SU964613A1 - Параметрический транзисторный стабилизатор - Google Patents

Description

(S) ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР Изобретение относитс  к силовой электротехнике и может использоватьс , например, во вторичных источниках питани . . Известны параметрические транзисторные стабилизаторы, в которых управление силовым транзистором осуществл етс  от трансформатора, подключенного в такте открытого силового транзистора к источнику питани  через ука занный силовой транзистор (или транзистор управлени ) 1 и f 2 ). Запирание указанных транзисторов происходит при намагничивании сердечника упом нутого трансформатора, а параметрическа  стабилизаци  быходного напр жени  обеспечиваетс  размагничиванием сердечника этого трансформатора в такте закрытого состо ни  силового транзистора по определенному , дл  различных видов схем - последовательный стабилизатор, стабилизатор с выходом с гальванической разв з кой и т. д., различному закону. Наиболее близким к изобретейию техническим решением  вл етс  параметрический транзисторный стабилизатор, содержащий усилитель на управл емом мультивибраторе с транзистором и намагничивающимс  трансформатором, цепь первичной обмотки которого подключена параллельно цепи источника питани , источник опорного напр жени  и выходной фильтр СЗ . В известных стабилизаторах достигаетс  параметрическа  стабилизаци  выходного напр жени  при изменении напр жени  питани  и величины нагрузки в широких пределах, но не обеспечиваетс  защита силового элемента транзистора при пуске и перегрузках и коротком замыкании в нагрузке. Введение в стабилизатор отдельных устройств защиты по току усложн ет стабилизатор за счет введени  непосредственно устройства защиты и схемы сопр жени  устройства защиты со схемой стабилизатора.

3 . 96 Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей стабилизатора путем обеспечени  работы при перегрузке и коротком замыкании в нагрузке.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в параметрический транзисторный стабилизатор введены разв зывающий диод, балластный резистор, обмотка отрицательной обратной св зи и отвод от первичной обмотки намагничивающегос  трансформатора, причем указанный разв зывающий диод, пол рность включени  которого противоположна пол рности подключаемого к входным выводам стабилизатора источника питани , включен последовательно в цепь первичной обмотки трансформатора, свободный вывод разв зывающегр диода подключен к входному выводу стабилизатора непосредственно или через указанный транзистор, балластный резистор шунтирует последовательную цепь, состо щую из части первичной обмотки с отводом и разв зывающего диода, а. обмотка отрицатель ной обратной св зи трансформатора включена в цепь источника питани .

На фиг. 1и 2 показаны варианты функциональной схемы стабилизатора.

Стабилизатор содержит (фиг.О силовой (управл ющий) транзистор 1, параллельный намагничивающий трансфор ,матор 2, первичную обмотку 3, отпайку 4, обмотку 5 управлени  силовым и, одновременно, управл ющим транзисто .ром 1, обмотку 6 отрицательной обратной св зи, балластный резистор 7, базовый резистор 8, блок 9 запуска стабилизатора , разв зывающий диод 10, источник опорного напр жени  11 (стабилитрон ), конденсатор 12, соответственно , диод 13 дроссель 1 и конденсатор 15 L-C-D выходного сглаживающего фильтра, источник 16 питани , нагрузка 17, подключающий диод 18.

Возможно также выполнение, когда в схему (фиг. 2) не включены конденсатор 12 и подключающий диод 18 и дополнительно введены обмотка 19 управлени  силовым тразистором 20, базовый резистор 21 силового тразистора, стабилитрон 22, диоды 23-25 и резистор 2в, вход щие в источник 11 опорного напр жени , соответственно первична  и вторична  обмотка 27 и 28 силового дроссел  1+.

Стабилизатор (фиг. 1) работает следующим образом.

34

При подключении устройства к напр жению источника питани  транзистор 1 переводитс  в область насыщени  блоком 9 запуска. Осуществл етс  быстрый зар д конденсатора 12 до напр жени  пробо  стабилитро а, после чего начинаетс  установившийс  режим работы стабилизатора.

.Перемагничивание сердечника трансформатора 2 в пр мом направлении осуществл етс  напр жением (in fdcTiif а в обратном направлении - напр жением UCT-H которое фиксируетс  конденсатором 12.

Контур обратного перемагничиванй  замыкаетс  через смещенный в пр мом направлении диод 13. Дроссель 1 и конденсатор 15 обеспечивают необходимую фильтрацию выходного напр жени -.

Переключение силового транзистора 1 происходит при намагничивании транс форматора 2, причем выходное напр жение поддерживаетс  параметрическим посто нным способом

ш шг- уравнение равенства в с на обмотке 3

трансформатора 2 - (и цгистц)j;/Т

71 CT -p-jr-T, откуда Un -frUcT-.

г ,i- врем  открытого состони  транзистора,

v Т - период коммутации транзистора .

