Стабилизатор напряжения

(19) 111) А 1 151) 4 С 05 Р 1/56 0 ПИСДНИЕ ИЗ 0 БЕКтЕНИя ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(72) В,И. Орехов, Ю.Н. Снегирев, Т.И. Копосова и В.А. Бурцев (53) 621.316.722.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР У 898395, кл . С 05 Г 1/56, 1979,Авторское свидетельство СССР В 4 18842, кл. С 05 Р 1/56, 1973. (54) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к вторичным источникам питания радиоаппаратуры, Целью изобретения является повышение надежности и улучшения выходных параметров путем обеспечения автоматического переключения с ключевого на линейный режим работы и наоборот. При уменьшении тока нагрузки уменьшается напряжение на дросселе 6, что приводит к уменьшению напряжения на обмотке реле 17. Контакты 18-20 размыкаются и отсоединяютконденсатор 4, диод 5 и резистор 9.В результате работает только регулирующий элемент 1, а стабилизатор напряжения работает в линейном режиме.При увеличении тока процесс переключения происходит в обратном порядке. 2 э,п. ф-лы, 2 ил.Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам регулирования электрических величин, и может быть использовано в устройствах питания радиоэлектронной аппаратуры.Цель изобретения - повышение надежности и улучшение выходных параметров путем автоматического переключения с ключевого на линейный режим работы и наоборот.На фиг, 1 приведена схема устройства с автоматическим блоком переключения, управляемым внешним сигналом; на фиг. 2 - схема устройства с управлением внешним сигналом.Устройство содержит регулирующий элемент 1 с управляющим 2 и регулирующим 3 транзисторами, конденсатор 4, коммутирующий диод 5, накопительный дроссель 6, блок 7 управления, содержащий транзистор 8, делитель 9 напряжения, стабилитрон 10, резистор 11, а также резистор 12.Регулирующий элемент 1 с управляющим 2 и регулирующим 3 транзисторами входом соединен с входной клеммой устройства, а выходом - с точкой соединения первого вывода конденсатора 4, коммутирующего диода 5 и .входа накопительного дросселя 6. Выход дросселя 6 подключен к выходной клемме устройства, а первый управляющий вывод регулирующего элемента 1 соединен с выходом блока 7 управления. Вход блока 7 управления подключен к выходу устройства, при этом между вторым управляющим выводом регулирующего элемента 1 и общей шиной включен резистор 12.В отличие от известного предлагаемое устройство содержит блок 13 переключения состоящий из дросселя 6 с введенной вторичной обмоткой 14, выпрямителя 15, фильтра 16 и реле 18 с обмоткой и контактами 18 - 20.Блок 13 переключения включен последовательно с выходом регулирующего элемента 1, выводы управления блока 13 переключения подключены к обмотке реле 17, через контакты 18 реле первый вывод делителя 9 блока 7 управления соединен с минусовой клеммой стабилизатора, через контакты 19 минус коммутирующего диода 5 - с плюсовой клеммой стабилизатора, через контакты 20 второй вывод конденсатора 4 подключен к второму управляющему выводу регулирующего элемента 1и коллекторному выводу транзистора 8блока 7 управления.,5Вторичная обмотка дросселя 14 соединена с выпрямителем 15, вывод которого через фильтр 16 подключен к обмотке реле 17.Устройство работает следующим об 10 разом,В двухобмоточном дросселе 6 первичная обмотка используется в качестве накопительного дросселя, как и визвестном устройстве, а вторичнаяобмотка 14 служит источником энергиив датчике тока блока 13 переключения.Переключение регулирующего элемента1 из ключевого режима в линейный инаоборот производится под действием20 управляющего напряжения, поступающего на обмотку реле 17, т.е. с блока13 переключения автоматически в зависимости от тока, протекающего черезпервичную обмотку накопительного25 дросселя 6, согласно заданным техническим требованиям на устройство.При изменении тока, протекающегочерез первичную обмотку 6, изменяется переменное индуктируемое напряжение на вторичной обмотке 14. Выпрямленное в выпрямителе 15 и отфильтрованное в фильтре 16 напряжение поступает на обмотку реле 17.