Регулирующий элемент импульсного стабилизатора

(51)5 Н 02 М 3/335 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРЬЬ 1378985, кл. Н 02 М 3/335, 1984,Авторское свидетельство СССР1 Ф 1335954, кл. 6 05 Р 1/56, 1985,(54) РЕГУЛИРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ ИМПУЛЬСНОГО СТАБИЛИЗАТОРА(57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования вовторичных источниках электропитания с импульсным регулированием:.Цель изобретения - повышение КПД и надежности.Регулирующий элемент представляет собойсиловой ключ на основе токового трансформатора с вспомогательными цепями, Цель.,Ж, 1695466 А 1 достигается введением четвертого и пятого диодов 21 и 22, четвертого транзистора 19, второю трансформатора 15 с токовой обмоткой 16, управляющей обмоткой 17. Повышение КПД регулирующего элемента достигается путем уменьшения его мощности потребления на управление и уменьшения коммутационных потерь в регулирующем транзисторе 3 при его выключении. Повышение надежности достигается тем, чтозапирающий ток регулирующего транзистора 3 возрастает пропорционально его току коллектора, Запирающий ток плавно возрастает во времени, Это обеспечивает первоочередное запирание коллекторного перехода, а затем уже эмиттерного перехода регулирующего 3 транзистора 3, что особенно актуально при использовании в качестве регулирующего транзистора 3 высоковольтных транзисторов,3 ил, в10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования во вторичных источниках электропитания с импульсным регулированием,Целью данного изобретения является повышение КПД.и надежности,На фиг. 1 приведена схема регулирующего элемента импульсного стабилизатора; на фиг, 2 - вариант выполнения блока формирования управляюших сигналов на управляющих выводах устройства; на фиг. 3 - диаграммы, поясняющие работу регулирующего элемента.Регулирующий элемент импульсного стабилизатора (фиг, 1) содержит первый трансформатор 1 тока с базовой обмоткой 2, подключенной к управляющему входу регулирующего транзистора 3, токовой обмоткой 4, включенной последовательно с регулирующим транзистором 3 и управляющей обмоткой 5, первый вывод которой через первый диод 6 соединен с коллектором первого транзистора 7, эмиттером, подключенного к общей шине, а базой - к первому управляющему выводу 8, второй выход управляющей обмотки 5 соединен через конденсатор 9 с общей шиной, первый вывод управляющей обмотки 5 через последовательно соединенные второй диод 10 и оезистор 11 соединен с коллектором второго транзистора 12, эмиттер которого подключен к выводу 13 для подключения источника 13 питания, а база - к коллектору третьего транзистора 14, база которого подключена к общей шине, а эмиттер - к первому управляющему вь 1 воду, второй трансформатор 15 тока, токовая обмотка 16 которого включена последовательно с регулирующим транзистором 3, первый крайний вывод управляющей обмотки 17 трансформатора 15 через третий диод 18 подклк)чен к общей шине, средний вывод управляющей обмотки 17 подключен к конденсатору 9, а второй крайний вывод - к коллектору четвертого транзистора 19, эмиттер которого подключен к общей шине, а база - к второму управляющему входному выводу 20, между базой и эмиттером четвертого транзистора 19 включен четвертый диод 21, первый вывод управляющей обмотки 5 первого трансформатора 1 тока через пятый диод 22 подключен к общей шине. Схема устройства может содержать смещаюшие резистора 23 и 24.Управляющие сигналы, подаваемые на управляющие входы 8 и 20, могут быть сформированы при помощи схемы на фиг. 2, Схема содержит инвертор 25, на вход 26 которого подается управляющее прямоугольное напряжение, инвертор 27, ограничительные резисторы 28 - 30 и конденсатор 31. Выходы схемы 8 и 20 должны подключаться к соответствующим управляющим входам,Регулирующий элемент работает следующим образом,При подаче на вход 26 положительного импульса (интервал времени 0- с 1 на фиг, 3) через вход 8 протекает спадающий отрицательный ток, определяемый резистором 28 и конденсатором 31 (диаграмма 1 в на фиг, 3), При этом через коллектор транзистора 14 и базу транзистора 12 протекает ток по форме и величине примерно равный токув, Транзистор 12 открывается, подключая первый вывод управляющей обмотки 5 через диод 10 и резистор 11 к выводу источника 13 питания, Одновременно с этим в базу транзистора 19 втекает отпирающий ток, Транзистор 19 открыт и насыщен, конденсатор 9 разряжен через ранее включенный транзистор 7, диод б и обмотку 17, В результате к обмотке 5 приложено напряжение(диаграмма 05 на фиг. 3), которое, трансформируясь в обмотку 2, отпирает транзистор 3 регулирующего.