Стабилизированный источник постоянного напряжения

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

В О

РЕСПУЬЛИН

П9) П0

3(59 G 05 F- 1 56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 0THPbITWl

61) 657420

21) 3455758/24-07, (22) 21.06.82 (46) 15.01.84. Бюл. 9 2 (72) Ю.A Øèøëÿêoé (53) 621.316.722.1(088.8) (56 ) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 657420, кл. G 05 F 1/56, 1979. (54)(57) СТАБИЛИЗИРОВАННЫИ ИСТОЧНИК

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ по авт. св.

В 657420, о т л и ч а ю щ.и и с я тем, что, с целью повышения надежности, в трансформатор магнитнотран- зисторного преобразователя напряжения введена дополнительная обмотка, конец которой подключен к общей шине, а начало - к аноду дополнительно введенного диода, катод которого подклк1чен к выходному силовому зажиму регулирующего транзистора линейного стабилизатора.

1067485

Изобретение относится к электро« технике и может быть использовано для электропитания различных радиоэлектронных устройств автоматики, телемеханики, измерительной и вычислительной техники 5

По основному .аьт. св. Р 657420 известен стабилизированный источник постоянного напряжения, выполненный из последовательно соединенных импульсного и линейного стабилизаторов, о

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения состоит из регулирующего транзистора, включенного в одну из силовых шин, входной силоной зажим которого соединен с одним из 15 входных выводон, ныходной силовой зажим с входом Д С вЂ” фильтра, управляющий зажим — с ныходом управляющего узла, включающего в себя источник опорного напряжения. Линейный 7П стабилизатор постоянного напряжения состоит из регулирующего тран зистора, входной силовой зажим сое цинен с одним из выходных выводов, а управляющий зажим — с ныходом уп- 75 .ранляющего узла, входом подсоединенного к выходным выводам. Управляющий узел импульсного стабилизатора постоянного напряжения выполнен в виде несимметричного магнитнотранзисторного преобразователя на двух переключающих транзисторах и трансформаторе, первичная обмотка которого средней точкой подключена к змиттерам переключающих транзисторов, коллекторами подсоединенных к входным выводам, одним из крайних ныводон через первый резистор — к базам переключающих транзисторов, а другим крайним выводом через источник опорного напряжения - к выходному сило- 40 ному зажиму регулирующего транзистора линейного стабилизатора постоянного напряжения. Вторичная обмотка трансформатора преобразователя одним выводом подключена к управляю- 45 щему зажиму регулирующего транзистора импульсного стабилизатора постоянного напряжения, а другим выводом через диод — к входному силовому зажиму этого же регулирующего 50 транзистора и через второй резис-тор — к общей шине (17, Однако н известном стабилизированном источнике отсутствует защита от перегрузок и короткого заьиыкания. 55

Цель изобретения — повышение надежности стабилизированного источника постоянного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в трансформатор магнитно- 60 транзисторного преобразователя напряжения введена дополнительная обмотка, конец которой подключен к общей шине, а начало - к аноду дополнительно введенного диода, катод которого подключен к выходному силовому зажиму регулирующего транзистора линейного стабилизатора.

На чертеже представлена схема предлагаемого стабилизированного источника .постоянного напряжения °

Предлагаемый стабилизированный источник постоянного напряжения содержит линейный стабилизатор постоянного напряжения, состоящий из регулирующего транзистора 1 и управляющего узла 2, и импульсный стабилизатор постоянного напряжения, состоящий из регулирующего транзистора З,DLC-фильтра на диоде 4, дросселе 5 и конденсаторе 6, и управляющего узла. Управляющий узел выполнен в виде магнитнотранзисторного преобразователя на трансформаторе 7 и переключающих транзисторах 8 и 9, источника опорного напряжения на стабилитроне 10 и конденсаторе 11. Вторичная обмотка 12 трансформатора магнитнотранзисторного преобразователя одним выводом подключена к базе транзистора 3, а другим выводом через диод 13 к одному входному выводу и через резистор 1.4 к другому входному выводу. Коллекторы транзисторов 8 и 9 подключены параллельно входным выводам. Первичная обмотка трансформатора 7 разделена пополам на две обмотки 15 и 16. Последовательная .цепочка из обмотки 15 и резистора 17 подключена между эмиттерами и базами переключающих транзисторов 8 и 9. Обмотка 16 одчим концом подключена к эмиттерам транзисторов 8 и 9, а другим через источник опорного напряжения к коллектору транзистора 1 ° Узел защиты стабилизатора от перегрузок и коротких замыканий выполнен из вторичной обмотки 18 трансформатора 7, соединенной одним иэ выводов с общей шиной, а другим через диод 19 - с коллектором транзистора 1.

