Стабилизатор постоянного напряжения

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРесттубпик щ 849181(23) Приоритет Опубликовано 23. 07. 81. Бюллетень27Дата опубликования описания 25 .07 .8 1 по делам изобретений и атнрытий(54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания.Известны стабилизированные источники вторичного электропитания, выполненные на основе регулируемых преобразователей постоянного напряжения, в которых стабилизация осуществляется с помощью импульсного стабилизатора постоянного напряжения, ус 10 тановленного на входе преобразователя, и управление которым осуществляется с помощью напряжения обратной связи, снимаемой с выхода преобразователяНедостатком таких схем является изменение в широких пределах дополнительных напряжений, служащих для насы щения согласующих транзисторов при изменении входного напряжения, тока нагрузки, температуры окружающей сре" ды, а также необходимость использования специальных дросселей с отводом, который, как правило, будет неоптимальным для работы конкретной схемы (так как дроссель приходится рассчитывать на получение определенной величины напряжения с отвода обмотки)Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является стабилизатор постоянного напряжения, содержащий входной фильтр, включенный между входной и общей шинами, регулирующий элемент, состоящий из регулирующего и согласующего транзисторов, фильтр-демодулятор, включенный последовательно в выходную шину, преобразователь напряжения, включенный между выходом фильтра-демодулятора и общей шиной с выходным трансформатором, содержащим выходную и дополнительную обмотки, причем па-. раллельно выводам выходной обмотки включен выпрямитель с фильтром, выход которого соединен с выводом для подключения нагрузки и входом широтно- импульсного модулятора, выход кото84918 20 30 40 45 50 55 рого подключен к точке соединения базы согласующего транзистора и резистора, подсоединенного к общей шине Г 21 .Недостатком известного стабилиза. 5 тора является значительный диапазон изменения выходного напряжения дополнительного источника при работе от источника первичной сети, напряжение .которого меняется в широких пределах, что приводит к снижению КПД. При использовании отвода специальной обмотки преобразователя постоянного напряжения в случае питания его от имlпульсного стабилизатора, как пред- регулятора в стабилизированном преобразователе постоянного напряжения не обеспечивается устойчивая работа и запуск импульсного стабилизатора напряжения.Цель изобретения - повышение надежности КПД, обеспечение устойчивой работы и запуска устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство параллельно25 выводам дополнительной обмотки трансформатора включен выпрямитель с фильтром, один вывод которого через резистор соединен с эмиттером регулирующего транзистора, а другой - с точкой соединения коллектора согласующего транзистора с выходом дополнительно введенного уст. - ройства запуска, вход которого подсоединен к дополнительному источнику или к точке устройства, положительный потенциал которой выше, чем потенциал коллектора согласующего транзистора. На чертеже приведена электрическая схема предлагаемого устройства.Стабилизатор постоянного напряжения содержит входной фильтр 1, включенный между входной и общей шиной, регулирующий элемент, состоящий из регулирующего транзистора 2 и согласующего транзистора 3, фильтра-де-, модулятора 4, включенных последовательно во входную шину, статический преобразователь 5 постоянного напряжения, вклоченный между выходной шиной фильтра-демодулятора и общей шиной, трансформатор , включенный на выходе преобразователя, содержащий выходные обмотки, одна из которых, например 7, является выходной обмоткой, параллельно выводам которой включен выпрямитель с фильтром 8, с 1 фвыхода которого напряжение поступаетв нагрузку и на схему управления- широтно-импульсным модулятором 9,включенную выходом в точку соединениябазы согласующего транзистора 3 ирезистора 10, подсоединенного другим выводом к общей шине, параллельно выводам дополнительно введеннойобмотки 11 трансформатора 6 включендополнительный выпрямитель, с фильтром 12, один вывод которого через резистор 13 соединен с эмиттером регулирующего транзистора 2, а другой вывод подсоединен в точку соединенияколлектора согласующего транзистора3 с дополнительно введенным устройст-:вом 14 запуска, другой вывод которогоподсоединен к дополнительному источнику или в точку схемы, положительный потенциал которой выше, чем потенциал коллектора согласующего транзистора.Устройство работает следующим образом.