Стабилизатор напряжения

 

Изобретение относится к вторичным источникам питания радиоаппаратуры . Целью изобретения является повышение надежности и улучшения выходных параметров путем обеспечения автоматического переключения с ключевого на линейный режим работы и наоборот . При уменьшении тока нагрузки уменьшается напряжение на дросселе 6, что приводит к уменьшению напряжения на обмотке реле 17. Контакты 18-20 размыкаются и отсоединяют конденсатор 4, диод 5 и резистор 9. В результате работает только регулирующий элемент 1, а стабилизатор напряжения работает в линейном режиме. При увеличении тока процесс переключения происходит в обратном порядке . 2 з.п. ф-лы, 2 ил. ее 4 00 со ( со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (я) 4 G 05 F 1/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРКтКНИя

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3931596/24-07; 3931597/24-07 (22) 22.07.85 (46) 07.10.87. Бюл. Ф 37 (72) В.И. Орехов, Ю.Н. Снегирев, Т.И. Копосова и В.А. Бурцев (53) 621.316.722.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N9 898395, кл . G 05 F 1/56, 1979.

Авторское свидетельство СССР

)(4 18842, кл. С 05 F 1/56, 1973. (54) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к вторичным источникам питания радиоаппаратуры. Целью изобретения является повышение надежности и улучшения выходных параметров путем обеспечения автоматического переключения с ключевого на линейный режим работы и наоборот. При уменьшении тока нагрузки уменьшается напряжение на дросселе 6, что приводит к уменьшению напряжения на обмотке реле 17. Контакты 18-20 размыкаются и отсоединяют конденсатор 4, диод 5 и резистор 9.

В результате работает только регулирующий элемент 1, а стабилизатор наt пряжения работает в линейном режиме.

При увеличении тока процесс переключения происходит в обратном порядке. 2 э.п. ф-лы, 2 ил.

1343399

Изобретение относится к электро— технике, в частности к системам регулирования электрических величин, и может быть использовано в устройствах питания радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения — повышение надежности и улучшение выходных параметров путем автоматического переключения с ключевого на линейный режим работы и наоборот.

На фиг. 1 приведена схема устройства с автоматическим блоком переключения, управляемым внешним сигналом; на фиг. 2 — схема устройства с управлением внешним сигналом.

Устройство содержит регулирующий элемент 1 с управляющим 2 и регулирующим 3 транзисторами, конденсатор

4, коммутирующий диод 5, накопительный дроссель 6, блок 7 управления, содержащий транзистор 8, делитель 9 напряжения, стабилитрон 10, резистор

11, а также резистор 12.

Регулирующий элемент 1 с управляющим 2 и регулирующим 3 транзисторами входом соединен с входной клеммой устройства, а выходом — с точкой соединения первого вывода конденсатора

4, коммутирующего диода 5 и .входа накопительного дросселя 6. Выход дросселя 6 подключен к выходной клемме устройства, а первый управляющий вывод регулирующего элемента 1 соединен с выходом блока 7 управления.

Вход блока 7 управления подключен к выходу устройства, при этом между вторым управляющим выводом регулирующего элемента 1 и общей шиной включен резистор 12.

В отличие от известного предлагаемое устройство содержит блок 13 переключения состоящий из дросселя 6 с введенной вторичной обмоткой 14, выпрямителя 15, фильтра 16 и реле

18 с обмоткой и контактами 18 — 20.

Блок 13 переключения включен последовательно с выходом регулирующего элемента 1, выводы управления блока 13 переключения подключены к обмотке реле 17, через контакты 18 реле первый вывод делителя 9 блока 7 управления соединен с минусовой клеммой стабилизатора, через контакты 19 минус коммутирующего диода 5 — с плюсовой клеммой стабилизатора, через контакты 20 второй вывод конденсатора 4 подключен к второму управляющему выводу регулирующего элемента 1 и коллекторному выводу транзистора 8 блока 7 управления., 5

Вторичная обмотка дросселя 14 соединена с выпрямителем 15, вывод которого через фильтр 16 подключен к обмотке реле 17.

Устройство работает следующим образом.

В двухобмоточном дросселе 6 первичная обмотка используется в качестве накопительного дросселя, как и в известном устройстве, а вторичная обмотка 14 служит источником энергии в датчике тока блока 13 переключения.

