Стабилизатор постоянного напряжения с непрерывным регулированием

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик р>773595

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (53)М. Кл. (22) Заявлено 010279 (21) 2719848/24-07 с присоединением заявки ¹

G 05 F 1/56

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 231080. Бюллетень ¹39 (53) УДК 671.316. .772.1(088.8) Дата опубликоваиияописания 231080 (72) Авторы изобретения

В.П.Борисов, И.И.Колосков и Г.Л.Хренников (7! ) Заявитель (54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

С НЕПРЕРЫВНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ

Изобретение относится к электро= технике и может быть использовано в устройствах питания автоматики и вычислительной техники.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является стабилизатор напряжения с непрерывным регулированием (1)-(3) .

Первые два из них содержат основной и дополнительные постоянные напряжения, усилитель обратной связи, подключенный входом к выходу стабилизатора, à N-выходами к управляххцим входам N-транзисторных регуляторов.

Недостатками являются низкие КПД, надежность, быстродействие, увеличенные габариты.

Третий содержит последовательно соединенные основные трансформатор, выпрямитель и фильтр, дополнительные трансформатор и выпрямитель, усилитель обратной связи, входом подключенный к выходу стабилизатора, а выходом — к входу регулирующего транзистора, соединенного с дополнительным выпрямителем, а первичные обмотки трансформаторов включены последо вательно.

Его недостатками являются низкие

КПД, надежность, быстродействие и увеличенные габариты.

Цель изобретения — повышение КЙД, надежности, быстродействия и уменьшЕние, габаритов.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе напряжения с не ().прерывным регулированием, содержащем последовательно соединенные основной трансформатор, основной выпрямитель и фильтр, усилитель обратной связи, подключенный входом к выходу стабилизатора, а й-выходами к управляющим

N-входам регулирующих транзисторов, каждый регулирующий транзистор подключен параллельно выходу соответствующего первого N-дополнительного выпрямителя, вход которого подключен к первой выходной обмотке Ф-дополнительного трансформатора, вторая выходная обмотка которого через второй

Н-дополнительный выпрямитель соедине" на с входом фильтра, причем первичные обмотки основного и й-дополнительных трансформаторов соединены последовательно.

Йа фиг. 1 приведена схема стабилизатора напряжения с непрерывным ре773595 гулированием; на фиг. 2 — вариант исполнения усилителя обратной связи.

Предлагаемый стабилизатор содержит трансформаторы: основной 1 и дополнительные 2-4, подключенные к их выходам выпрямители; основной 5 и дополнительные 6-11, транзисторные регуляторы 12-14, выполняемые обычно по схеме составного транзистора, многовходовый усилитель 15 отрицательной обратной связи, сглаживающий фильтр

16. На входе стабилизатора может быть установлен преобразователь 17 постоянного напряжения в переменное.

Многовходовое устройство отрицательной обратной связи содержит делитель 18 напряжения, выходное напряжение которого подается на один из входов дифференциального усилителя

19. К второму входу этого усилителя подключен источник опорного напряжения 20. Выход усилителя 19 через резисторы 21 и диоды 22, 23 подсоединен к входам транзистор:-.ых регуляторов 12-14.

Второй вариант схемы многовходового устройства отрицательной обрат ной связи 15 показан на Фиг. 2. В нем делитель напряжения 18 имеет число выходов, равное числу регулирующих транзисторов 12-14.

Для Формирования сигналов управления каждым регулирующим транзистором используется индивидуальный дифференциальный усилитель 19.

Предлагаемый стабилизатор работает следующим образом.

С преобразователя 17 подается переменное напряжение прямоугольной формы. Коэффициенты трансформации трансформаторов 1, 2, 3 и выбираются таким образом, чтобы при запертых транзисторах 12-14 на каждой первичной обмотке трансформаторов 2, 3

4 величина напряжения составляла небольшую долю от напряжения первичной обмотке трансформатора 1 (обычно 5-10Ъ). Соответственно этому через выпрямители б, 8, 10 протекают токи, составляющие такую же долю от тока выпрямителя .5, Переменная составляющая этих токов отфильтровывается фильтром 16, постоянная составляющая поступает на выход стабилизатора. При максимальном входном напряжении транзисторы 12, 13, 14 заперты усилителем 15, через выпрями тели 5, б, 8, 10 протекают токи.

