Стабилизатор постоянного напряжения
СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий двухтактный управляемый статический преобразователь напряжения автогенераторного типа с переключающими-регулирующими транзисторами, управляющими транзистором и трансформатором, вторичная обмотка которого, соединена с выпрямителем с фильтром, причем эмиттеры переключающих-регулирующих транзисторов объединены и соединены с отрицательной шиной питания, базы соединены с концами обмоток положительной обратной связи трансформатора, а коллекторы - с концами первичной обмотки трнасформатора, средний вьшод которой подключен к положительной шине питания, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь мощности, в него введены два полевых транзистора, сток первого из которых соединен с катодом диода, анод которого подключен к положительной шине питания, с затвором второго полевого транзистора и через резистор с выходом стабилизатора, затвор первого полевого транзистора непосредственно, а исток через резистор соединены с отрицательной шиной питания, исток второго полевого транзистора подключен к базе управляющего транзистора, а его сток через резистор соединен с отрицательной шиной питания, эмитсл тер управляющего транзистора соединен с положительной шиной питания, а коллектор через резистор - со средним выводом первичной обмотки трансформатора j при этом затвор второго СХ) полевого транзистора через конденсатор соединен с его истоком, а общая со сл точка эмиттеров переключающих-регулирующих транзисторов через резистор 1C подключена к отрицательной шине питания и через конденсатор - к базе Од управляющего транзистора. ft
СООЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН (19) О 1) 4(51) G 05 F 1/46
OnHGAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTI44 (21) 2971840/24-07 (22) 15.08.80 (46) 07.02.85..Бюл. № 5 (72) А.А. Сибилев, А.И. Козырь, А.ф. Белов, А.Ю. Колчанов и Т.А. Перевезенцева (53) 621.316:722. 1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
¹ 351205, кл. G 05 F 1164, 1970.
2. Авторское свидетельство СССР № 452814, кл. G 05 F 1/64, 1975..
3. Авторское свидетельство СССР № 290377,. кл. Н 02 М 3/135, 1969. (54)(57) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО
НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий двухтактный управляемый статический преобразователь напряжения автогенераторного типа с переключающими-регулирующими транзисторами, управляющими транзистором и трансформатором, вторичная обмотка которого соединена с выпрямителем с фильтром, причем эмиттеры переключающих-регулирующих транзисторов объединены и соединены с отрицательной шиной питания, базы соединены с концами обмоток положительной обратной связи трансформатора, а коллекторы — с концами первичной обмотки трнасформатора, средний вывод которой подключен к положительной шине питания, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь мощности, в него введены два полевых транзистора, сток первого из которых соединен с катодом диода, анод которого подключен к положительной шине питания, с затвором второго полевого транзистора и через резистор с выходом стабилизатора, затвор первого полевого транзистора непосредственно, а исток через резистор соединены с отрицательной шиной питания, исток второго полевого транзистора подключен к базе управляющего транзистора, а его сток через резистор соединен, с отрицательной шиной питания, эмиттер управляющего транзистора соединен с положительной шиной питания, С" а коллектор через резистор — со средним выводом первичной обмотки трансформатора, при этом затвор второго полевого транзистора через конденса- () тор соединен с его истоком, а общая цр точка эмиттеров переключающих-регули- р рующих транзисторов через резистор © подключена к отрицательной шине пи,тания и через конденсатор — к базе управляющего транзистора. ф
895216
Изобретение относится к электротехнике, в частности используется в устройствах электропитания детекторов ионизирующего излучения и фотоэлектронных умножителей.
Известен высоковольтный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий преобразователь постоянного низковольтного напряжения в постоянное высоковольтное с предваритель- 10 ным регулятором, источник эталонного напряжения и усилитель постоянного тока, управляющий электрод которого подключен .к средней точке выходного делителя напряжения, дополнительный транзистор, база которого подключена к источнику эталонного напряжения (1) .
Недостатком указанного устройства является значительное потребление тока в области малых выходных мощнос-2О тей и токов нагрузки, что вызвано наличием в устройстве источника эталонного напряжения, а также суммированием потерь мощности в регуляторе .напряжения и преобразователе. 25
Наиболее близким к описываемому техническому решению является стабилизатор постоянного напряжения, содержащий двухтактный управляемый статический преобразователь напряже- ЗО ния автогенераторного типа с переключающими-регулирующими транзисторами и управляющим транзистором в базовых цепях, выпрямитель с фильтром, источник эталонного напряжения и усилитель сигнала рассогласования в цепи обратной связи, трансформатор с дополнительной обмоткой со средней точкой, включенной через двухполупериодный диодный выпрямитель на резистор, подсоединенный между базой управляющего транзистора и средней точкой резистивного делителя на входе преобразователя (2) .
Основным недостатком этого устройства являются значительные поте ри мощности в области малых выходных мощностей и токов нагрузки, Целью .изобретения является уменьшение потерь мощности стабилизатора постоянного напряжения.
