Стабилизатор постоянного напряжения

 

СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий двухтактный уп равляемый статический преобразовател напряжения а втогенераторного типа с пере ключающими регулирующими тран зисторами, управляющим транзистором в базовых цепях, трансформатором с .коллекторными, базовыми и выходноИ обмотками, выходной выпрямитель с фильтром, усилитель сигнала рассогласования , входами соединенный с Делителем выходного напряжения и источником эталонного напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента Стабилизации , расширения диапазона стабилизации и повышения.надежности, база управляющего транзистора через резистор соединена с выходом усилителя сигнала.рассогласования, эмиттер управляющего базового транзистора - со средней точкой коллекторных обмоток трансформатора преобразователя , а коллектор) через резистор со средней точкой базовых обмо- g ток трансформатора преобразователя напряжения.

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

31? A (19) (11) 3(51) G 05 F 1 64

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕ ФЕЛЬСТВУ (21) 2765208/24-07 (22) 14.05.79 (46) 15,07.83. Бюл. Р 26 (72) А.А.Сибилев,. A.Ô.Белов, А.И.Козырь и Т.А.Перевезенцева (53) 621.316.722.1(088.8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

9 520577, кл. G 05 F 1/64, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

9 351205, кл. 0 05 Г 1/64, 1971. (54) (57) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий двухтактный уп" равЛяемый статический преобразователь напряжения автогенераторного типа

I с переключающими регулирующими транзисторами, управляющим транзистором в базовых цепях, трансформатором с ,коллекторными, базовыми и выходной обмотками, выходной выпрямитель с фильтром, усилитель сигнала рассогласования, входами соединенный с делителем выходного напряжения и источником эталонного напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента стабилизации, расширения диапазона стабилизации и повышения, надежности, база управляющего трайэистора через резистор соединена с выходом усилителя сигнала рассогласования, эмиттер управляющего базового транзистора — со средней точкой коллекторных обмоток трансформатора преобразователи, а коллектор через резистор со средней точкой базовых обмо- ф ток трансформатора преобразователя напряжения.

776317

50

Цель изобретения — повышение коэффициента стабилизации, расширение

Изобретение относится к промышленной радиоэлектронике и может использоваться в устройствах электропитания детекторов ионизирующего излучения, фотоэлектронных умножителей, узлов автоматики, вычислитель- 5 ной техники и средств связи.

Известен стабилизатор постоянного напряжения с непрерывным регулированием компенсационного типа jl 3, содержащий последовательный регулирующий транзистор, два запускающих резистора, один из которых включен параллельно регулирующему транзистору, токозадающий транзистор, токоограничивающий резистор, статичес- 15 кий двухтактный преобразователь напряжения с переключающими транзисторами и трансформатором с базовыми, коллекторными и выходной обмотками, выходной выпрямитель с фильтром, схему сравнения и источник эталонного напряжения, причем регулирующий. транзистор и транзисторы двухтактного преобразователя выбрани противоположного типа проводимости. 25

Использование в силовой цепи двух последовательно включенных элементов; регулирующего транзистора и переключающих транзисторов преобразователя, а также наличие цепи запуска приводит к существенным потерям мощности. Кроме того, резистор, шунтирующий регулирующий транзистор ухудшает стабилизирующие свойства устройства.

Наиболее близким к предлагаемому 35 техническому решению является стабилизатор постоянного напряжения $2), содержащий двухтактный статический преобразователь напряжений автоге нераторного типа с переключающими 40 регулирующими транзисторами, управляющим транзистором в базовых цепях, трансформатором с выходной, базовыми, коллекторными обмотками и дополнйтельной обмоткой с выпрямителем, выходной выпрямитель с фильтром, делитель выходного напряжения, источник эталонного найряжения, усили-. тель сигнала рассогласовайия, устройство запуска преобразователя.

Недостатками известного устройства являются: ограниченный диапазон стабилизации в области малых выходных мощйостей и токов нагрузки; низкий коэффициент стабилизации; ненадежность устройства из-за нали-: 55 чия специальной цепи запуска, введенной. в устройство и требующей дополнительных элементов.

