Стабилизатор постоянного напряжения

(19) (11) 1 64 ГОСУД АРСТВЕНН ПО ДЕЛАМ ИЗОБ НОМИТЕТ СССР НИЙ И ОТКРЫТИЙ НИЯ орОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(72) А.А.Сибилев,. А.Ф.Белов, А.И.Козырь и Т,А.Перевезенцева (53) 621,316.722.1(088,8) (56) 1Авторское свидетельство СССР Р 520577, кл. С 05 Р 1/64, 1975.2. Авторское свидетельство СССР 9 351205, кл, 6 05 Г 1/64, 1971. (54)(57) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий двухтактный улравЛяемый статический преобразователь напряжения автогенераторного типаР с переключающими регулирующими транзисторами, управляющим транзистором в базовых цепях, трансформатором с ,коллекторными, базовыми и выходной обмотками, выходной выпрямитель сФильтром, усилитель сигнала рассогласования, входами соединенныйс делителем выходного напряжения иисточником эталонного напряжения,о т л и ча ю щ и й с я тем,что,с целью повышения коэффициента стабилизации, расширения диапазона стабилиэации и повышения, надежности,база управляющего трайэистора черезрезистор соединена с выходом усилителя сигнала рассогласования,эмиттер управляющего базового транзистора - со средней точкой коллектных обмоток трансформатора преобразователи, а коЛлектоР через резистор со средней точкой базовых обмоток трансформатора преобразователянапряжения,50 Цель изобретения - повышение коэффициента. стабилизации, расширение Изобретение относится к промышленной радиоэлектронике и можетиспользоваться в устройствах элект.ропитания детекторов ионизирующегоизлучения, фотоэлектронных умножителей, узлов автоматики, вычислитель-ной техники и средств связи,Известен стабилизатор постоянногонапряжения с непрерывным регулированием компенсационного типа Г 1 3, содержащий последовательный регулирующий транзистор, два запускающихрезистора, один из которых включенпараллельно регулирующему транзистору, токозадающий транзистор, токоограничивающий резистор, статический двухтактный преобразователь напряжения с переключающими транзисторами и трансформатором с базовыми,коллекторными и выходной обмотками,выходной выпрямитель с фильтром,схему сравнения и источник эталонного напряжения, причем регулирующий.транзистор и транзисторы двухтактного преобразователя выбрани противоположного типа проводимости, 25Использование в силовой цепи двухпоследовательно включенных элементов; регулирующего транзистора и переключающих транзисторов преобразователя, а также наличие цепи запускаприводит к существенным потерям мощности, Кроме того, резистор, шунтирующий регулирующий транзисторухудшает стабилизирующие свойстваустройства.Наиболее близким к предлагаемому 35техническому решению являеся стабилизатор постоянного напряжения 2,содержащий двухтактный статическийпреобразователь напряжения автоге" нераторного типа с переключающими 4 Орегулирующими транзисторами, управляющим транзистором в базовых цепях, трансформатором с выходной, базовыми, коллекторными обмотками идополнйтельной обмоткой с выпрямителем, выходной выпрямитель с фильтром; делитель выходного напряжения,источник эталонного найряжения, усили-.тель сигнала рассогласовайия, устройство запуска преобразователя.Недостатками известного устройства являются: ограниченный диапазонстабилизации в области малых выходных мощйостей й токов нагрузки;низкий коэффициент стабилизации;ненадежность устройства из-за наличия специальной цепи запуска, введенной. в устройство и требующей дополнительных элементов.Указанные недостатки являютсяследствием шунтирования управляющего базового транзистора резистивным делителем. диапазона стабилизации и повышениенадежности.