Импульсный стабилизатор

 

О П И С А Н И Е ()875361

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиин

Сециалистичесиин

Реслублии

J.ж,,ь

°:S (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву

1 (22) Заи влено 21.01.80 (21) 2872741/24 — 07 (51)М. Кл.

G Об F 1/56 с присоединением заявки №

Гооударстекнный коинтет (28) Приоритет

Опубликовано 23.10.81. Бюллетень № 39

Дата опубликования описания 23.10.81 ао делам изобретений н открытий (53) УДК621.316., .722.1 (088.8) (72) Авторы изобретения

}

Г. А. Белов и А. М. Иванов - (- Ж4И4Щ r,:„";- и -Т

f, 1

Чувашский государственный университет нм. И. Н. 1 льянова (71) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках электропитания радиоустройств.

Известны импульсные стабилизаторы постоянного напряжения, содержащие регулирующий транзистор, работающий в ключевом режиме и входом подключенный к широтно-импульсному модулятору, фильтр, состоящий из конденсатора, диода и дросселя с дополнительной обмоткой, зашунтированной через выпрямитель дополнительным транзистором, выполняющим роль активного сопротивления, а дополнительный блок управления, выход которого. подключен ко входу дополнительного транзистора (1) и (2).

Недостатком указанных импульсных стабилизаторов является сложность системы управления и низкий КПД, который обусловлен рассеиванием избыточной энергии в дополнительном транзисторе.

Наиболее близким по технической сущности

20 к предлагаемому является импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, 1.С0-фильтр, дополнительный транзистор, подключенный через, диод параллельно дросселю LCD-фильтра, модулятор ширины импульсов управления и релейный элемент, входами подключенные к выходным выводам стабилизатора (3).

Недостатком известного устройства является низкий КПД, что связано с использованием в качестве шунтирующего элемента транзистора, работающего в активном режиме, т.е. улучшение динамических свойств стабилизатора достигается за счет рассеивания избыточной энергии, накопленной дросселем в шунтирующем эле-. менте.

Цель изобретения — увеличение. KIIll, стабилизатора.

Поставленная цель достигается тем, что в импульсный стабилизатор напряжения введены схемы И и ИЛИ вЂ” НЕ, причем выход регулирующего транзистора подключен к выходу схемы

И, вход дополнительного транзистора подключен к выходу схемы ИЛИ вЂ” НЕ, а входы указанных схем присоединены к выходам модулятора ширины импульсов н релейного элемента.

875361

35

Кроме того, дополнительный транзистор подключен к отпайке дросселя LCD-фильтра и к дополнительной обмотке дросселя LCDфильтра.

На фиг. 1 схематично приведено предлагаемое устройство; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие принцип его действия.

Импульсный стабилизатор содержит регулирующий транзистор 1, LCD-фильтр, состоящий из диода 2, дросселя 3 и конденсатора 4, подключенную к выходу фильтра нагрузку 5, дополнительный транзистор 6, подключенный через диод 7 параллельно дросселю фильтра.

Входы регулирующего и дополнительного транзисторов подключены, соответственно, к выходам схем И 8 и ИЛИ вЂ” НЕ 9, входы которых, в свою очередь, подсоединены к выходам модулятора ширины импульсов 10 и релейного элемента 11. Входы модулятора ширины импульсов и релейного элемента подключены к выходу стабилизатора.

Принцип действия стабилизатора поясняется временными диаграммами на фиг. 2. До момента времени t t на выходе релейного элемен4 та 11 высокий потенциал, поэтому импульсы управления, вырабатываемые модулятором ширины импульсов 10, проходят на вход регулирующего транзистора 1 через схему 8, а транзистор 6 закрыт. Диод 7 исключает подачу обратного напряжения на транзистор 6 в интервалах времени, соответствующих открытому состоянию транзистора 1. В момент времени происходит скачкообразное увеличение 1 сопротивления нагрузки 5, в результате этого входное напряжение . стабилизатора возрастет и в момент времени t t2 достигает вели;чины, равной верхнему порогу срабатывания релейного элемента 11. На выходе этого элемента устанавливается низкий потенциал, в . результате чего транзистор 1 закрывается, а на вход транзистора 6 поступают логически инвертированные импульсы управления, вырабатываемые модулятором ширины импульсов

10. В промежутке времени t>= t на котором ток дросселя 3 больше тока на грузки, стабилизация напряжения осуществляется переключением транзистора 6. Чем меньше величина така в дросселе фильтра, тем больше относительная длительность закрытого состояния транзистора 6. На интервалах времени, когда транзистор 6 закрыт, ток дросселя протекает через нагрузку и уменьшается.

В интервалах времени, когда транзистор 6 открыт и насыщен, ток с небольшими поте.рямн циркулирует в контуре, образованном дросселем 3, транзистором 6 и диодом 7. В некоторый момент времени t tg ток дросселя уменьшается до нуля, напряжение на нагрузке снижается до величины, равной ниж4 нему порогу срабатывания релейного элемента 11 и стабилизатор возвращается в исходI ное состояние.

Таким образом, в предлагаемом устройстве величина выброса выходного напряжения при сбросе нагрузки не превышает порога срабатывания релейного элемента, который ограничивается снизу только величиной пульсаций выходного напряжения, но в отличие от известного улучшение качества выходного напряжения происходит не в ущерб КПД, так как транзистор 6 работает в ключевом режиме и практически вся энергия, накопленная в дросселе, передается в нагрузку 5. Наряду с основной задачей решается задача по расширению диапазона изменения тока нагрузки стабилизатора вплоть до холостого хода. В режимах малых нагрузок из-за подъема нагрузочкой характеристики стабилизатора происходит срабатывание релейного элемента и отключение стабилизатора от первичного источника, что вызывает уменьшение напряжения на нагрузке стабилизатора и новое переключение релейного элемента. Таким образом, стабилизатор начинает работать в комбинированном релейно-широтно-импульсном режиме и в. отличие от известного, работающего в непрерывном режиме, имеет и в этом случае более высокий КПД. Укаэанные цели могут быть достигнуты также при подключении дополнительного транзистора к дополнительной обмотке дросселя фильтра.

Формула изобретения

1. Импульсный стабилизатор, содержащий регулирующий транзистор, LCD-фильтр, дополнительный транзистор, подключенный через диод параллельно дросселю LCD-фильтра, модулятор ширины импульсов управления и релейный элемент, входами подключенные к выходным выводам стабилизатора, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повыше; ния КПД, в него введены схемы И и ИЛИ вЂ” НЕ, причем вход регулирующего транзистора подключен к выходу схемы И, . вход дополнительного транзистора подключен к выходу схемы ИЛИ-НЕ, а входы указанных схем присоединены к выходам модулятора ширины импульсов и релейного элемента.

2. Стабилизатор по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что дополнительный транзистор подключен к отпайке дросселя LCD-фильтра.

3. Стабилизатор по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что дополнительный транзистор подключен к дополнительной обмотке дросселя LCD-фильтра.

5 875361 6

Исто ники информадни, 2. Авторское свидетельство СССР И 408292, принятые во внимание нри экспертизе кл. G 05 F 1/56, 1971.

1. Авторское свидетельство СССР У 277073, 3. Авторское видетельство СССР У 491936, кл. Н 02 М 1 08, 1968. кл. G 05 F 1/56, 1972.

875361 бтра

Составитель В. 0ишевский

Техред М.Рейвес

Корректор Л. Бокшан

Редактор Г. Волкова

Подписное

: Заказ 9334/73

Тираж 943

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушскал наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4