При монотонном уменьшении входного напряжения стабилизатора от максимального значения от усилителя

15 в базу транзистора 12 поступает увеличивающийся ток, вследствие чего увеличивается его коллекторный ток, а через выпрямитель б ток быстро уменьшается до нуля, после чего напряжение на трансформаторе 2 продол жает уменьшаться, компенсируя умень шение напряжения на входе стабилиза.тоРа. Напряжение на трансформаторе

1 и на выходе стабилизатора поддерживается неизменным. После насыщения транзистора 12 выходное напряжение стабилизатора несколько уменьшается (в пределах заданной нестабильности), что вызывает увеличение тока от усилителя 15, вследствие чего открывается диод и ток начинает протекать в базу транзистора 12. Таким образом в этом диапазоне изменения входного напряжения регулятором становится транзистор 13, а после его насыщения — транзистор 14.

При минимальном входном напряжении транзисторы 12-14 насыщены, все вход15 ное напряжение приложено к трансформатору 1, пропускают токи выпрямители

5, 7, 9, 11. Доля потери мощности на регулирование от выходной мощности стабилизатора составляет не более

2О доли напряжения, приходящейся на один из трансформаторов 2, 3, 4 от входного напряжения, т.е. КПД предлагаемого стабилизатора повышается.

Многовходовой усилитель 15 обратHOA cafl3H, 11oKa3aHHblA на фиг. 2, содержит несколько усилителей постоянного тока 19, подключенных к опорному источнику 20 и делителю 18. В делителе средние резисторы имеют величину сопротивления много меньшую, чем крайние. По мере уменьшения напряжения на делителе выходной ток вь дает сначала левый усилитель, затем левый со.средним и т.д.

Величины рабочих напряжений и

З5 токов транзисторов 12-14 не зависят от величин напряжений и токов на входе и выходе стабилизатора и могут выбираться оптимальными. Особенно эффективен предлагаемый стабилизатор

4О при низких выходных напряжениях (3-5 B) и больших токах нагрузки (50-100 A) .

Предлагаемый стабилизатор имеет лучший КПД, так как в нем регуляторы работают в цепи постоянного тока, в связи с чем отсутствуют потери на переключение. Частота входного напряжения при этом может быть существенно увеличена, что дополнительно уменьшает потери в трансформаторах.

Надежность повышена за,счет меньшего рассеивания мощности в транзисторах и следовательно меньшего их нагрева, за счет ограничения максимальной величины напряжения на тран5$ зисторах при любых перенапряжениях на входе. Величина ограничения определяется выходным напряжением и отношением чисел витков вторичных обмоток трансформаторов. Допустимость

60 большей частоты входного напряжения определяет меньшие реактивности трансформаторов и Фильтра, что по- . вышает быстродействие стабилизатора.

Уменьшение габаритов обусловлено меньшими радиаторами для транзисторов

773595

Формула изобретения

ВНИИП И

Тираж 956

Заказ 7504/61

Подписное и меньшими объемами трансформаторов на более высокой частоте.

Стабилизатор постоянного напряжения с непрерывным регулированием, содержащий последовательно соединенные основной трансформатор, основной выпрямитель и фильтр, усилитель обратной связи, подключенный входом к выходу стабилизатора, а N-выходами к управляющим N-входам регулирующих транзисторов, о т л и ч а ю щ и и с. я тем, что, с целью повышения КПД надежности, быстродействия и уменьшения габаритов, каждый N-регулирующий транзистор подключен параллельно выходу соответствующего первого вве денного дополнительного выпрямителя, вход которого подключен к первой выходной обмотке введенного й-дополнительного трансформатора, вторая выходная обмотка которого через второй й-дополннтельный выпрямитель соединена с входом фильтра, причем первичные обмотки основного и N-дополнительных трансформаторов соеди" иены последовательно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9383416Ф, кл. G 05 F 1/56.

2. Авторское свидетельство СССР

9585486, кл. G 05 F 1/56.

15 3. Полупроводниковая электроника, в технике связи. Под ред. Николаевского, вып. 19, М. "Связь", 1978, с. 208.

Филиал ППП Патент, r.ÓÉãoðoä,óë.Ïðî êò÷àÿ,4