Переключение регулирующего элемента

1 из ключевого режима в линейный и наоборот производится под действием

2О управляющего напряжения, поступающего на обмотку реле 17, т.е. с блока

13 переключения автоматически в зависимости от тока, протекающего через первичную обмотку накопительного

25 дросселя 6, согласно заданным техническим требованиям на устройство.

При изменении тока, протекающего через первичную обмотку 6, изменяется переменное индуктируемое напряжение на вторичной обмотке 14. Выпрямленное в выпрямителе 15 и отфильтрованное в фильтре 16 напряжение поступает на обмотку реле 17.

При больших токах блок 13 переключения запитывает обмотку реле 17, а так как контакты реле находятся в нормально замкнутом состоянии, конденсатор 4 и диод 5 задействованы, в блоке 7 управления используется не40 обходимая часть делителя 9. При этом стабилизатор напряжения работает в ключевом режиме.

Управляющий 2 и регулирующий 3 транзисторы Регулирующего элемента 1

45 вместе с конденсатором 4 образуют одноемкостный мультивибратор. Стабильность выходного напряжения обеспечивает блок 7 управления, содержащий усилитель обратной связи, выполненный на транзисторе 8, и источник опорного напряжения (резистор 11 и стабилитрон 10). Напряжение, поступающее с части делителя 9 напряжения, сравнивается с напряжением ис55 точника опоРного напРяжения.

Необходимый уровень пульсаций выходного напряжения обеспечивает фильтр — накопительный дроссель 6, выходной конденсатор. При этом комз

13 мутирующий диод 5 через размыкающие контакты 20 реле подключен к плюсовой клемме устройства, а конденсатор 4 через контакты 20 реле — к базовому выводу регулирующего элемента 1. Частота переключения мультивибратора задается временем заряда и разряда конденсатора 4. Резистор

12 служит для необходимого смещения рабочей точки по вольт-амперной характеристике транзисторов регулирующего элемента 1.

Когда конденсатор 4 разряжен, управляющий транзистор 2 регулируюего элемента 1 открыт, а регулирующий транзистор 3 регулирующего элемента 1 закрыт, мультивибратор находится в таком состоянии до тех пор, пока заряжается конденсатор 4. Он заряжается по цепи: плюс источника, выходной конденсатор устройства, дроссель 6, конденсатор 4, резистор в цепи коллектора транзистора 8 блока 7 управления, база — эмиттер транзистора 8 блока 7 управления, минус источника.

При заряде конденсатора 4 управляющий транзистор 2 регулирующего элемента 1 переходит из области насыщения в активную область, при этом сигнал на входе после усиления мультивибратором через конденсатор 4 опять попадает на вход. Происходит лавинообразный процесс опрокидывания, при котором управляющий транзистор 2 регулирующего элемента 1 закрывается, а регулирующий транзистор 3 открывается, а конденсатор 4 начинает разряжаться по цепи: конденсатор 4, дроссель 6, выходной конденсатор устройства, стабилитрон 10 блока 7 управления, эмиттер — коллектор транзистора 8 блока 7 управления, резистор в цепи коллектора транзистора 8 блока 7 управления, конденсатор 4.

При достижении нулевого потенциала на конденсаторе 4 управляющий транзистор 2 регулирующего элемента 1 выходит из области запирания в активную область, после чего происходит снова процесс опрокидывания, в конце которого управляющий транзистор 2 регулирующего элемента 1 открыт, а регулирующий транзистор 3 закрыт.

Опрокидывание мультивибратора приводит к появлению переменного напряжения на дросселе 6, который отпирает транзистор 8 усилителя обратной

55 ем внешним сигналом используется схема, приведенная на фиг. 2.

Когда наиболее рациональным является использование линейного режимэ работы стабилизатора вместо ключеео—

ro и необходимо применять стабплизэ—

43399 связи, осуществляющий управление током базы регулирующего транзистора 3.

Таким образом, достигается коммутация с частотой работы мультивибратора мощности регулирующего транзистора 3 регулирующего элемента 1 и стабилизация выходного напряжения устройства также, как и в известном

1ð устройстве.

При уменьшении тока нагрузки до заданного значения происходит переключение в линейный режим работы.