Указанные недостатки являются следствием шунтирования управляю- 60 щего базового транзистора резистивным делителем. диапазона стабилизации и повышение надежности.

Это достигается тем, что в стабилизаторе постоянного напряжения, содержащем двухтактный управляемый статический преобразователь напряжения автогенераторного типа с переключающими-регулирующими транзисторами, управляющим транзистором в базовых цепях . Трансформатором с коллекторными базовыми и выходными обмотками, выходной выпрямитель с фильтром, делитель выходного напряжения, источник эталонного напряжения, усилитель сигнала рассогласования, эмиттер управляющего базового транзистора соединен . со средней точкой коллек" торных обмоток, его база через резистор соединена с выходом усилителя сигнала рассогласования, а коллектор через резистор подключен к средней точке базовых обмоток.

На чертеже изображена схема предлагаемого стабилизатора постоянного напряжения.

Мина 1 питания и общая шина 2 питания соединены с источником 3 эталонного напряжения, усилителем 4 сигнала рассогласования, средней точкой коллекторных обмоток 5 и 6, трансформатора 7, эмиттерами переключающих регулирующих транзисторов 8 и 9 с выходным выпрямителем с фильтром 10 и делителем 11 обратной связи. Выходная обмотка 12 трансформатора 7 соединена с входом выпрямителя с Фильтром 10. Выход выпоямителя с фильтром 10 соединен с выходным контактом 13 и одновременно с одним из входов делителя 11 обратной связи. К выходу 14 делителя 11 выходного напряжения подсоединен неинвертирующий вход 15 усилителя 4 сигнала рассогласования. Инвертирующий вход 16 усилителя 4 сигнала рассогласования соединен с выходом источника 3 эталонного напряжения. Вы-. ход усилителя 4 сигнала рассогласования через резистор 17 соединен с базой управляющего транзистора 18.

Эмиттер управляющего транзистора 18 соединен со средней точкой коллек-. торных обмоток 5 и 6, а коллектор через резистор 19 со средней точкой базовых обмоток 20 и 21. †Коллекто транзисторов 8 и 9 соединены между собой через конденсатор -22, а коллектор транзистора 9 с эмиттером транзисторов 8 и 9 через конденсатор 23.

Работа стабилизатора постоянного напряжения осуществляется следующим образом.

При отсутствии входного напряжения все элементы устройства находятся в обеспеченном состоянии. При подаче первичного нестабилизирован776317 ного напряжения на входные контакты

1 и 2 последнее поступает на источник 3 эталонного напряжения, усилитель 4 сигнала рассогласования, управляющий транзистор 18 и преобразователь напряжения (переключаю щие-регулирующие транзисторы 8 и 9 и трансформатор 7)-; — В начальный момент включения питания генерация в преобразователе отсутствует, отсутствует выходное напряжение и. на пряжение на неинвертирующем входе усилителя 15.

На выходе источника 3 эталонного напряжения и инвертирующем входе 16 усилителя устанавливается эталонное напряжение. Таким образом, в первоначальный момент после подачи первичного питания между инвертирующим 16 и неинвертирующим 15 жсодами усилителя 4 устанавливается максимальное значение напряжения.

Инвертирующий вход 16 оказывается под более высоким напряжением по отношению к общей шине 2 питания, чем неинвертйрующий вход 15 и на выходе усилителя 4 устанавливается минимальное напряжение, близкое .к потенциалу общей шины.

По базовым цепям управляющего 18 и переключающих регулирующих транзисторов 8 и 9 начинает протекать максимальный ток, ограничиваемый практически только значением резисторов 17 и 19, что при наличии положительной обратной связи, осущест вленной в преобразователе, обеспечи,вает возникновение генерации в последнем.

По мере развития генерации возрастает напряжение на коллекторных обмотках 5 и 6, выходной обмотке 12, на выходе делителя обратной связи 14 и неинвертирующем входе усилителя 15.

При достижении напряжения на неин-вертирующем входе 15 значения, близ-, кого к значению напряжения на инвертирующем входе 16 начинает действовать отрицательная обратная связь.

