Ключевой стабилизатор напряжения постоянного тока

Ключевой стабилизатор напряжения постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Соцналнстнческнк

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (53)М. Кл.

G 05 F 1/64 (22) Заявлено 07. 09. 81 (21,) 3336296/24-07 с присоединением заявки J4 (23) ПриоритетГееумрстееа| кемктет

СССР ао лелем взебретелкй к открытий

Опубликовано 07. О1 ° 83 ° бюллетень М 1

Дата опубликования описания 07.01 83 (53) Уд К 621. 316. ,722 l(088.8) (72) Автор изобретения М. А. Геращенко т

Всесоюзный научно-исследовательский экспериментальноконструкторский институт электробытовых машйй ----==-= ., и приборов (71) Заявитель. (54) КЛЮЧЕВОЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯНЕНИЯ ПОСТОЯННОГО

ТОКА

1о!

5 го

Изобретение относится к электротехнике, а именно к автоматическим системам, регулирующим напряжение и может, быть использовано для питания нагрузки стабилизированным напряже I нием.

Известны источники питания, содержащие однотактный импульсный стабилизатор с транзисторным ключом, вход которого зашунтирован транзистором-короткозамыкателем, задающий генератор с переключающим трансформатором и генератор пилообразных импульсов 1 ).

Недостатками известных устройств является сложность и относительно низкая надежность схем, обусловленные наличием задающего генератора с переключающим трансформатором и генератором пилообразных импульсов.

Известен также стабилизированный источник питания, который содержит транзисторный блокинг-генератор; за дающий генератор и узел управления блокинг-генератором 2 ).

Недостаток данного устройства состоит в его сложности и низкой надежности.

Наиболее близким из аналогов по технической сущности и достигаемому эффекту является ключевой стабилизатор напряжения постоянного тока, который содержит однотактный преобразователь напряжения с выходным трансформатором и транзисторным ключом, управляющий вход которого зашунтирован транзистором-короткозамыкателем, усилитель постоянного тока, вход которого соединен с выходными выводами, а выход - с входом порогового элемента, выход которого соединен с входом транзистора-короткозамыкателя (3 J., Недостатками данного устройства являются сравнительная его сложность и низкая надежность.

3 9876

Цель изобретения - упрощение схемы источника питания и повышение его надежности.

Указанная цель достигается тем, что в устроистве выходнои трансфор" 5 матор снабжен дополнительной обмоткой положительной обратной связи, которая через ограничительный резистор подключена к управляющему входу транзисторного ключа. о

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Источник питания содержит однотактный преобразователь 1 напряжения с выходным трансформатором 2 и тран- 15 зисторным ключом 3, вход которого зашунтирован транзистором-короткозамыкателем 4 (далее именуемым короткозамыкателем ) и подключен через ограничительный резистор 5 к обмот- 20 ке положительной обратной связи 6 и усилитель 7 постоянного тока, связанный с пороговым элементом 8, выход которого соединен со входом короткозамыкателя 4.

Обмотка положительной обратной связи 6 подключена к трансформатору

2 однотактного преобразователя напряжения. На выходе однотактного преобразователя 1 установлеН выпря- 50 митель с фильтром 9

Источник питания работает следующим образом.

После подачи напряжения U „ вклхг чается однотактный преобразователь 1 и начинает работать в режиме автогенератора. Выходное напряжение 08ь х увеличивается. Соответственно растут напряЖение на входе усилителя постоянного тока 7 и его выходной ток

При определенной величине О ь„ величина i>>T станет достаточной для включения порогового элемента 8. Он срабатывает и включает короткозамыкатель 4. Последний шунтирует входную цепь транзисторного ключа 3 и ключ удерживается в закрытом состоянии. Напряжение О ь,„начинает снижаться, что вызывает уменьшение тока

При определенной величине i> noporo- 5o вый элемент 8 выключается, а короткозамыкатель 4 закрывается. При этом транзисторный ключ 3 открывается и начинается рабочий полупериод автоколебаний однотактного преобразова- 55 теля, равный Г„, в течение которого происходит передача энергии на выход источника питания. Выходное на08 пряжение начинает возрастать, однако за счет инерционности выходного фильтра выпрямителя 9, к концу этапа Т„, U,„не успеет увеличиться до момента включения порогового элемента 8. Автогенератор переключается., ключ 3 закрывается и начинается этап размагничивания сердечника трансфор матора 2 с длительностью "z . На обмотке 6 появляется напряжение с полярностью, запирающей короткозамыкатель 4. В течение короткозамыкатель 4 и ключ 3 закрыты.

По окончании Vüz напряжение U „, благодаря инерциойности фильтра выпрямителя 9 близко к своему максимальному значению. Пороговый элемент

8 включается и отпирает короткозамыкатель 4. Последний шунтирует входную цепь ключа 3 и не позволяет ему отпереться, пока U+,„вновь не уменьшится до момента выключения порогового элемента 8. Далее процесс будет повторяться.

Период работы источника питания состоит из периода автоколебаний однотактного преобразователя (T + ь )и отрезка времени ь, определяющего паузу до момента включения транзисторного ключа 3. В течение Г открыт короткозамыкатель 4.

Длительность ьэ изменяется в соответствии с изменениями выходного напряжения 0,„. Длительности ь и определяются в основном парамет2 рами элементов автогенератора и 0 и, по сравнению с Т5, изменяются незначительно.

Изменение входного напряжения Овх или, тока нагрузки приведет к соответствующему изменению 08ь и ь . При этом изменится период работы источника питания Т= ь„+ь +этаким образом, что среднее значение 8ь,хподдерживается неизменным с определенной степенью точности.

Пусть, например 0,„увеличилось.

При этом iä также возрастает, увеличивается время 7 включенного соЭ стояния порогового элемента 8 и соответственно, короткозамыкателя 4 °

Период Т растет, частота умень 1 ьь х- вх Т. шаетсЯ и U ь,„«КΠ— также Уменьшается. Так осуществляется стабилизация Ояь,„. Т.о. модуляция ширины импульсов короткозамыкателя сводится к частотно-импульсной модуляции на входе транзисторного ключа в от987608

-формула изобретения!

ВНИИПИ Заказ 10302/36 Тираж 872 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 личие от известного, где осуществляется модуляция ширины импульсов, управляющих транзисторным ключом при неизменной частоте переключений. В качестве порогового элемента могут 5 быть использованы известные схемытриггеров.

Технико-экономический эффект от использования изобретения заключается прежде всего в значительном упрощении схемы и экономии .в связи с этим ряда комплектующих элементов.

Ключевой стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий однотактный преобразователь напряжения с выходным трансформатором и тран зисторным ключом, управляющий вход которого зашунтирован транзисторомкороткозамыкателем, усилитель постоянного тока, вход которого соединен с выходными выводами, а выходс входом порогового элемента, выход которого соединен с входом транзистора-короткозамыкателя, о т л и ч а" ю шийся тем, что, с целью упрощения схемы и повышения надежности, выходной трансформатор снабжен до" полнительной обмоткой положительной обратной связи, которая через ограничительный резистор подключена к управляющему входу транзисторного ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 513359. кл. G 05 F 1/64, l0.07.74

2. Авторское свидетельство СССР

У 811231, кл. G .05 F 1/56, .24.04 ° 79

3. Авторское свидетельство СССР и 860037, кл. G 05 F 1/64, 24.01.80 .