Это достигается тем, что в стабилизаторе постоянного напряжения,содержащем двухтактный управляемыйстатический преобразователь напряжения автогенераторного типа с переключающими-регулирующими транзисторами, управляющим транзистором в базовых цепях, Трансформатором с коллекторными базовыми и выходными обмотками, выходной выпрямитель с фильтром, делитель выходного напряжения,источник эталонного напряжения, усилитель сигнала рассогласования, эмиттер управляющего базового транзисторасоединен со средней точкой коллек"торных обмоток, его база через резистор соединена с выходом усилителя сигнала рассогласования, а кол-лектор через резистор подключен ксредней точке базовых обмоток,На чертеже изображена схема предлагаемого стабилизатора постоянногонапряжения,Мина 1 питания и общая шина 2 питания соединены с источником 3 эталонного напряжения, усилителем 4сигнала рассогласования, средней точкой коллекторных обмоток 5 и б,трансформатора 7, эмиттерами переключающих регулирующих транзисторов 8 и 9 с выходным выпрямителем сфильтром 10 и делителем 11 обратнойсвязи. Выходная обмотка 12 трансформатора 7 соединена с входом выпрямителя с Фильтром 10. Выход выпоямителя сфильтром 10 соединен с выходным контактом 13 и одновременнос одним из входов делителя 11 обратной связи. К выходу 14 делителя 11выходного напряжения подсоединеннеинвертирующий вход 15 усилителя 4сигнала рассогласования, Инвертирующий вход 16 усилителя 4 сигнала рассогласования соединен с выходом источника 3 эталонного напряжения. Вы-.ход усилителя 4 сигнала рассогласования через резистор 17 соединен сбазой управляющего транзистора 18,Эмиттер управляющего транзистора 18соединен со средней точкой коллек-.торных обмоток 5 и б, а коллекторчерез резистор 19 со средней точкойбазовых обмоток 20 и 21. - Коллекторытранзисторов 8 и 9 соединены между собой через конденсатор 22, а коллектор транзистора 9 с эмиттеромтранзисторов 8 и 9 через конденсатор 23,Работа стабилизатора постоянногонапряжения осуществляется следующимобразом,При отсутствии входного напряжения все элементы устройства находятся в обеспеченном состоянии. Приподаче первичного нестабилизированного напряжения на входные контакты1 и 2 последнее поступает на источник 3 эталонного напряжения, усилитель 4 сигнала рассогласования,управляющий транзистор 18 и преобразователь напряжения (переключающие-регулирующие транзисторы 8 и 9и трансформатор 7); - В начальный момент включения питания генерация впреобразователе отсутствует, отсутствует выходное напряжение и напряжение на неинвертирующем входеусилителя 15.На выходе источника 3 эталонного напряжения и инвертирующем входе 16 усилителя устанавливаетсяэталонное напряжение. Таким образом,в первоначальный момент после подачи первичного питания между инвертирующим 16 и неинвертирующим 15входами усилителя 4 устанавливаетсямаксимальное значение напряжения,Инвертирующий вход 16 оказываетсяпод более высоким напряжением поотношению к общей шине 2 питания,чем неинвертйрующий вход 15 и на выходе усилителя 4 устанавливается минимальное напряжение, блиэкое,к потенциалу общей шины.По базовым цепям управляющего 18и переключающих регулирующих транзисторов 8 и 9 начинает протекатьмаксимальный ток, ограничиваемыйпрактически только значением резисторов 17 и 19,что при наличииположительной обратной связи, осуществленной в преобразователе, обеспечи,вает возникновение генерации в последнем.По мере развития генерации возрастает напряжение на коллекторных обмотках 5 и 6, выходной обмотке 12,на выходе делителя обратной связи 14и неинвертирующем входе усилителя 15,При достижении напряжения на неин вертирующем входе 15 значения, близ-,кого к значению напряжения на инвертирующем входе 16 начинает действовать отрицательная обратная связь,Напряжение на выходе усилителя 4 начинает возрастать, это приводит куменьшению тока базы управляющеготразистора 18, уменьшается его про- .