SU1403035A1 - Импульсный стабилизатор посто нного напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к источникам вторичного электропитани  радиоэлектронной аппаратуры. Целью изобретени   вл етс  повьппение функциональной надежности путем обеспечени  надежного запуска. Двухтактный магнитно-транзисторный ключ, выполненный на силовых транзисторах 1 и 2 и трансформаторе тока 4, включен мезвду входной клеммой и входом DLC- фильтра 9. Управление упом нутого ключа осуществл етс  от задающего генератора 12. Обмотка 15 трансформатора 3 задающего генератора 12 через диагональ переменного тока на диодах 5, 6, 7 и 8 включена последовательно с обмоткой 16 трансформатора тока 4. Диагональ посто нного тока диодного моста на диодах 5, 6, 7 и 8 шунтируетс  .транзистором 22, управл ющий сигнал которого формируетс  одновиб- ратором 11 по сигналу широтно-им-. пульсного модул тора 10. При включении диагональ посто нного тока диодного моста шунтируетс  через диод 23 и сопротивление нагрузки, что обеспечивает надежный запуск импульсного - стабилизатора. 4 ид. с S (/)

Description

со

О

со

СП

«ил /

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питани  радиоэлектронной аппаратуры.

Целью изобретени   вл етс  повышение функциональной надежности путем обеспечени  надежного запуска,

На фиг.1 изображена схема импульсного стабилизатора посто нного напр жени ; на фиг.2 - схема одновибрато- ра; на фиг.З - схема модул тора; на фиг.4 - эпюры напр жени , по сн ющие работу устройства.

Импульсный стабилизатор посто нного напр жени  фиг.I содержит регулирующие транзисторы J и 2, трансформаторы 3 и 4, четыре диода 5, б, 7 и 8, включенные по мостовой схеме, DLC-фильтр 9, широтно-импульсный модул тор JO, одновибратор 1, задающий генератор 12 напр жени  пр моугольной формы, к выходу которого подключена обмотка 13 трансформатора 3, обмотка 14 которого подключена к синхронизирующему входу широтно-им- пульсного модул тора 10, а обмотка 15 подключена через последовательно соединенную обмотку 16 трансформато- ра 4 к диагонали переменного тока I диодного моста на диодах 5, 6, 7 и 8 ; минусовый вывод диагонали посто нно- i го тока которого соединен с общей шн |ной. Обмотки 17 и 18 трансформатора 4 подключены соответственно к эмит- терным переходам регулирующих транзисторов 1 и 2, коллекторы которых через обмотки 19 и 20 трансформатора 4 подключены к входу стабилизатора. Обща  точка эмиттеров регулирующих транзисторов I и 2 подключена к входу DLC-фильтра 9, выход которого подключен к выходной клемме стабилизатора и входу широтно-импульсного модул тора 10, второй вход которого соединен с общей шиной, а выход - с входом одновибратора 11, выводами питани  подключенного к выходной клемме стабилизатора и общей шине. Кроме того, стабилизатор содержит резистор 21, транзистор 22 и диод 23, катод которого подключен к выходной клемме стабилизатора, анод - к общей точке Соединени  коллектора транзистора 22 И положительного вывода диагонали посто нного тока диодного моста, минусовый вывод которой соединен с . Эмиттером транзистора 22, а его база

5

0

5

0

5

0

5

0

5

через резистор 21 подключена к выходу одновибратора 1I.

Одновибратор 11 (фиг.2) содержит компаратор 24, резисторы 25-29, диоды 30 и 31 и конденсаторы 32 и 33.

Широтно-импульсный модул тор 10 (фиг.З). содержит операционный усилитель 34, генератор пилообразного напр жени  на резисторах 35 и 36, диодах 37-40, конденсаторе 41, линейный делитель напр жени  на резисторах 42 и 43, нелинейный делитель напр жени  на резисторе 44 и стабилитроне 45. .

ВЬС-фильтр 9 представл ет собой последовательно соединенные дроссель и конденсатор, параллельно которым включен диод.

Импульсный стабилизатор посто н- . ного напр жени  работает следующим образом.

Широтно-импульсный модул тор 10 обеспечивает на выходе напр жение низкого уровн , а при достижении напр жени  заданного уровн  на своем входе формирует импульс высокого уровн  в начале каждого полупериода напр жени , поступающего с обмотки 14, причем длительность импульсов увеличиваетс  при дальнейщем увеличении напр жени  на входе ШМ.