элемента. Через регулирующий элемент и обмотки 4 и 16 начинает протекать ток (диаграмма 3 на фиг. 3). Транзистор 7 заперт отрицательным напряжением входа 8 и поэтому, вся энергия из обмотки 4 передается в обмотку 2, удерживая регулирующий элемент в насыщенном состоянии. Обмотка 17 закорочена через диод 18 и включенный транзистор 19,В момент времени 11 напряжение на входе 26 (20) становится равным нулю, на вход 8 поступает ток, отпирающий транзистор 7, В этот момент времени происходит запирэние транзисторов 14, 12 и 19. Ток из обмотки 16, трансформируясь в обмотку 17, через диод 18 плавно заряжает конденсатор 9 (диаграмма О 9 на фиг, 3), а также протекает по цепи обмотки 5, диод б, транзистор 7 (диаграмма 1 т на фиг, 3). Величина этого тока, пропорциональная току, протекающему через регулирующий элемент, Ток обмотки 5 трансформируется в обмотку 2 (диаграмма 1 ьз на фиг, 3) и начинает интенсивно рассасывать избыточные носители из базы транзистора 3, В момент времени процесс рассасывания заканчивается, транзистор 3 запирается, ток в обмотках 4 и 16 выключается, Полярность напряжения на обмотке 17 меняется на противоположную, транзистор 19 переходит в инверсный ре-жим, обратное напряжение на его базе ограничено диодом 21, На конденсаторе 9 удерживается относительно высокое положительное напряжениеслужащее для перемагничивания трансформатора 1 и удержания запирающего напряжения на ба 1695466зе транзистора 3, Запасенная энергия изобмотки 5 через диод 22 также передаетсяв конденсатор 9 и может частично сбрасываться в источник питания через резистор24. Резистор 23 служит для компенсации 5влияния обратного тока коллектора транзистора 12.К моменту времени з процесс перемагничивания трансформатора 1 заканчивается,напряжение на его обмотках спадает практически до нуля, конденсатор 9 разряжаетсячерез обмотку 8, диод б и транзистор 7.В момент времени с 4 на входах 26 20)снова возникает положительный потенциал, приводящий к очередному отпиранию 15регулирующего элемента. Все описанныепроцессы повторяются вновь.Повышение КПД регулиру:ощего элемента достигается путем уменьшения мощности потребления на управление и 20уменьшение коммутационных потерь в регулирующем элементе при его выключении.Повышение надежности достигается тем,что запирающий ток регулирующего элемента возрастает пропорционально его току коллектора. Кроме того, запирающий токплавно нарастает во времени. Это обеспечивает первоочередное запирание коллекторногоперехода, а затем уже эмиттерногоперехода регулирующего элемента, что особенно актуально при использовании в качестве регулирующего элементавысоковольтных транзисторов,Формула изобретения 35 Регулирующий элемент импульсного стабилизатора, содержащий первый трансформатор тока с базовой обмоткой, подкл юценной к управляющему входу регулирующего транзистора, токовой об моткой, включенной последовательно с регулирующим транзисторам, свободный силоеой вывод которого использован в качестве входного вывода, и управляющей обмоткой, первый вывод которой через первый диод соединен с коллекторам первого транзистора, эмиттером подключенного к общей шине, а базой - к первому управляющему выводу, второй вывод управляющей обмотки соединен через конденсатор с общей шиной, а через первый резистор - с выводом для подключения источника питания, первый вывод управляющей обмотки через последовательно соединенные второй диод и резистор соединен с коллектором второго транзистора, эмиттер которого подключен к выводу для подключения источника питания, а база - к коллектору третьего транзистора и через третий резистор - к выводу для подключения источника питания, при этом база третьего транзистора подключена к общей шине, а эмиттер - к первому управляющему выводу, и третий диод, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения КПД и надежности, в него введены четвертый и пятый диоды, четвертый транзистор и второй трансформатор тока, токовая обмотка которого включена последовательно с регулирующим транзистором, причем свободный вывод токовой обмотки второго трансформатора тока использован в качестве выходного вывода, а крайние выводы его управляющей обмотки и ее средний вь:вод соответственно через четвертый транзистор, третий диод и конденсатор соединен с общей шиной, четвертый диод подключен к управляющему входу четвертого транзистора, который соединен с введенным вторым управляющим выводом, а первый вывод управляющей обмотки первого трансформатора тока через пять 1 й диод подключен к общей шине.1695466 08 М Максимишине Корре едактор Ю. Середа и ГКНТ ССС Производстеенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 каз 4171 ВНИИПИ Го Составитель И. КладТехред М,Моргентал Тираж Подписное твенного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5