Импульсный стабилизатор напряжения

 

Ипользование: для питания радиоэлектронной аппаратуры широкого применения, в частности переносных телевизоров. Сущ- -ность изобретения: устройство содержит последовательный регулирующий элемент 1, дроссель 3, диоды 4, б, 13, 17 и 18, узел управления 6, параллельный регулирующий элемент 10, датчик тока 15, транзистор 16, резисторы 11, 12, 19 и 20, конденсаторы 7, 14 и 21. Устройство отличается высокой надежностью , благодаря коррекции траектории выключения регулирующих элементов 1 и 10, автоматическому ограничению величины тока при их включении. 2 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (я)5 G 05 F t/618

ГОСУДАРСТ8ЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

8ЕДОМСТ80 - СССР . (ГОСПАТЕНТ СССР) ч

ОП ИСАН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ " : (56) Авторское свидетельство СССР

hh 1233129, кл, G 05 F 1/618, 1984, Авторское свидетельство СССР

М 1396132, кл. G 05 F 1/56, 1985. л О

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4908849/07 (22) 08:02.91 (46) 07,07.93. Бюл. М 25 (71) Центральное научно-производственное объединение "Ленинец" (72) В.С.Уманский (54) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ (57) Ипользование: для питания радиоэлектронной аппаратуры широкого применения, в частности переносных телевизоров. Сущ-ность изобретения: устройство содержит последовательный регулирующий элемент

1, дроссель 3, диоды 4, 9, 13, 17 и 18, узел управления 6, параллельный регулирующий элемент 10, датчик тока 15, транзистор 16, резисторы 11, 12, 19 и 20, конденсаторы 7, 14 и 21. Устройство отличается высокой надежностью, благодаря коррекции траектории выключения регулирующих элементов 1 и 10, автоматическому ограничению величины тока при их включении. 2 ил.

1826079

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано преимущественно для питания радиоэлектронной аппаратуры широкого применения, в част. ности. переносных телевизоров.

Целью изобретения является устранение отмеченных недостатков, а именно повышение надежности, На фиг. 1 показана принципиальная электрическая схема предлагаемого усовершенствованного импульсного стабилизатора напряжения; на фиг. 2 — временные диаграммы напряжений и токов.

Импульсный стабилизатор содержит . аналогично известному устройству последовательный регулирующий элемент 1, входную клемму 2, дроссель 3; первый диод 4, выходную клемму 5, узел 6 управления, конденсатор.7, общую шину 8, второй диод 9, параллельный регулирующий элемент 10; первый резистор 11, второй резистор 12, третий диод 13 и второй конденсатор 14. В стабилизатор введены датчик 15 тока, транзистор 16,.четвертый 17 и пятый 18 диоды, третий 19 и четвертый 20 резисторы и дополнительный конденсатор 21.

При этом аналогично устройству по основному изобретению последовательный регулирующий элемент 1 первым силовым выводом подключен ко входной клемме 2, а вторым силовым выводом через последовательно включенные дроссель 3 и первый диод 4 подсоединен к выходной клемме 5.

Вход узла б управления шунтирован конденсатором 7 и подсоединен между выходной клеммой 5 и общей шиной 8. Второй диод 9 подключен ко второму силовому выводу последовательного регулирующего элемента 1. Первый силовой вывод параллельного регулирующего элемента 10 подключен к общей шине 8. Выход узла 6 управления подключен к выводу управления параллельного регулирующего элемента 10. Второй силовой вывод этого элемента подключен через третий диод 13 к общей точке первого диода 4 и дросселя 3, а через последовательно включенные цепочку из параллельна соединенных вторых резистора 12 и конденсатора 14 и первый резистор .11 подсоединен к выводу управления последовательного регулирующего элемента 1.

Датчик 15 тока включен в разрыв цепи между диодом 9 и общей шиной 8. Транзистор 16 первым силовым выводом подключен к общей точке второго диода 9 и датчика

15 тока, Второй силовой вывод транзистора

16 подключен к выводу управления параллельного регулирующего элемента 10, а выводом управления соединен с первыми выводами четвертого 17 и пятого 18 диодов, третьего 19 и четвертого 20 резисторов. При этом вторые выводы четвертого диода 17 и третьего резистора 19 подключены к общей шине 8. Вторые выводы пятого диода 18 и четвертого резистора 20 соединены с первым выводом дополнительного конденсатора 21, второй вывод которого подключен к общей точке первого 4 и третьего 13 диодов.

Вход управления регулирующего элемента

1 шунтирован резистором 22.

Узел 6 управления может быть выполнен на основе какого-либо известного схемного решения, в котором осуществляется

15 преобразование напряжения в последовательноСть широтно-модулированных импульсов, Предлагаемый стабилизатор работает следующим образом. В исходном состоянии

20 в паузах между импульсами регулирующие элементы 1, 10 и транзистор 16 заперты.

При поступлении в момент Т1 очередного импульса Е10 от выхода узла 6 управления на вывод. управления регулирующего элемента 10 этот элемент отпирается (фиг. 2а).

