Импульсный стабилизатор

(56)Р 120Ав адацгин СССР984.СР986. 13 ЗАТОР Изобр ние относитс лек е ке, в частности лизаторам напря ка, и может быт никах вторичног темах регулиров ния - улучшение к им льсн ения постоянно- использовано в электропитания а о т сто си ания. Цел массогаба т ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4625231 П 4-0705. 11. 8823,09,90 Р 35Куйбышев етут связиЕ,И,Дубовцев А.Й,Каксонов и В.И.Хандо621.316,722.1 (088,8)Авторское свидетельств1814, кл. Г 05 Р 1/56,торское свидетельство8805 ь кл С 05 Р 1156 ьИИПУЛЬСФЯ СТАВИЛИ и качественных показателей процессастабилизации путем повышения допустимой рабочей частоты за счет ускорения запирания выходных транзисторов регулирующего элемента, Рассасывание избыточных носителей в области баз выходных транзисторов 4 и 5регулируюнего элемента 2 производится форсированно и начинается с задержкой относительно начала счада импуль.са на выходе блока 10 управлениялинь на время включения Форсирующеготранзистора 14, Время запирания транзисторов 4 и 5 уменьшается. Это позволяет повысить верхнюю границу рабочей частоты стабилизатора, Стабилизатор имеет достаточно широкий линейный участок регулировочной характеристики, обладает высокой стабильностью выходного напряжения и устойчивостью на краях динамического диапазона. 2 з.п, А-лы, 2 ил.Изобретение относится к электротехнике, в частности к импульсным стабилизаторам напряжения постоячцого тока, н может быть использовано например, В источниках вторичного,электропитания электротехнической аппаратуры в системах регулирования,Цель изобретения - улучшение массогабаритных и качественных показателей процесса стабилизации путемповышения допустимой рабочей частотыза счет ускорения запирания выходных транзисторов регулирующего элемента,ца Фиг, 1 представлена принципиальная электрическая схема импульсного стабилизатора; ца Фиг, 2 - диаграммы напряжений токов) в основныхузлах элементах) устройства.Стабилизатор (Фиг. 1 содержит си ловую цепь, входом подключенную к первичному источнику 1 питанияСиловал цепь состоит из регулирующего элемента 2 на составных транзисторах 3-5 и подключена выходом к нагрузке 25 б из дильтра 7 и потребителя 8, Коммутирующий транзистор 9 выполнен составным цецасьп 1 ен 11 ым и соединен с силовым выводом с общей шиной, управляюгдм входом - с выходом блока 10 управО лени 51я вторым силовьм ВыВОдОм через согласуюгр 1 й делитель на резис торах 11 и 12 - с управляющим входом регули 1 ующего элемента 2, Выходная цепь первого узла 13 Форсирования образованная переходом коллектор -эмиттер Форсирующего транзистора 14 и.сЪорсирующим конденсатором 15, шуцтпрует управ.1 яющие переходы выходных транзисторов 4 и 5, а зарядная цепь да 1 ьного узла из последовательно соединенць 1 х Форсирующего конденсатора5 и зарядного диода 16 включена между змиттером транзистора 5 и коллек- тором транзистора 9 через первый ограни п 1 вающий резистор 17. Второй токо- ограничивающий резистор 18 подключен параллельно зарядной цепи на элем 5 нтах 15 и 16, При этом диод 16 шунтирует управляющий вход транзистора 14, Выходная цепь второго узла 19 Форсирования, образованная переходом коллектор - эмг 1 ттер Форсирующего транзистора 20 и Форсирующим конденсатором 21 шуцтирует управляющий переУ55 ход входного транзистора 3, а зарядная цепь второго узла 19 Форсирования образованная последовательно включен-, ными конденсатором 21 и зарядным диодом 22, шунтируюг 1 им управляющийвход транзистора 20, подключена параллельно резистору 12 согласующего резистивного делителя, В общем случаейагрузка 6, включенная между эмиттером выходного транзистора 5 регулирующего элемента 2 и общей шиной, можетиметь иное исполнение, например в виде обмотки электрического двигателяпостоянного тока, Каждыч из резисторов 23 - 25 смещения соединен с первым выводом базы соответствующегокоммутирующего 9 или Форсирующих 14и 20 транзисторов, а вторые выводырезисторов, подключенные к управляюг 5 им входам соответствующих транзисторов 9, 14 и 20 через диоды 26-28 нелинейной отрицательнои обратной связи, соединены с коллекторами соответствуюг 1 их транзисторов 9, 14 и 20.