Импульсный регулятор напряжения

СОЮЗ СОВЕ 1 СкИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 02 М 3/145 ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ОПИ ЕНТУ ные нервано ания, одер- ывоя 4 и евой 1 Р: ,." фу, у.:чз ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНО ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)(54) ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР НАЖЕНИЯ(57) Изобретение может быть использов источниках вторичного электропитСущность изобретения: устройство сжит входной 1, общий 2 и выходной 3 вды для подключения источника питаниактивно-индуктивной нагрузки 5, ключ О, 1820985 А транзистор 6, источник управляющего сигнала 7, обратный диод 8, шунтирующую его цепь из последовательно соединенных диода 9 и конденсатора 10, цепь рекуперации из последовательно соединенных диода 13 и дросселя 14, конденсатор 11, одним выводом соединенный с дросселем 14, а другим - с входным выводом, а также дополнительно введенный диод 12. При выключении транзистора 6 конденсаторы 10, 11 ограничивают скорость нарастания напряжения на нем, а при включении - соединяются в последовательную цепь и через дроссель 14 колебательно перезаряжаются, возвращаясь в первоначальное состояние, Процесс перезарядки конденсаторов 10, 11 не зависит от среднего напряжения на нагрузке 5. и ток перезарядки не протекает через нагрузку 5. 2 ил.Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использованов источниках вторичного электропитания;Цель изобретения - уменьшение пульсаций тока в нагрузке и расширение диапазона регулирования,На фиг, 1 представлена схема предлагаемого импульсного регулятора напряжения;на фиг, 2 - кривые токов и напряжений.Импульсный регулятор напряжения(фиг.1) содержит входной 1, общий 2 и выходной 3 выводы для подключения, соответственно, источника питания 4 иактивно-индуктивной нагрузки 5, ключевойтранзистор 8, источник управляющего сигнала 7, обратный диод 8, шунтирующую егоцепь из последовательно соединенных диода 9 и конденсатора 10. шунтирующую транзистор 6 цепь из последовательносоединенных конденсатора 11 и диода 12,цепь рекуперации из последовательно соединенных диода 13 и дросселя 14.Импульсный регулятор напряжения работает следующим образом.Источник управляющего сигнала 7включает и выключает транзистор 6, поддерживая на нагрузке 5 требуемое среднеенапряжение (ток) за счет. изменения скважности включенного состояния транзистора6, Когда транзистор 6 выключен, ток протекает через нагрузку 5 и обратный диод 8.напряжение на конденсаторе 11 равно напряжению источника питания 4, напряжение на конденсаторе 10 равно нулю, ток 114в дросселе 14 цепи рекуперации отсутствует, С момента то (см,фиг,2) отпирания транзистора 6 начинается процесс запиранияобратного диода 8, и ток 1 е транзистора 6нарастает до момента т 1 окончания процесса восстановления обратного сопротивления диода 8. С момента 11 напряжение Ов наоткрытом транзисторе 6 спадает почти донуля (точнее, до остаточного напряжения), инагрузка 5 подключается к источнику питания 4. В это время начинается резонанснаяперезарядка конденсатора 11 и.конденсатора.10 по цепи: конденсатор 11, открытыйтранзистор 6, конденсатор 10, диод 13,дроссель 14, При этом ток 18 транзистора 6равен сумме токов14 дросселя 14 и 15 нагрузки 5.В случае йдеальности применяемыхэлементов и равных емкостей конденсаторов 11 и 10 через время т= 12-т конденсатор11 полностью разрядится, конденсатор 10зарядится до напряжения источника питания 4, к диоду 13 будет приложено обратноенапряжение и произойдет его запирание,При этом т - л 4."-"- гдеиндуктивность дросселя 14;С - емкость конденсаторов 10 и 11, В момент 1 з начинается процесс выключения транзистора 6, ток 1 б начинает уменьшаться, открываются диод 9 и диод 12.Разность токов 1;-16 заряжает конденсатор 11 и разряжает конденсатор 10. В момент времени тд, когда напряжение на конденсаторе 11 возрастает до. напряжения источника 04, а напряжение на конденсаторе 10 упадет до нуля, откроется обратный диод 8, ток замкнется по цепи нагрузка 5 - обратный диЬд 8, и произойдет запирание диодов 9, 12. В момент времени 15 транзистор 6 начнет отпираться, и т.д.Таким образом, если время открытогосостояния ключа больше т,то независимо от времени закрытого состояния ключа (другими словами, независимо от среднего напряжения на нагрузке) перед моментом выключения транзистора 6 конденсатор 11 будет полностью разряжен, а конденсатор 25 10 заряжен до напряжения источника питания 4, что обеспечивает малые динамические потери в транзисторе 6 в момент его выключения и,:ледовательно, работоспособность ИРН при любой скважности работы транзистора 6. Ток 14 перезарядки конденсаторов 11 и 10 замыкается через включенный транзистор 6 и не протекает через нагрузку 5 (см.фиг.1).Применение изобретения позволяетрасширить диапазон регулирования выходного напряжения ИРН и уменьшить пульсации тока в нагрузке.Кроме того, увеличиваются надежностьи КПД импульсного регулятора напряжения, 40 т,к. существенно (в 2-4 раза) уменьшаетсяток перезаряда емкостей 10, 11 в сравнении с прототипом в диапазоне регулирования последнего; при включениитранзистора 6 конденсаторы 1 О, 11 работают параллельно, 45 а при их перезарядке они соединяются последовательно.Наиболее целесообразно применениеданного изобретения в импульсных регуляторах напряжения, работающих непосредственно от выпрямленной промышленной сети.Формула изобретения Импульсный регулятор напряжения, содержащий входной, общий и выходной выводы для подключения соответственно источника питания и активно-индуктивной нагрузки, ключевой транзистор, коллектором подключенный к входному выводу, а базой - к иСточнику упрлвлчннщего сигнала,. Подписноениям и открытиям при ГКНТ, СССРая наб., 4/5 осударственного комитета по изоб 113035, Москва. Ж, Рау иэводственно-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 О обратный диод, включенный между общим выводом и эмиттером транзистора и эашунтированный цепочкой из последовательно соединенных первого конденсатора и первого диода, включенного в том же направлении, цепь рекуперации, выполненную в виде последовательно соединенных дросселя и второго диода, включенного в том же направлении, что и обратный диод, а также второй конденсатор, одним выводом соединенный со свободным выводом указанного дросселя, причем свободный вывод второго диода подключен к общей точке соединения укаэанных первых конденсаторов и диода.отл ича ющийся тем,чтодополнительно введен третий диод, включенный в обра.- 5 ном направлении относительно второго диода между общей точкой соединения дросселя с вторым конденсатором и общей точкой соединения обратного диода, эмиттера, транзистора и первого конденсатора, 10 образующей указанный выходной вывод,причем другой вывод второго конденсатора соединен с входным выводом.