При этом уменьшается индуктируемое напряжение во вторичной обмотке 14 дросселя 6, а также уменьшается выпрямленное в выпрямителе 15 и отфильтрованное в фильтре 16 напряжение, поступающее на обмотку реле 17.

При этом под действием блока 13 переключения реле 17 срабатывает и размыкает контакты 18-20, отсоединяя конденсатор 4, диод 5 и резистор делителя блока 7 управления. В этом

25 случае задействованы только регулирующий элемент 1, дроссель 6 (первичная обмотка) датчика 13 тока и блок 7 управления.

При работе стабилизатора в линейЗр ном режиме напряжение, снимаемое с делителя 9, сравнивается с опорным напряжением, усиливается в блоке 7 управления и с управляющего вывода (коллекторный вывод транзистора 8) блока 7 управления в противофазе поступает на регулирующий элемент 1. В зависимости от напряжения, поступающего с блока 7 управления, регулирующий элемент 1 приоткрывается или

4Р

Падение напряжения на ре гулирующем элементе 1 в связи с этим меняется и напряжение на выходе стабилизатора поддерживается постоянным с

45 заданной точностью. Дроссель 6 и выходной конденсатор устройства используются для сглаживания пульсаций выходного напряжения. При наступлении заданного режима больших токов процессы происходят в обратном порядке и устройство автоматически возвращается к работе в ключевом режиме.

При работе устройства с упранлени1343399 тор с другим выходным напряжением, в блок 13 переключения подается по команде управляющее напряжение. Транзистор 2 блока 13 переключения (фиг. 2) открывается и поступающее напряжение запитывает обмотку реле

17 блока 13 переключения, при этом контакты 20 реле 17 блока 13 переключения размыкаются и отсоединяют конденсатор 4 от управляющего вывода (коллекторный вывод транзистора 8) блока 7 управления. Отсоединяются контакты 18 реле 17 блока 13 переключения, замыкающие один из резисторов делителя, а контакты 19 отсоединяют диод 5 от положительной клеммы устройства.

Аналогично производится переклю- 20 чение с линейного на ключевой режим работы, но процесс переключения происходит в обратном порядке. формула изобретения

1. Стабилизатор напряжения, содержащий регулирующий элемент с управляющим и регулирующим транзисто— рами, вход которого соединен с вход- 30 ной клеммой, а выход соединен с точкой соединения первого вывода конденсатора, первого вывода коммутирующего диода и входа накопительного дросселя, выход которого подключен к выходной клемме, первый управляющий вывод регулирующего элемента соединен с выходом блока управления, включающего в себя делитель напряжения, вход которого подключен к выхоц- 40 ным клеммам, при этом между вторым управляющим выводом регулирующего элемента и общей шиной включен резистор, отличающийся тем, что, с целью повншения надежности и улу чше ния выходных параметров путем обеспечения автоматического переключения с ключевого на линейный режим работы и наоборот, введены блок переключения и реле с тремя парами контактов, причем управляющие выводы блока переключения подключены к обмотке реле, при этом первый вывод делителя напряжения блока управления через первую па1 у контактов реле соединен с минусовой выходной клеммой, через вторую пару контактов второй

1 вывод коммутирующего диода соединен с плюсовой выходной клеммой, а через третью пару контактов второй вывод конденсатора подключен к первому управляющему выводу регулирующего элемента.

2. Стабилизатор по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что блок переключения выполнен в виде датчика тока, выполненного на двухобмоточном дросселе, выход которого подключен через последовательно соединенные выпрямитель и фильтр с выходом блока переключения, а датчик тока включен между выходом регулирующего элемента и минусовой выходной клеммой.

3. Стабилизатор по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что блок переключения выполнен в виде транзистора и двух резисторов, причем один вывод первого резистора соединен с первым выводом для подключения источника сигнала управления, другой вывод первого резистора подключен к базе транзистора непосредственно и через второй резистор к эмиттеру транзистора и общей шине, коллектор транзистора соединен с первым выходным выводом блока переключения, второй выходной вывод которого подключен к второму выводу для подключения источника сигнала управления.

1343399

Составитель A. Баженов

Редактор П. Гереши Техред Л.Сердюкова Корректор М. Матьковская

Заказ 4823/49 Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Нроизводстэенно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4