Напряжение на выходе усилителя 4 начинает возрастать, это приводит к уменьшению тока базы управляющего тразистора 18, уменьшается его про-изводительность, уменьшается ток базы переключающих-регулирующих тран зисторов 8 и 9, уменьшается их проводимость. Падение напряжения на коллекторных переходах переключающих регулирующих транзисторов 5 и 6 увеличивается, уменьшается напряжение на коллекторных обмотках 5 и 6, выходной обмотке 12 и выходе стабилизатора 13.

Процесс продолжается до состояния равновесия и установления номинального выходного напряжения. Значение номинального выходного напряжения определяется значением напряжения эталонного источника и коэффициента деления делителя обратной связи.

Стабилизация выходного напряже ния осуществляется эа счет перераспределения напряжения первичного источника питания между последовательно включенными коллекторными обмотками 5 и 6 и переходными эмиттерколлектор переключающих регулирую1О щих транзисторов 8 и 9, Переключающие регулирующие транзисторы работают в линейном режиме и выполняют роль ключа с переменной проводимостью. При увеличении проводимости

15 переключающих регулирующих транзисторов увеличивается напряжение на коллекторных обмотках и на выходе стабилизатора. При уменьшении проводимости напряжение на коллекторных обмотках и выходе уменьшается. Изменение проводимости переключающих регулирующих транзисторов осуществляется управляющим базовым транзистором 18, который также выполняет роль переменного сопротивления, значение которого изменяется в зависимости от сигнала, поступающего на его базовый вход с усилителя 4 сигнала . рассогласования.

Предположим, чтЬ за счет воздействия дестабилизирующих факторов увеличилось выходное напряжение. При

ВТоМ увеличится напряжение на выходе делителя обратной связи 14 и неинвертирующем входе 15 усилителя, 35 При постоянном значении эталонного напряжения и, следовательно, напряжения на инвертирующем входе 16 усилителя, увеличивает выходное напряжение усилителя 4, увеличится сопро40 тивление управляющего транзистора 18 и уменьшится проводимость регулирующих переключающих транзисторов 8 и 9.

В результате чего произойдет пере распределение напряжения между кол45 лекторными обмотками 5 и 6 и переключающими регулирующими транзис:торами 8 и 9. Падение напряжения на переключающих регулирующих транзисторам увеличится, а на коллекторных обмоткам уменьшится и на вы50 ходе вновь установится прежнее значение напряжения с погрешностью, определяемой коэффициентом усиленпя цепи обратной связи.

При изменении выходного напряжения в сторону уменьшения процесс стабилизации осуществляется аналогичным образом, только проводимость регулирующих переключающих транзисторов и управляющего тран60 зистора увеличится, а напряжение на коллекторных обмоткам и выходе увеличится.

Благодаря отсутствию в предлагаемом устройстве резистора, шунтирую65 щего управляющий базовый транэисS 776317

Редактор Л.Письман ТехредТ.Фанта Корректор Л,Бокшаи — -" »»»",й » »N й-й » "»- Ф»»Заказ 6493/2 Тираж 874 Подписное

ВНЙЙПЙ Государственного комйтета СССР по, делам изобретений и открытий

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

М мс

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тор, его сопротивление в процессе регулировки и .стабилизации изменяет ся s очень широких пределах от пол ностью открытого до полностью за,крытого состояния. Это. увеличивает

КоэФфициент стабилизации и одновременно расширяет диапазон стабилизации, обеспечивая стабилизацию выходного напряжения в области малых выходных мощностей и токов нагруэКИ, Резистор 17 ограничивает базо- вый ток управляющего транзистора 18

Резистор 19 ограничивает базовый ток переключающих транзисторов и обеспечивает защиту устройства при перегрузке по току и коротком замыкании на выходе. Конденсаторы 22 и 23 предотвращают возникновение ге-, нерации на частотах, отличных от рабочей частоты и повышает устойчивость стабилизатора напряжения.

Указанные устройства питания предназначены для размещения непосредl0 ственно в блоках детектирования сис;тем дозиметрического и редкометри- ческого контроля атомных энергетических установок и систем управления защитой реакторов.