Импульсный параметрический стабилизатор постоянного напряжения

 

(72) Авторы изобретения

Ю. М, Любченко и Н. И. Олейник

t

Военный инженерный Краснознаменный инст тут им. А. Ф. Можайского (7t) Заявитель (54) ИИПУЛЬСНЦИ ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ СТАБИЛИЗАТОР

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания аппаратуры, требующей стабилизированного постоянного напряжения.

Известен импульсяай параметрический стабилизатор постоянного напряжения, содержащий ключевой транзистор, сглаживающий С-фильтр на линей ном дросселе и конденсаторе, коммутирующий диод, насыщающийся трансфор- матор и источник опорного напряжения.

Однако для этого устройства характерны повьиаенные потери электроэнергии в силовой цепи из-за введения в нее элементов схемы управления (обмотки

1$ насыщающегося трансформатора) Я.

Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности явля ется устройство, содержащее ключевой

20 транзистор, включенный между входной клеммой и дросселем L CD-фильтра, выходом подключенного к выходным клеммам, пусковую цепь из последовательно соединенных диода и резистора, подключенную к входньм клеммам, иасы" щающнйся трансформатор, первичная обмотка которого первым выводом подклю-. чена к выходу ключевого транзистора, а вторым .через источник опорного напряжения - к общей шине, вторичная обмотка одним выводом соединена с уп« равляющим электродом ключевого транsHcTop&» а другим выводом с точкой соединения диода и резистора пусковой цепи 123.

Однако для данного устройства характерна низкая эксплуатационная надежность иэ-эа перенапряжения на эмиттер-базовом переходе ключевого транзистора, возникающим в момент пуска стабилизатора.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе дроссель LC27-фильт-ра выполнен с дополнительной обмоткой, один вывод которой подключен к

2439

3 89 общей шине, а другой через последовательно соединенные введенные диод и ограничительный резистор - к второму выводу первичной обмотки насьпцающегося трансформатора.

На чертеже. представлена принципиальная электрическая схема устройства, Стабилизатор содержит ключевой транзистор 1, коммутирующий диод 2

LCD-+tsrx zpa, трансформатор 3 с магнитопроводом из материала с прямоугольной петлей гистерезиса и двумя обмотками: первичной 4 и вторичной 5, источник опорного напряжения — стабилитрон 6, пусковую цепь, состоящую из диода 7 и резистора 8, сглаживан»щий С2-фильтр .на конденсаторе 9 и линейном дросселе с обмоткой 10 и дополнительной обмоткой 11, ограничительный резистор 12 и диод 13.

В устройстве ключевой транзистор 1 соединен с обмоткой 10 дросселя и конденсатором 9 1,С2-фильтра. Ко входу фильтра подключен диод 2, а к выходу фильтра †. нагрузка. Вторичная обмотка 5 трансформатора 3 соединена с эмиттер"базовым переходом транзистора 1, а первичная обмотка 4 через стабилитрон 6 подсоединена к коммутирующему диоду 2. Параллельно стабилитрону 6 через ограничительный резистор 12 и диод 13 подключена дополнительная обмотка 11 дросселя фильтра.

Устройство работает следующим образом.

В момент подачи входного напряже" ния с помощью диода 7 и резистора 8 транзистор 1 приоткрывается. Напряжением на вторичной обмотке 5 транзистор 1 лавинообразно открывается и удерживается в замкнутом состоянии.

Через транзистор 1 и обмотку 10 дросселя протекает нарастающий по величине ток. На выходе устройства появляется напряжение, К цепи обмотка 4 насыщающего трансформатора 3 — стабилитрон 6 прикладывается напряжение, практически равное Us>. Магнитопровод трансформатора 3 перемагничивается под действием приложенного к обмотке 4 напряжения, равного разности на1пряжений !1>< и0ст " напряжение на стабилитроне. Время перемагничивания магнитопровода определяет время замкнутого состояния транзистора.

В это время к дополнительной об мотке 11 дросселя приложено напряжение, равноеР х -бс »К, где К р- соот5

10 !

Д ношение числа витков обмоток 4 и 5.

Напряжение на обмотке l! блокируется диодом !3.

При насыщении магнитопровода трансформатора 3 величина напряжения на

его вторичной обмотке 5 резко уменьшается и транзистор 1 закрывается, Ток, протекающий через обмотку 10 дросселя, уменьшается, полярности

ЭДС самоиндукции на обмотке 10 и напряжения на обмотке 11 изменяются на противоположные. Коммутирующий диод 2 открывается, обмотка 4 трансформатора подключается параллельно стабилитрону 6, Напряжение обмотки 11 через открывшийся диод 13 и ограничительный резистор 12 прикладывается к стабилитрону 6 и к обмотке 4 трансформатора 3.

При достижении сердечником исходного состояния цикл работы устройства повторяется. Режим пуска заканчивается при достижении выходным напряжением величины"ВыМ = 0ю, Тогда при разомкнутом состоянии транзистора 1 к обмотке,4 прикладывается напряжение, равное по величине напряжению U т.

Следовательно, выходное напряжение предлагаемого стабилизатора не зависит от входного и по своей величине равно напряжению стабилизации опорного источника. В то же время, устройство исключает перенапряжение эмиттер-базового перехода при пуске стабилизатора, так как напряжение на обмотке в пусковом и установившемся режимах в период замкнутого состояния транзистора одинаково. Это значительно повьппает безотказность устройства, Таким образом, изобретение позволяет повысить эксплуатационную надежность устройства.

Кроме того, в ряде практических случаев эффект от использования предложения, как показывают ориентировочные расчеты, оценивается уменьшением интенсивности отказов ключевых транзисторов при достаточно частых пусках в 3-5 раз. Уменьшение интенсивности отказов ключевого транзистора стабилизатора тем значительнее, чем больше частота пусков устройства.

Формула изобретения

Импульсный параметрический стабилизатор постоянного напряжения, со892439 держащий ключевой транзистор, включенный между входной клеммой и .дросселем ЬCD-фильтра, выходом подключенного к выходным клеммам, пусковую цепь из последовательно соединенных диода и резистора, подключенную к входным клеммам, насыщающийся трансформатор, первичная обмотка которого первым выводом подключена к выходу ключевого транзистора, а вторым через источник fO опорного напряжения — к общей шине, вторичная обмотка одним выводом соединена с управляющим электродом ключевого транзистора, а другим выводом — с точкой соединения диода и ре- 15 зистора пусковой цепи, о т л и ч а—

6 ю шийся тем, что, с целью повыше" ния эксплуатационной надежности, в нем дроссель LCD-фильтра выполнен с дополнительной обмоткой, один вывод которой подключен к общей шине, а другой через последовательно соединенные введенные диод и ограничительный резистор — к второму выводу первичной обмотки насыщающегося трансформатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ф 415649, кл. 6 05 C 1/56, 1970.

2. Ионн В.С., Лаптев Н.Н. Стабилизированные транзисторные преобразователи. И., "Энергия", 1972, с. 295.

Составитель С. Чернышева

Редактор И. Юрковецкий Техред С. Мигунова Корректор,М. Демчук

Заказ 11258/72 Тираж 943 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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