Стабилизирующий преобразователь напряжения

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах электропитания компактных переносимых или батарейных измерителей параметров ионизирующего излучения и аппаратуры различного назначения. Стабилизирующий преобразователь напряжения содержит однотактный блокинг-генератор на биполярном транзисторе, коллектором подключенным к обмотке трансформатора, а эмиттером - к общему выводу, выпрямитель, вход которого соединен с выходом блокинг-генератора, а выход - с входом усилителя рассогласования, управляющий транзистор, базой подключенный к выходу усилителя рассогласования, коллектором - к базе биполярного транзистора, а эмиттером - к общему выводу, и последовательную RC-цепь, одним концом подключенную к базе управляющего транзистора, а другим - к коллектору транзистора блокинг-генератора. Технический результат - изобретение позволяет уменьшить переключательные (динамические) потери при работе блокинг-генератора и, как следствие, увеличить КПД, а также уменьшить весогабаритные показатели устройства. 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах электропитания компактных переносимых или батарейных измерителей параметров ионизирующего излучения и аппаратуры различного назначения.

Известен преобразователь постоянного напряжения (Радиолюбитель, 1996, №12, с. 12, рис. 14), содержащий однотактный блокинг-генератор на биполярном транзисторе, выпрямитель, цепь обратной связи, усилитель рассогласования и транзистор, управляющий работой блокинг-генератора. Этот преобразователь обладает значительным временем выключения транзистора блокинг-генератора, что приводит к переключательным (динамическим) потерям.

Наиболее близким к данному изобретению является стабилизирующий преобразователь (Радиолюбитель, 1996, №12, с. 13, рис. 15), содержащий однотактный блокинг-генератор на биполярном транзисторе, фильтр, цепь обратной связи, усилитель рассогласования и транзистор, управляющий работой блокинг-генератора. Однако этот преобразователь также обладает значительными переключательными потерями, обусловленными конечным временем выключения транзистора, которые уменьшают КПД устройства и ухудшают его весогабаритные показатели.

Для устранения этих недостатков в известном стабилизирующем преобразователе напряжения, содержащем однотактный блокинг-генератор на биполярном транзисторе, эмиттер которого подключен к общему выводу, а коллектор соединен с обмоткой трансформатора, выпрямитель, выход которого соединен с усилителем рассогласования, выход которого подключен к базе транзистора блокинг-генератора, дополнительно введены управляющий транзистор, подключенный базой к выходу усилителя рассогласования, коллектором - к базе транзистора блокинг-генератора, а эмиттером - к общему выводу, и последовательная RC-цепь, одним концом подключенная к базе управляющего транзистора, а другим - к коллектору транзистора блокинг-генератора.

Это приводит к уменьшению переключательных (динамических) потерь и, как следствие, к увеличению КПД и уменьшению весогабаритных показателей устройства.

На фиг.1 представлена блок-схема заявленного устройства.

Стабилизирующий преобразователь напряжения содержит однотактный блокинг-генератор 1 на биполярном транзисторе 2, коллектором подключенным к обмотке трансформатора 3, а эмиттером - к общему выводу, выпрямитель 4, вход которого соединен с выходом блокинг-генератора 1, а выход - с входом усилителя рассогласования 5, управляющий транзистор 6, базой подключенный к выходу усилителя рассогласования 5, коллектором - к базе биполярного транзистора 2, а эмиттером - к общему выводу, и последовательную RC-цепь, конденсатор 7 которой подключен к базе управляющего транзистора 6, а резистор 8 - к коллектору транзистора 2.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения питания на выходе блокинг-генератора 1 формируются двухполярные импульсы. Эти импульсы поступают на вход выпрямителя 4. Выпрямленное напряжение с выхода выпрямителя 4 поступает на вход усилителя рассогласования 5, где сравнивается с опорным напряжением.

Напряжение рассогласования с выхода усилителя 5 поступает на базу транзистора 6, который управляет режимом работы генерирующего транзистора 2. Если напряжение на выходе усилителя рассогласования 5 положительное, то приоткрывается управляющий транзистор 6, который смещает рабочую точку генерирующего транзистора 2 (частота импульсов с выхода блокинг-генератора понижается), что приводит к уменьшению выходного напряжения. В обратном случае отрицательное выходное напряжение призакрывает транзистор 6 (частота импульсов с выхода блокинг-генератора повышается), что приводит к увеличению выходного напряжения.

Известно, что основные переключательные (динамические) потери в блокинг-генераторе возникают в момент закрывания генерирующего транзистора, т.к. время рассасывания неосновных носителей в полупроводниковом переходе биполярного транзистора намного превосходит время их образования. Для форсирования процесса рассасывания (следовательно, уменьшения переключательных потерь) неосновных носителей в р-n-переходе служит последовательная RC-цепь, конденсатором 7 подключенная к базе управляющего транзистора 6, а резистором 8 - к коллектору генерирующего транзистора 2. При этом в момент переключения блокинг-генератора (момент начала закрывания транзистора 2) на коллекторе возникает положительное напряжение, которое через резистор 8 и конденсатор 7 прикладывается к базе управляющего транзистора 6 и полностью открывает его, что приводит к ускоренному рассасыванию неосновных носителей транзистора 2 через открытый р-n-переход транзистора 6. Временные диаграммы напряжения на коллекторе транзистора 2 и тока коллектора транзистора 2 без RC-цепи приведены на фиг.2, а с введенной RC-цепью - на фиг.3. Из диаграмм видно, что переключательные потери с введением управляющего транзистора и последовательной RC-цепи значительно уменьшаются и, следовательно, КПД устройства увеличивается.

Формула изобретения

Стабилизирующий преобразователь напряжения, содержащий однотактный блокинг-генератор на биполярном транзисторе, эмиттер которого подключен к общему выводу, а коллектор соединен с обмоткой трансформатора, выпрямитель, усилитель рассогласования, выход которого подключен к базе биполярного транзистора, отличающийся тем, что в него дополнительно введены управляющий транзистор, подключенный базой к выходу усилителя рассогласования, коллектором к базе биполярного транзистора, а эмиттером к общему выводу, и последовательная RC цепочка, одним концом подключенная к базе управляющего транзистора, а другим к коллектору биполярного транзистора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3