изводительность, уменьшается токбазы переключающих-регулирующих транзисторов 8 и 9, уменьшается их проводимость. Падение напряжения наколлекторных переходах переключающихрегулирующих транзисторов 5 и 6 увеличивается, уменьшается напряжение на коллекторных обмотках 5 и 6,выходной обмотке 12 и выходе стабилизатора 13,Процесс продолжается до состояния равновесия и установления номинального выходного напряжения. Значение номинального выходного напряжения определяется значением напряжения эталонного источника и коэффициента деления делителя обратной связи.Стабилизация выходного напряже- ния осуществляется эа счет перераспределения напряжения первичного источника питания между последовательно включенными коллекторными обмотками 5 и 6 и переходными эмиттерколлектор переключающих регулирую 1 О щих транзисторов 8 и 9, Переключающие регулирующие транзисторы работают в линейном режиме и выполняютроль ключа с переменной проводимостью. При увеличении проводимости15 переключающих регулирующих транзисторов увеличивается напряжение наколлекторных обмотках и на выходестабилизатора. При уменьшении проводимости напряжение на коллекторныхобмотках и выходе уменьшается. Изменение проводимости переключающихрегулирующих транзисторов осуществляется управляющим базовым транзистором 18, который также выполняет рольпеременного сопротивления, значениекоторого изменяется в зависимостиот сигнала, поступающего на его базовый вход с усилителя 4 сигнала. рассогласования,Предположим, чтЬ за счет воздействия дестабилизирующих Факторовувеличилось выходное напряжение. ПриэтОм увеличится напряжение на выходе делителя обратной связи 14 и неинвертирующем входе 15 усилителя,35 При постоянном значении эталонногонапряжения и, следовательно, напряжения на инвертирующем входе 16 усилителя, увеличивает выходное напряжение усилителя 4, увеличится сопро 40 тивление управляющего транзистора 18и уменьшится проводимость регулирующих переключающих транзисторов 8 и 9.В результате чего произойдет пере"распределение напряжения между кол 45 лекторными обмотками 5 и 6 и переключающими регулирующими транзисторами 8 и 9. Падение напряжения напереключающих регулирующих транзисторам увеличится, а на коллекторных обмоткам уменьшится и на вы 50 ходе вновь установится прежнее значение напряжения с погрешностью, определяемой коэффициентом усиленпяцепи обратной связи,При изменении выходного напря 55 жения в сторону уменьшения процессстабилизации осуществляется анало-гичным образом, только проводимость регулирующих переключающихтранзисторов и управляющего тран 60 зистора увеличится, а напряжение наколлекторных обмоткам и выходе увеличится,Благодаря отсутствию в предлагаемом устройстве резистора, шунтирую.65 щегб Управляющий базовый транэис.:776317 обеспечивает защиту устройства приперегрузке по току и коротком замыкании на выходе. Конденсаторы 22и 23 предотвращают возникновение ге-,нерации на частотах, отличных от рабочей частоты и повышает устойчивость стабилизатора напряжения, Редактор Л.Письман ТехредТ.Фанта Корректор Л,БокшаНаее"" "" айатЫ" Ъ ттеаютмаЪРМтюютттйвюттюттетюююютттттютеююююютю юЗаказ 6493/2 Тираж 874 ПодписноеВНЙЙПЙ Государственного комйтета СССРпо, делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5фе"ю- " """"ева т тат аатютют юаеаа "М юю й ю а а а юв вюю ю ю юю а ютаФилиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тор, его сопротивление в процессе регулировки и .стабилизации изменяет.ся в очень широких пределах от пол-" ностьюоткрытого до полностью за,крытого состояния. Это. увеличивает ЮоэФфициент стабилизации и одновременно расширяет диапазон стабилизации, обеспечивая стабилизацию вы- ходного напряжения"в области малых выходных мощностей и токов нагруэ- КИРезистор 17 ограничивает базо-вый ток управляющего транзистора 18 Резистор 19 ограничивает базовый ток переключающих транзисторов и Указанные устройства питания пред.назначеныдля размещения непосред ственно в блоках детектирования сис;тем дозиметрического и редкометри-: ческого контроля атомных энергетических установок и систем управления защитой реакторов.