Одновибратор 11 формирует напр жение высокого уровн  на своем выходе при нулевом напр жении на выходе ШИМ, а при по влении первого короткого импульса с ШИМ 10 формирует напр жение низкого уровн , причем в момент окончани  каждого импульса на выходе НИМ 10 на выходе одновибратора 11 формируетс  короткий импульс .высокого уровн , длительность которого уже не зависит от длительности выходного импульс а с ШИМ 10.

При подаче напр жени  на вход стабилизатора и задающего генератора 12 на обмотке 13 трансформатора 3 по в- . л етс  переменное напр жение формы меандр, которое трансформируетс  в обмотки 14 и 13. При этом на выходе стабилизатора, а также на выходах ИММ 10 и одновибратора 11 напр жение равно нулю. Транзистор 22 закрыт и диагональ посто нного тока диодного моста через диод 23 и выход стабилизатора закорочена. Переменное напр жение с 00МОТКИ 15 поступает на обмотку 16 трансформатора 4 и, транс- формиру сь в обмотки 17 и 18, пооче314

редко открывает транзисторы 1 и 2. Включение последовательно с коллекторами этих транзисторов обмоток I9 и 20 обеспечивает пропорциональное то- ковое управление, т.е. при включении транзисторов роль первичных обмоток вьтолн ют обмотки 19 и 20 и энерги  дл  управлени  транзисторами и 2 поступает из коллекторной цепи с по- мощью этих обмоток. Задающий генератор 12 не отдает ток в это врем , так как на обмотке 16 индуцируетс  напр жение, направленное навстречу напр жению обмотки 15 трансформато- ра 3.

Переключение транзисторов } и 2 происходит в момент смены пол рности на обмотке 15, при этом ее напр жение прикладываетс  к обмотке 16 и происходит активное запирание открытого в данный момент регулирующего транзистора и отпирание после этого другого.

Поочередное открытие транзисторов приводит к росту выходного напр жени  стабилизатора, которое одновременно запитывает схему одновибратора J). При достижении напр жением значе

увеличении выходного напр жени  стабилизатора ширина импульсов упелкгги- ваетс , а следовательно, и измен етс  момент времени по влени  короткого положительного импульса на выходе одновибратора 11 и кратковременного открыти  транзистора 22,

То, что в начале каждого полупериода на выходе одновибратора I1 нап р жение равно нулю, обеспечивает запертое состо ние транзистора 22. При этом напр жение на обмот.ке 15 трансформатора 3 компенсир5 етс  через от- крытьгй диод 23 напр жением на выходе стабилизатора и к обмотке 16 трансформатора 4 прикладываетс  разность этих напр жений, равна  нулю. Вследствие , этого в начале каждого полупериода транзисторы 1 и 2 закрываютс .

Б момент окончани  импульса на выходе ШИМ 10 на выходе одновибратора М формируетс  короткий положительный импульс, отпирающий транзистор 22, при этом к обмотке 16 прикладываетс  напр жение с трансформатора 3 и включаетс  в зависимости от пол рности напр жение на обмотке 15 транзистор 1 или 2, после чего откры-

ни  минимально необходимого дл  рабо- зо тое состо ние транзисторов 1 или 2

ты одновибратора (обычно это составл ет дл  операционных усилителей 10- 20% от номинального напр жени ), на его выходе формируетс  напр жение высокого уровн  (см. ниже описание работы одновибратора Н). Открываетс  транзистор 22, диод 23 закрываетс  и переменное напр жение с обмотки J 5 через диодный мост теперь прикладываетс  к обмотке трансформатора 4 через открытый транзистор 22. Выходное напр жение продолжает увеличиватьс . Та- ким образом в отличие от прототипа обеспечиваетс  надежный запуск предлагаемого импульсного стабилизатора напр жени .

При достижении выходным напр жением стабилизатора заданного уровн  на выходе ШИМ 10 по вл ютс  узкие импульсы высокого уровн  в начале каждого полупериода (фиг.4). При по влении первого такого импульса на выходе одновибратора 11 формируетс  напр жение низкого уровн  и транзистор 22 закрываетс , после чего на выходе одновибратора 11 по вл ютс  короткие импульсы высокого уровн  в момент окончани  положительного импульса на выходе ШИМ 10, причем при дальнейшем

5

0

5

0

5

поддерживаетс  током, трансформирующимс  из соответствующей коллекторной обмотки 19 или 20. При этом как и в момент запуска сохран етс  кий КПД и мала  мощность потреблени  от схемы управлени .