Стабилизированный источник постоянногс напряжения работает следующим образом.

Напряжение на выходе импульсного стабилизатора определяется выражением

Ф.э д (Е - И

u, = —,— -, экл Тэь кл где 1 „„и 1 „„„— длительности интервалов включенного и выключенного состояния транзистора 3

Š— напряжение питания стабилизированного источника; цт " падение напряжения на транзисторе 3.

Время „„. включенного состояния определяется временем перемагничивания сердечника трансформатора 7 под действием разности напряжения а

1067485

10 и„=и, -и„.

Из выражений (4) и (5) имеют 40 n = on

Ъ

Составитель Г.Мачавариани

Редактор В.Ковтун ТехредМ.Гергель Корректор В.Бутяга

Заказ 11209/51 . Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Питания (E), опорного напряжения (Uon ) стабилитроиа 10 и напряжения (Ои на нагрузке. Это время определяется по формуле

28з МЯ 5

ВКЛ. f -U -Ц

on н где В - индукция насыщения сердечника трансформатора 7; число витков обмотки 16 трансформатора 7.

В течение времени Йа„„ под действием напряжения на обмотке 15 транзистор 8 открыт, по цепи + Етранзистор 8 - обмотка 15 - стЪбилитрон 10 и конденсатор 11 — наг« f5 руэка протекает ток, обеспечивающий питание стабилитрона 10 и заряд конденсатора 11.до уровня напряжения

Ио„ . При насыщении сердечника трансформатора 7 транзистор 8 закры- ;р вается, а транзистор 9 открывается, в результате чего сердечник трансформатора начинает перемагничиваться в другом направлении под действием приложенной к обмотке 16 сумьи 25 выходного напряжения И„ и напряжения Оо„ на конденсаторе 11 ° При этом транзистор 3 закрыт и время его закрытого состояния равно

2В ий 30 у

on н

Иэ выражений (1), (2) и (3) получаем

"on н

35 I

Напряжение на регулирукщем транзисторе 1 линейного стабилизатора постоянного напряжения равно

При нормальном режиме работы . стабилизированного источника пита- 45 ния напряжение, снимаемое с обмотки

18 трансформатора 7, меньше чем выходное напряжение источника м

Следовательно диод 19 закрыт, обмотка 18 отключена от нагрузки и не 50 оказывает влияния на работу магнитнотранзисторного преобразователя. При возникновении перегрузки или короткого замыкания напряжение U>, становитс» меньше чем напряжение на обмотке 18 трансформатора 7, диод 19 открывается и в момент времени, когда открыты транзисторы 8 и 3, по обмотке 18 начинает протекать ток, которйй нагружает магнитнотранзисторный преобразователь. В результате напряжение на обмотке 12 уменьшается, транзистор 3 прикрывается (напряжение Ит возрастает) и согласно выражений (1) и (4) напряжение Ои снижается, ограничивается ток перегрузки до определенной величины.

Кроме того, согласно выражений (2) и (3) время включения транзистора 3 уменьшается (время выключения увеличивается, что дополнительно снижает напряжение 0 и защищает транзистор

3 от перегрузок ). При коротком замыкании на выходных зажимах стабилизированного источника питания срываются колебания магнитнотранзисторного преобразователя, транзистор 3 закрывается и отключает линейный стабилизатор от источника питания Е.

Кратность тока срабатывания защиты,от перегрузки по отношению к номинальному лежит в пределах 1,2-1,3.

Мощность, рассеиваемая на транзисторе 3 в режиме перегрузки (до срыва колебаний в магнитнотранэисторном преобразователе), увеличивается незначительно и практически не сказывается на тепловом режиме транзистора 3.

После устранения перегрузки или короткого заьикания на выходе, стабилизированный источник постоянного напряжения автоматически возвращается в нормальный режим работы.

Введением дополнительной обмотки в трансформаторе и диода достигается повышение надежности устройства, так как оно приобретает новое свойство — защита от перегрузок и короткйх замыканий на выходе, что в свою очередь позволяет более рационально испольэовать по току силовые регу.лирующие транзисторы.