Падением напряжения на резисторах23-25 смещения от протекания по нимтоков управления транзисторами 9, 14и 20 последние оказываются смещеныпо переходам коллектор - база в обратном направлении через диоды 26-28,что дополнительно ускоряет переключение транзисторов и транзисторов регулирующего элемента 2,Стабилизатор работает следующимобразом.Рассматривают установившийся режим работы, когда блок 10 управлениявырабатывает периодическую последо=вательность прямоугольных импульсовс неизменными параметрами, принявза исходное время момент поступленияна выход блока 10 сигнала, отпирающего коммутирующий транзистор, 9.До этого момента выходные транзисторы 4 и 5 закрыты напряжением на конденсаторе 15, приложенным к их управляющим переходам через переходколлектор - эмиттер Форсирующего транзистора 14, открытого током разрядаконденсатора 15 через резистор 18и переход база - эмиттер транзистора14, Транзистор 3 при этом закрыт иего управляющий переход смещен в об-.т.ратном направлении напряжением наконденсаторе 21, приложенным черезколлектор - эмиттер транзистора 20,открьггого током разряда конденсатора21 через резистор 12 и управляющийпереход транзистора 20, Конденсаторы 15 и 21 частично разряжены. В момент отпирания коммутирующего транзистора 9 по цепи; источник 1, коллек"тор - эмиттер открытого транзистора20, диод 22, резистор 11, коллектор - эмиттер открывается транзистор 3, а конденсатор 21 заряжается через диод 22 падением напряжения на резисторе 12. Открывание транзистора 3 обеспечивает открывание выходных транзисторов 4 и 5 и протекание тока по цепи: источник 1 коллектор - эмит 1 1 О тер 5, резисторы 17 и 18, коллектор - эмиттер 9, общая шина. При этом конденсатор 15 заряжается через диод16 падением напряжения на резисторе18, а транзистор 14 закрывается падением напряжения на диоде 16. За время открытого состояния коммутирующего транзистора 9, определяемого длительностью импульса на выходе блока.10 управления, конденсаторы 15 и 21 заряжаются, обеспечивая обратное смещение управляющих переходов форсирующих транзисторов 14 и 21, ток через коллектор - эмиттер транзистора5 и дроссель Аиль 1 ра 7 возрастает. 25 В .момент начала спада импульса на входе блока 10 транзистор 9 начинает закрываться, ограничивая ток черезрезисторы 12, 11 и 17, 18, что вызывает немед, пенный разряд конденсаторов21 и 15 соответственно через резисторы,12 и 18, отпирание коммутирующих транзисторов 20 и 14, Аосированное рассасывание избыточных носителей в областях баз транзисторов 3-5 и их запирание напряженилми на конденсаторах 21 и 15, приложенными к их управляющим переходам. через переходы коллектор - эмиттер открытыхтранзисторов 20 и 14, За время закрытого состояния транзисторов 9, 3, 5 конденсаторы 21 и 15 частично разряжаются, ток через дроссель фильтра 7 спадает, замыкаясь через обратный диод фильтра 7, С поступлением очеред ного управляющего импульса на выход блока 10 электрические процессы в стабилизаторе повторяются.Диаграммы 29-33 (Лиг. 2) представ р ляют собой выходное напряжение блока 10 управления, управляющий ток входного транзистора 3 регулирующего элемента 2, управляющий ток выходного транзистора 5 регулирующего элемента 2, напряжение на переходе коллектор,эмиттер выходного транзистора 5 и ток коллектора выходного транзистора 5 соответственно. Ра-сасывание избыточных носителей н обла.ти баз выходных транзисторов 4 и 5 регулирующего элемента 2 производится 1.