Подключение . б токового, трансформатора 4 к обмотке 15 задаю-, щего генератора 12 через транзистор 22 в моменты включени  регулирующих транзисторов в отличие от прототипа, в котором это подключение осуществл етс  выходными цеп ми компаратора и одновибратора, значительно повьшает выходную мощность всего стабилизатора напр жени .

ШИМ 10 и одновибратор 11 работают следующим образом (фиг,2,3 и 4).

При напр жении на входе ШИМ 1 О меньше заданного уровн , определ емого напр жением стабилизации стабилитрона 45, делителем на резисторах 42 и 43 и напр жением генератора пилы, вьщел емым на резисторе 35, на выходе ШИМ имеетс  напр жение низкого уровн , по значению близкое к потенциалу общей шины. Резистор 29 одновибратора 1I через диод 30 пони- жает потенциал инвертирующего входа

«.омггаратора 24, что приводит к формированию на выходе компаратора напр жени  высокого уровн .

При достижении напр жением на входе IDiM 10 заданного уровн  на выходе ШМ 10 в начале каждого полупериода (частота определ етс  пр моугольным напр жением обмотки 14) формируютс  узкие импульсы высокого уровн . При дальнейшем увеличении напр жени  на входе ШИМ (выходного напр жени  стабилизатора ) ширина импульсов увеличиваетс .

При по влении на входе одновибра- тора первого положительного импульса с выхода НИМ 10 конденсатор 33 одно- вибратора }1 за ржаетс  до высокого уровн  через диод 31, диод 30 закрываетс  и потенциал инвертирующего входа компаратора 24 становитс  выйе напр жени  на своем неинвертирующем входе, что достигаетс , выбором номиналов резисторов 25, 26 и 27, 28. Посто нна  времени разр да ковдекс  - тора 33 такова, что при напичии импульсов на выходе ШИМ диод 30 посто нно закрыт. Во врем  переднего фронта импульса ШИМ Ю к инвертирующему .входу компаратора при1 ладываетс  че- рез конденсатор 32 высокий уровень напр жени , который подтверждает состо ние компаратора 24. По окончании импульса с ШИМ 10 напр жение конден™ сатрра 32 через выходную цепь компаратора 24 ШИМ 10 прикладьтаетс  к резистору 28, понижа  на врем  свов го перезар да потенциал инвертирующего входа компаратора 24 и формиру  на это врем  на выходе одновибратора 1I короткий импульс (длительность импульса задаетс  величиной емкости конденсатора 32).

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Импульсный стабилизатор посто нно го напр жени , содержащий первый и

   5 0 5 О 0

   5

   5

   второй регулирующие транзисторы,, первый и второй трансформаторы, четыре диода, включенных по мостовой схеме, ВЬС-фильтр, широтно-импульсный модул тор , задающий генератор напр жени  пр моугольной формы, к выходу которого подключена перва  обмотка первого трансформатора, втора  обмотка которого подключена к синхронизирующему входу щиротно-импульсного модул тора, треть  обмотка первого трансформатора подключена через последовательно соединенную первую обмотку второго трансформатора к диагонали переменного тока диодного моста, минусовый вывод диагонали посто нного тока которого соединен с общей шиной, втора  и треть  обмотки второго трансформатора подключены к база-эмиттерньтм переходам первого и второго регули- рующих Транзисторов, коллекторы ко- торьпс через четвертую и п тую обмотки второго трансформатора подключены к входньммам, обща  точка эмиттеров регулирующих транзисторов подключена к входу DLC-фильтра, выход которого подключён к выходной клемме и первому входу широтно-импульсного модул тора , второй вход которого соединен . с общей шиной, а выход соединен с входом одновибратора, выводами питани  подключенного к выходной клемме и общей шине, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  функциональной надежности путем обеспечени  надежного запуска, в него введены резистор, транзистор и п тый диод, катод которого подключен к выходной клемме, анод подсоединен к общей точке соединени  коллектора транзистора и положительного вывода диагонали посто нного тока диодного моста s минусовьй вывод которой соединен с эмиттером транзистора, а его база через резистор подключена к выходу одновибратора.

   /-

   25

   27

   ъ

   ihr

   г-W

   Z9

   гб

   fr л

   фаг. 2

   фигЛ