения специального йсточника пе2 ременного сигнала синусоидальной или пилообразно и формы, Известно также устройство, содержащее силовую цепь с последовательным регулирующим транзистором и фильтром, а также устройство управления, выполненное на основе несимметричного маг а то-транзисторного генератора и измерительного органа, подключенного к выходу стабилизатора (2) ..

Данное устройство имеет пониженную надежность иэ-эа большого количества элементов и сложного трансформатора.

Наиболее близким техническим решени ем к предлагаемому является устройствО, содержащее аналогичную силовую цепь с регулирующим транзистором," управляемым от несимметричного магнитотранзисторного генератора; собранного на транзисторах и насыщающемся трансформаторе, а также L.ÑÄ-филвгром, выполненным на дросселе, конденсаторе и диоде. Измерительный орган стабилизатора выполнен на стабилитроне. резис81 ф

При подключении стабилизатора к источнику питания лавинообразно открывается транзистор 2, вызывая своим коллек« торным током HBMBi HH÷èâåíèå сердечника трансформатора 3. Индуктируемая .

ЭДС во вторичных обмотках 5 и 6 открывает. регулирующий транзистор 1 и удерживает транзистор 2 в открытом состоянии в течение всего времени намагничивания сердечника, При насыщении сердечника индуктируется в обмотках трансформатора ЭДС и уменьшается до нуля, а затем меняет полярность на противоположную, в результате чего транзисторы 2 и 1 закрываются. Сердечник трансформы:ора 3 перемагничивается под действием электрической энергии, накопленной в дросселе 16. При насыщении сердечника транзисторы 2 и 1 вновь открываются и процессы повторяются.

В установившемся режиме работы стабилизатора времени 1 н нахождения транзисторов 2 и 1 в открытом состоянии определяется выражением

9549 торах и транзисторе, который управляет источником опорного напряжения, образованного транзистором, стабилятроном и резистивным делителем напряжения (3)

Недси=татком этого устройства является большая сложность, а следовательно и низкая надежность.

Цель изобретения — упрошение схемы импульсного стабилизатора постоянного напряжения. 0

Поставленная пель достигается тем, что в импульсном стабилизаторе постоянного напряжения, содержащем регулирую1 ший транзистор, включенный в одну из силовых шин, к выходу которого подключен15 (,СД-фильтр, выходом соединенный с выходными выводами стабилизатора и с входом измерительного органа на транзисторе, выход которого соединен с цепями управления регулируемого источника 20 опорного напряжения, магнитогранзисторный широтно-импульсный модулятор с насыщаюшимся трансформатором, первичная обмотка которого совместно с управляющим транзистором образуют последователь-25 ную цепь, указанная последовательная цепь шунтирована обратным диодом, первичная обмотка в этой цепи - линейнмм дросселем, а управляющий транзисторрезистором и конденсатором. 30

26 5W

И

"н (оп

28 БЪ и

"оп

28а.5 W 2B SA 28 ФОи = и+ п = и-О., u., » -u,„),„

50 (2)

Известно, что выходное напряжение

0 а, стабилизатора связано с напряжением питания зависимостью

« и овы = "и

На чертеже представлена электрическая принципиальная схема стабилизатора.

Стабилизатор содержит регулируюший

35 транзистор 1-, управляемый от магнитотранзисторного широтно-импульсного модулятора, выполненного на транзисторе 2, насьпцаюшемся трансформаторе 3, имеющем первичную 4 и вторичные 5, 6 об40 мотки и l,CQ-фильтр, образованный дросселем 7, конденсатором 8 и диодом 9, а также измерительный орган, выполненный на стабилитроне 10, резисторах 1113 и транзисторе 14. Выход измеритель45 ного органа подключен к управлякяцему транзистору 15 регулируемот о источника опорного напряжения, образованного транзистором 2 широтно-импульсного модулятора, дросселем 16, шунтирукяцим коллекторную (первичную) обмотку 4. насьпцайяцегося трансформатора 3, параллельно соединенным резистором 17 и конденсатором 18 и обратным диодом

19. подключенным анодом к отрицательному полюсу источника питания, а като55 дом — к коллектору транзистора 2.

Устройство работает следующим образом. где о и 5 - индукция насьпцения ма5 териала и площадь попе-. речного сечения сердечника трансформатора 3;

W — число витков коллекторной (нервичной ) 4 обмотки трансформатора 3;

Q и Ц вЂ” напряжение источника пиon тания и опорное напряжение, равное падению напряжения на резисторе 17.

Если пренебречь падением напряжения на открытом диоде 19, время „нахождения транзисторов 2 и 1 в закрытом состоянии и период Т их коммутации определяется следующими соотношениями:

54981 а

Обеспечение требуемой точности стабилизации напряжения достигается изменением тока базы управляющего транзистора 15 (изменением величины опорного напряжения U

to Импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, включенный в одну из силовых шин, к выходу которого подключен

Юо-фильтр, выходом соединенный с выходными выводами стабилизатора и с входом измерительного органа на транзисторе, выАод которого соединен с цепями. управления регулируемого источника онорного напряжения, магнито- тран п. зисторный широтно-импульсный модулятор с насыщающимся трансформатором, первичная обмотка которого совместно с управляющим транзистором образует последовательную цепь, о т л и, ч а ю— д шийся тем, что, с целью упрощения, указанная последовательная цепь шунтирована обратным диодом, первичная обмотка в этой цепи — линейным дросселем, а управляющий транзистор— резистором и конденсатором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Китаев В, E. и Бокуняев А. А.

Расчет источников электропитания уст ройств связи. М., "Связь", 1979, с. 145, рис. 4.25 4.26.

2.. Авторское свидетельство СССР

% 528295, кл. Q 05 Р 1/56, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР

% 658538, кл. Q 05 Г 1/56, 1977.

Т.е. амплитудное значение тока дросселя

16, а следовательно и среднее значение тока, протекающего через параллельно соединенные резистор 17 и транзистор

15, не зависит от напряжения источни- Зй ка питания и тока нагрузки стабилизатора и определяется всецело конструктивными параметрами дросселя 16 и трансформатора 3. Поэтому при неизменном токе базы транзистора 15 падение на пряжения на его коллектор-эмиттерном переходе и резисторе 17 остается неизменным и неизменным (стабильным) остается выходное напряжение стабилизатора.

S Q

Подставив выражения (1) и (2) в выражение (3), получим

0 26% Sw (О -uon)ups ц 0 в@ 0 -U 28 о и "оп

Т. е. выходное напряжение стабилизатора равно опорному, снимаемому с резистора 17. Это напряжение в процессе изменения питающего напряжения или тока нагрузки сохраняется неизменным, а следовательно сохраняется неизменным и выходное напряжение стабилизатора.

Действительно, амплитудное значение тока 61 дросселя 16 зависит от его индуктивности оС -и времени открытого состояния транзистора 2. Пренебрегая падением напряжения на коллектор-эмиттерном переходе насыщенного транзистора

2, можно записать, и-"оп "и-"on ь1о4 о "и "оп

28s5W

Ф ор мул а и зо брете ния

954981

Составитель О. Мещерякова

Редактор А. Мотыль Техред З.Палий Корректор В. Бутяга

Заказ 6433/49 Тираж 914 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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