Указанная цель достигается тем, что в стабилизатор постоянного напряжения, содержащий двухтактньп» управляемый статический преобразователь 55 напряжения автогенераторного типа с переключающими-регулирующими транзисторами, управляющим транзистором и трансформатором, вторичная обмотка которого соединена с выпрямителем с фильтром, причем эмиттеры переключающих-регулирующих транзисторов объединены и соединены с отрицате„-тьной шиной питания, базы соедин<" ; с концами обмоток положительнои"обратной связи трансформатора, а коллекторы — с концами гервичной обмотки трансформатора, средний вывод которой подключен к положительной шине питания введены два полевых транзистора, сток первого из которых, соединен с катодом диода, анод которого подключен к положительной шине питания, с затвором второго полевого транзистора и через резистор — с выходом стабилизатора, затвор первого полевого транзистора непосредственно, а исток через резистор соединены с отрицательной шиной питания, исток второго полевого транзистора подключен к базе управляющего транзистора, а его сток через резистор соединен с отрицательной шиной питания, эмиттер управляющего транзистора соединен с положительной шиной питания, а коллектор через резистор — со средним выводом обмотки положительной обратной связи трансформатора, при этом затвор второго полевого транзистора через конденсатор соединен с его штоком, общая точка эмиттеров переключающих-регулирующих транзисторов через резистор подключена к отрицательной шине питания и через конденсатор— к базе управляющего транзистора.
Принципиальная электрическая схема стабилизатора постоянного напряжения представлена на чертеже.
Выход 1 выпрямителя с фильтром 2 через резистор 3 соединен со стоком первого полевого транзистора 4, затвор которого непосредственно, а исток через резистор 5 подключены к отрицательной шине питания 6. Сток полевого транзистора 4 также соединен с затвором второго полевого транзистора 7 и с катодом диода 8, анод которого подключен к положительной шине питания 9. Затвор полевого транзистора 7 через конденсатор 10 соединен с его стоком, который в свою очередь через резистор 11 подключен к отрицательной шине питания 6. Исток полевого транзистора 7 подключен к одному из концов конденсатора 12 и базе управляющего транзистора 13, 895216 эмиттер которого соединен с положительной шиной питания 9, а коллектор через резистор 14 соединен со средним выводом обмоток положительной обратной связи 15, 16, 17. Другие концы обмоток 15, 16 соединены соответственно с базами переключающих регулирующих транзисторов 18, 19, эмиттеры которьгх объединены, а общая точка их соединена с вторым концом конден- 10 сатора 12 и через резистор 20 с отрицательной шиной питания 6. Базы транзисторов 18, 19 через конденсаторы 21 и 22 соответственно соединены с их коллекторами. Коллекторы транзисторов 18, 19 подключены к первичным обмоткам 23, 24 трансформатора 17, средняя точка которых соединена с положительной шиной питания 9. Кон— цы 25, 26 вторичной оомотки трансформатора (7 подключены к выпрямителю с фильтром 2, выход I которого соединен с выходом 27 стабилизатора.
Стабилизатор постоянного напряже- I5 ния работает следующим образом.
Допустим, что под действием внешних дестабилизирующих факторов (изменение тока нагрузки, сброс нагрузки и т.д.) произошло изменение выходного напряжения, т.е. выходной параметр получил приращение +й0 ых либо — 6 U . Полевой транзистор 4 рабовшх тает в режиме источника тока (в floJIQ 35 гой области выходных вольт-амперных характеристик), работа транзистора происходит в области микротоков, следовательно его выходное сопротивление Рных, опРеделЯемое диффеРен- 40 циальным сопротивлением сток-исток, является большой величиной. Дополнительное увеличение RI,, транзистора достигается включением в исток резистора 5, предназначенного для ре- 4> гулировки рабочей точки прибора. Таким образом, приращение выходного параметра прикладывается к затвору транзистора 7 с коэффициентом перег дачи близким к единице. Приложенное приращение выполняет роль управляющего сигнала. Под действием этого управляющего сигнала произойдет изменение тока в цепи истока транзистора 7, равное произведению управляющего воздействия на крутизну транзистора. Под действием изменения тока через транзистор 7 произойдет изменение коллекторного тока I транзисK тора 13, так как ток истока транзистора 7I „„ является управляющим током транзистора 13. Изменение транзистора 13 приведет к изменению тока базы транзисторов 18, 19 преобразователя и тем самым (так как транзисторы преобразователя работают в линейном режиме) к изменению положения рабочей точки на вольтамперной характеристике транзисторов 18 и 19, т.е. к перераспределению напряжения питания между коллекторными обмотками 23, 24 трансформатора 17 преобразователя и промежутков эмиттер-коллектор транзисторов
18 и 19. Это вызовет изменение амплитуды выходного напряжения преобразователя (с учетом коэффициента трансформации) и изменение выходного выпрямленного напряжения в сторону, противоположную первоначальному приращению, вызванному воздействием дестабилизирующих факторов.
Конденсаторы 10, 12, 21 и 22 служат для обеспечения устойчивой работы устройства и устранения генерации на высоких частотах. Конденсатор 12 и резистор 20 улучшает форму напряжения, генерируемого преобразователем напряжения.
Работа элементов данного устройства в режиме микротоков и исключение источника эталонного напряжения позволили существенно (в 2-3 раза) сократить мощность, потребляемую устройством от первичного источника питания, что в свою очередь позволило разработать ряд малогабаритных устройств питания, размещаемых непосредственно в блоках детектирования.
895216
Составитель Л. Стрелкин
Редактор С. Титова Техред Т.Маточка
КорректоР Е. Сирохман
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Заказ 306i1 Тираж 863 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР..по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