При этом начинается протекание тока через резисторы 22, 11 и 12 и через цепь входа управления регулирующего элемента 1. Наличие конденсатора 14 обеспечивает в этих условиях форсированное отпирание регулирующего элемента 1. При этом от клеммы 2 через регулирующие элементы 1, 10, дроссель 3 и диод 13 протекает ток!з; он имеет форму, близкую к пилообразной (фиг. 2,б), В

35 течение интервала времени (T>, Ty), равного длительности импульса Ею, происходит накопление энергии в индуктивности дросселя 3 при запертых диодах 9 и 4, Конденсатор

21 в момент Т1 начинает разряжаться током

40 lz> по цепи: второй (верхний) вывод конден.сатора 21 — диод 13 — регулирующий элемент 10 — диод 17 — резистор 20 — первый (нижний) вывод конденсатора 21. Диод 18 и транзистор 16 при этом заперты (фиг. 2,r).

45 Бросок тока разряда Iz> в момент Т> ограничен на малом уровне порядка десятого или сотен мА с помощью резистора 20.

В момент Т2 импульс Е ю заканчивается, регулирующий элемент 10 начинает запираться, напряжение на нем и на аноде диода

13 начинает возрастать. При этом регулирующий элемент 1 начинает форсированно запираться. а ток дросселя 3 начинает протекать через диод 9 (ток I9. фиг. 2,в), На

55 датчике 15 образуется импульс Е15 отрицательной полярности, по форме совпадающий с импульсом тока fg. При этом транзистор 16 от ирается и через него на вывод управления регулирующего элемента

10. передается отрицательное напряжение

1826079

Е>о, обеспечивающее форсированное запирание элемента 10 (фиг. 2,a), Одновременно начинается резонансный заряд конденсатора 21 током 12 . Этот ток, имеющий форму полуперио а синусоиды с длительностью 5

Т21 =л L3 С21 протекает по цепи: диод 9 — дроссель 3 — конденсатор 21 — диод 18— база-эмиттерный переход транзистора 16 (фиг. 2,г). Здесь A и C?1 — соответственно индуктивность дросселя 3 и емкость кон- 10 денсатора 21. Благодаря этому снижается скорость нарастания напряжения на запирающемся регулирующем элементе 10. В сочетании с формированным его выключением, как было описано выше, этим дости- 15 гается коррекция траектории выключения, . что способствует повышению надежнЬсти за счет снижения вероятности вторичного пробоя.

Транзистор 16 остается открытым в те- 20 чение интеграла времени (Т2, Тз), пока током ! з продолжается передача энергии из индуктивности дросселя 3 в конденсатор 7 и во внешнюю нагрузку. На выводе управления регулирующего элемента 10 в течение всего 25 интервала времени (Тг, Тз) существует отрицательное запирающее напряжение Е>о (фиг. 2,а). В результате автоматически искл ючается возможность отпирания регулирующих элементов 1 и 10 при ненулевом токе 30 в индуктивности дросселя 3 (начальный бросок тока при отпирании регулирующего элемента 10 в этих условиях невелик: как уже отмечалось, он ограничен резистором 20 на уровне десятков или сотен мА, фиг. 2,б). 35

Этим достигается повышение надежности путем снижения вероятности вторичного пробоя.

Следует учитывать то обстоятельство, . что регулирующий элемент 10 при повыша- 40 ющем режиме работы стабилизатора нахо- . дится в более тяжелых условиях, чем регулирующий элемент 1: напряжение на запирающемся 10 может достигать величины выходного напряжения на клемме 5, а 45 оно превышает напряжение Еп питания нэ клемме 2. Напряжение. на регулирующем элементе 1 во всех режимах работы стабилизатора (на повышение или на понижение выходного напряжения) не превосходит вв- 50 личину Еп. Исходя из этих соображений, в первую очередь необходима коррекция траектории выключения для регулирующегО элемента 10.

Итак, положительный технический эффект от использования изобретения состоит в повышении надежности путем коррекции траектории выключения и автоматическом ограничении величины тока при включении регулирующих элементов.

Формула изобретения

Импульсный стабилизатор напракения, содержащий последовательный регулирующий элемент, первым силовым выводом подключенный к входному выводу, s вторым силовым выводом через последовательно соединенные дроссель и первый диод подключенный к выходному выводу, узел управления, вход которого шунтирован первым конденсатором, включенным мехсду выходньпа выводом и общей шиной, второй диод,. включенный между общей шиной и вторым силовым выводом последовательно регулирующего элемента, параллельный регулирующйй элемент, первый силовой вывод которого подключен к общей шине, второй силовой вывод через третий диод соединен с общей точкой дросселя и первого диода, а вывод управления — с выходом узла управления, вывод управления последовательного регулирующего элемента через включенные последовательно в цепочку первый резистор и параллельно соединенные вторые резистор и конденсатор подключен к второму силовому выводу параллельного регулирующего элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены датчик тока, транзистор, четвертый и пятый диоды, третий и четвертый резисторы и дополнительный конденсатор, причем датчик тока включен в разрыв цепи между вторым диодом и общей шиной, транзистор-первым силовым выводом подключен к общей точке второго диода и датчика тока, вторым силовым выводом — к выводу управления, параллельного регулирующего элемента, а выводом управления соединен с первыми выводами четвертого и пятого диодов, третьего и четвертого резисторов, при этом вторые выводы четвертого диода и третьего резистора подключены к общей шине, а вторые выводы пятого диода и четвертого резистора соединены с первым выводомдополнительного конденсатора, второй вывод которого подключен к общей точке первого и третьего диодов, 1826079

Составитель В. Уманский

Редактор С. Никольская Техред М,Моргентал Корректор C. Пекарь

Заказ 2319 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101