Таким образом, Ug,Uj. const. Такой режим работы сохран етс  при номинальных значени х тока силового транзистора 1, когда ампер-витки тока через балластный резистор 7 превышают ампер-витки обмоток 5 и 6, причем разница указанных,токов, приведенна  к обмотке 3, обеспечивает ток через разв зывающий диод 10, т е. обеспечивает напр жение на обмотке 3 при открытом силовом транзисторе 1, равное U,,. UCT-H,

Claims (1)

1. При размагничивании сердечника трансформатора 2 напр жение на обмотке 3 равное UCTI-I обеспечиваетс  путем создани  тока в подключающем диоде 18, т. е. от конденсатора 12 через часть обмотки 3 между, ее выводом и отпайкой , смещенной в пр мом направлении , диод 13 и балластный резистор 7 создаетс  ток, несколько превышающий сумму тока холостого хода указанной части обмотки 3 и приведенного обратного тока U. силового транзистора 1. При перегрузке и коротком замыкании в нагрузке увеличиваетс  ток сиЖ )вого транзистора 1 и, соответствен но, в обмотке 6 отрицательной обратной св зи. Начина  с заданного значе ни  тока силового транзистора 1,ток базового резистора 8 начинает уменьшатьс  вследствие того, что больша  часть тока через балластный резистор 7 компенсируетс  током отрицательной обратной св зи. При дальнейшем увеличении тока си лового транзистора 1 и, соответствен но, уменьшении тока базы силового транзистора 1, этот транзистор переходит в те нейный режим огран1чени;  своего коллекторного тока и, следовательно , ограничение тока нагрузки. Максимально возможный ток через силовой транзистор 1 при коэффициенте усилени  по току его, равном , pa вен току через балластный резистор 7 приведенному к обмотке 6 обратной от рицательной св зи. Практически (Ь никогда не бывает равным со, следовательно, реальный максимальный ток силового транзистоipa 1 меньше теоретически возможного. . При переходе силового транзистора в линейный режим при работе в режиме bграничени  тока возможна относительно длительна  работа силового транзи тора 1 в линейном рен(име или его выключение , т. е. переход в режим размагничивани  сердечника трансформатора 2 о Подключающий диод 18 не принципиален , так как вызван выбранным конкрет ным схемным выполнением размагничивани  сердечника трансформатора 2 (фиг о 1). Проходной стабилизатор с гальванической разв зкой и предусилителем один из возможных вариантов устройства (фиг. 2). В приведенных схемах возможно под ключение разв зывающего диода 10 .к клемме источника питани  непосредственно или через силовой транзистор: а также возможно подключение как к плюсовой, так и к минусовой клемме источника питани  разв зывающего диода 10 и балластного резистора 7. Свойство предложенного стабилизатора ограничивать максимально возможный ток в силовом транзисторе определ ет расширение функциональных возмож ностей предложенного стабилизатора по сравнению с известными, т. е. возможность работать при перегрузке и коротком замыкании в нагрузке. Формула изобретени  Параметрический транзисторный ста- билизатор , содержащий усилитель на управл емом мультивибраторе с транзистором и намагничивающимс  трансформатором , цепь первичной обмотки которого подключена параллельно цепи источника питани , источник опорного напр жени  и выходной фильтр, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей стабилизатора путем обеспечени  работы при перегрузке и коротком замыкании в нагрузке, в него введены разв зывапщий диод, балластный резистор, обмотка отрицательной обратной св зи и отвод от первичной обмотки намагничивающегос  трансформатора, примем указанный разв зывающий диод, пол рность включени  которого противоположна пол рности подключаемого к входным выводам стабилизатора источника питани , включен последовательно в цепь первичной обмотки трансформатора, свободный вывод разв зывающего диода подклпчен к входному выводу стабилизатора непосредственно или через указанный транзистор, балластный резистор шунтирует последовательную цепь, состо щую из части первичной обмотки с отводом и разв зывающего диода,.а обмотка отрицательной обратной св зи трансформатора включена в цепь источника питани . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Александров Ф. И. и Сиваков А.Р. Импульсные полупроводниковые преобразователи и стабилизаторы посто нного напр жени . Л., Энерги , 1970, рис. 2-15 с, 71.2 .Киселев Л. Н. и Машуков Е. В. Импульсный стабилизатор напр жени  на транзисторах. Вестник электропромышленности , №8, 136г. 3.Коссов 0. А. Усилители мощности на транзисторах в режиме переключений. Изд. 2-е (переработанное и дополненное ), М., Энерги , 1971, рис. 12-. 33, с. 352.