Выпрямленное напряжение с выходнойобмотки 7 трансформатора б после выпрямителя с фильтром 8 воздействуетна схему управления с широтно-импульсным модулятором 9, в которойуказанное напряжение сравниваетсяс опорным эталонным), и их разность воздействует на широтно-импульсный модулятор, в схеме управления с которым осуществляется такжегальваническая развязка входной ивыходной цепей. На выходе широтноимпульсного модулятора образуютсяпрямоугольные импульсы, длительность которых пропорциональна величине выхоДного напряжения. Модулированные по длительности импульсы поступают в базу согласующего транзистора 3 и закрывают его, в результатечего закрывается и регулирующий транзистор 2,фильтр-демодулятор 4 осуществляет преобразование последовательности импульсов в постоянное напряжение заданной величины, Резистор 10 является резистором смещения. С помощью входного фильтра 1 обеспечивается устойчивая работа стабилизатора постоянного напряжения за счет уменьшения уровня помех. Выходное напряжение преобразователя поддерживается постоянным при изменении входного нап ряжения, тока нагрузки и температуры в широких пределах.5 849С дополнительно введенной обмотки 11 трансформатора 6 стабилизированное напряжение подается на допол-нительно введенные выпрямитель с филь тром 12, Выпрямленное стабилизированное напряжение отрицательной полярностью подключается через резистор 13, ограничивающий ток базы регулирующего транзистора, к эмиттеру, а положительной полярностью - к коллек тору согласующего транзистора 3. Таким образом, обеспечивается глубокое насыщение регулирующего транзистора.Однако при включении стабилизато З ра постоянного напряжения, пока напряжение на дополнительной обмотке трансформатора преобразователя не появилось, цепь коллектора согласующего транзистора 3 практически отор вана от постоянного потенциала, и переход эмиттер-база согласующего транзистора работает как диод. В результате этого резко падает коэффициент усиления по току составного регули рующего транзистора. Это приводит к. тому, что (особенно в области отри- цательных температур) не происходит запуск схемы.Чтобы схема стабилизатора устой чиво запускалась, вводят дополнительное устройство 14 запуска, включенное между коллектором согласующего транзистора 3 и дополнительным источником или точкой схемы, положительный потен-З 5 циал которой выше, чем потенциал коллектора согласующего транзистора, например между коллектором согласующего транзистора и общей шиной или между коллектором согласующего тран зистора 3 и коллектором регулирующего транзистора 2. Устройство запуска в простейшем случае представляет собой конденсатор, цепочку из параллельно включенных конденсатора и ре зистора, диод, несложную транзисторную схему и т.д. и служит для обеспечения необходимого потенциала на коллекторе согласующего транзистора в момент запуска. Устройство 14 запуска 50 обеспечивает нормальный режим работы согласующего транзистора 3 в момент запуска стабилизатора постоянного, напряжения. При этом достигается глубокое насьпцение регулирующего 2 и согла.55 сующего 3 транзисторов в широком диапазоне изменений входного нап- Ъ 181 4 ряжения, тока нагрузки и температуры окружающей среды,Формула .зобретения Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий входной фильтр, включенный между входной и общей шинами,регулирующий элемент; состоящий изрегулирующего и согласующего транзисторов, фильтр-демодулятор, включенный последовательно в выходнуюшину, преобразователь напряжения,включенный между выходом фильтрадемодулятора и общей шиной, с выходным трансформатором, содержащим выходную и дополнительную обмотки,причем параллельно выводам выходнойобмотки включен выпрямитель с фильтром,выход которого соединен с выводомдля подключения нагрузки и входомширотно-импульсного модулятора, выходкоторого подключен к точке соединениябазы согласующего транзистора и резистора, подсоединенного к общей шине, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения надежности1(ПД 1 обеспечения устойчивой работы 1и запуска устройства, параллельновыводам дополнительной обмотки трансформатора включен выпрямитель с фильтром, один выход которого через резистор соединен с эмиттером регулирующего транзистора, а другой - с точкойсоединения коллектора согласующеготранзистора с выходом дополнительно введенного устройства запуска,вход которого подсоединен к дополнительному источнику или к точкЕ,устройства, положительный потенциалкоторой выше чем потенциал коллектора согласующего транзистора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Головацкий В.Аи др. Интегральный гибридный импульсный стабилизаторпостоянного напряжения. Сб., "Электронная техника в автоматике",. М.,"Советское радио", 1974, Р 6, с, 33-37рис. 1.2. Михайпов Е.Е. Транзисторныепреобразователи напряжения постоянноготока с применением широтно-импульсной и частотно-импульсной модуляциидля стабилизации выходных напряжений.Сб., "Полупроводниковые приборы втехнике электросвязи". М., "Связь",1972, с. 210, рис. 5.