орсированно и относительно начала спада импульса на выходе блока 10 начинается с задержкой лишь на время включения Аорсирующего транзистора 14. В известном рассасывание избыточных носителей в области беэ выходных транзисторов регулирующего элемента происходит пассивно, так как форсирующий транзистор на этапе рассасывания закрыт до момента начала спада тока через регулирующий элемент, и обратное смещение управляющих переходов выходных транзисторов регулирующего элемента происходит лишь после смены полярности ЭДС на дросселе Аильтра, т.е. с запаздыванием на время пассивного рассасывания избыточных. носителей в областях баз выходных транзисторов регулирующего элемента, которое в зависимости от типов данных транзисторов может составлять величину 0,2-3 мкс, что при рабочей частоте 100 кГц составляет5 - ЗОХ от длительности периода, и существенно сужает линейньй участок регулировочной характеристики, снижает стабильность выходного напряжения и устойчивость на краях динамического диапазона, либо сужает допустимые пределы изменения входного напряжения и т,д,уменьшение времени рассасывания избыточных носителей в области баз выходных транзисторов и времени их запирания позволяет повысить максимально допустимую рабочую частоту стабилизатора, что приводит к улучшению;г массогабаритных и качественных показателей процесса стабилизации,Формула и з обретения1. Импульсный стабилизатор, содержащий силовую цепь, состоящую из регулирующего элемента на составных тразисторах, включенного между входными и выходными каналами, причем " проводимость его выходных транзисторов противоположна проводимости входних транзисторов, блок управления, вход которого подключен к выходным . выводам, коммутирующий транзистор, первый силовой вывод которого соединен с общей шиной, второй силовой вывод через согласующий резистивный делитель - с управляющим входом регу 1594510лирующего элемента, а управляющий вход - с выходом блока управления, первый и второй узлы Форсирования, каждый из которых включает Аорсирующий транзистор, Аорсирующий конденсатор и зарядный диод, причем выход" ные цепи первого и второго узлов АЬрсирования, образованные последовтельно соединенными переходами10 коллектор - эмиттер соответствующего транзистора и соответствующим АорсИрующим конденсатором, шунтируют управляющие входы соответственно выходных и входного транзисторов регулирдеющего элемента, первый вывод эарядного диода каждого узла Аорсирования соединен с общей точкоч соответствующах Форсирующего транзистора и Ьорсирющго конденсатора, а второй вывод с управляющим входом соответствующего Аорсирующего транзистора, зарядия цегь второго узла Аорсирования, образованная соответствующими Аорсйрующим конденсатором и зарядным 25 диодом, нунтирует резистор согласующего делителя, соединенный с управляющим входом регулирующего элемента, а управляющий вход Аорсирующего транзистора первого узла Аорсирования сое-ЗО цинен с первым выводом первого ограничивающего резистора, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей и качественных показателей процесса стабилизации путем повышения допустимой рабочей частоты за счет ускорения запирания выходных транзисторов регулирующего элемента, в первый узел Аорсирования введен второй ограничивающий резистор, подключенный параллельно зарядной цепи, образованной соответствующими Аорсирующим конденсатором и зарядным диодом, а второй вывод первого ограничивающего резистора соединен с вторым силовым выводом коммутирующего транзистора.2, Стабилизатор по п. 1, о т л и,ч а ю щ и й с я тем, что в Аорсирующих и коммутирующем транзисторах управляющий;вход соединен через соответствующий из введенных резисторов смещения с базой, а через соответст" вующий из введенных диодов нелинечной обратной связи - с коллектором соответствующего иэ упомянутых транзисторов.3, Стабилизатор по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что коммутирующий транзистор выполнен составным.