При больших токах блок 13 пере 35 ключения запитывает Обмотку реле 17,а так как контакты реле находятся внормально замкнутом состоянии, конденсатор 4 и диод 5 задействованы,в блоке 7 управления используется не 40 обходимая часть делителя 9. При этомстабилизатор напряжения работает включевом режиме.Управляющий 2 и регулирующий 3транзисторы регулирующего элемента 145 вместе с конденсатором 4 образуютодноемкостный мультивибратор. Стабильность выходного напряжения обеспечивает блок 7 управления, содержащий усилитель обратной связи, выполненный на транзисторе 8, и источникопорного напряжения (резистор 11 истабилитрон 10). Напряжение, поступающее с части делителя 9 напряжения, сравнивается с напряжением ис 55 точника опорного напряжения.Необходимый уровень пульсаций выходного напряжения обеспечиваетфильтр - накопительный дроссель 6,выходной конденсатор. При этом комз13 мутирующий диод 5 через размыкающие контакты 20 реле подключен к плюсовой клемме устройства, а конденсатор 4 через контакты 20 реле - к базовому выводу регулирующего элемента 1. Частота переключения мультивибратора задается временем заряда и разряда конденсатора 4, Резистор 12 служит для необходимого смещения рабочей точки по вольт-амперной характеристике транзисторов регулирующего элемента 1.Когда конденсатор 4 разряжен, управляющий транзистор 2 регулируюего элемента 1 открыт, а регулирующий транзистор 3 регулирующего элемента 1 закрыт, мультивибратор находится в таком состоянии до тех пор, пока заряжается конденсатор 4. Он заряжается по цепи: плюс источника, выходной конденсатор устройства, дроссель 6, конденсатор 4, резистор в цепи коллектора транзистора 8 блока 7 управления, база - эмиттер транзистора 8 блока 7 управления, минус источника.При заряде конденсатора 4 управляющий транзистор 2 регулирующего элемента 1 переходит из области насыщения в активную область, при этом сигнал на входе после усиления мультивибратором через конденсатор 4 опять попадает на вход. Происходит лавинообразный процесс опрокидывания, при котором управляющий транзистор 2 регулирующего элемента 1 закрывается, а регулирующий транзистор 3 открывается, а конденсатор 4 начинает разряжаться по цепи: конденсатор 4, дроссель 6, выходной конденсатор устройства, стабилитрон 10 блока 7 управления, эмиттер - коллектор транзистора 8 блока 7 управления, резистор в цепи коллектора транзистора 8 блока 7 управления, конденсатор 4.При достижении нулевого потенциала на конденсаторе 4 управляющий транзистор 2 регулирующего элемента 1 выходит из области запирания в активную область, после чего происходит снова процесс опрокидывания, в конце которого управляющий транзистор 2 регулирующего элемента 1 открыт, а регулирующий транзистор 3 закрыт.Опрокидывание мультивибратора приводит к появлению переменного напряжения на дросселе 6, который отпирает транзистор 8 усилителя обратной55 ем внешним сигналом используется схема, приведенная на фиг. 2.Когда наиболее рациональным является использование линейного режимэ работы стабилизатора вместо ключевого и необходимо применять стабпчи чав 43399связи, осуществляющий управление током базы регулирующего транзистора 3,Таким образом, достигается коммутация с частотой работы мультивибратора мощности регулирующего транзистора 3 регулирующего элемента 1 истабилизация выходного напряженияустройства также, как и в известном 10 устройстве. фПри уменьшении тока нагрузки дозаданного значения происходит переключение в линейный режим работы.При этом уменьшается индуктируемое 5 напряжение во вторичной обмотке 14дросселя 6, а также уменьшается выпрямленное в выпрямителе 15 и отфильтрованное в фильтре 16 напряжение, поступающее на обмотку реле 17.При этом под действием блока 13 переключения реле 17 срабатывает иразмыкает контакты 18-20, отсоединяяконденсатор 4, диод 5 и резистор делителя блока 7 управления, В этом 25 случае задействованы только регулирующий элемент 1, дроссель 6 (первичная обмотка) датчика 13 тока иблок 7 управления.При работе стабилизатора в линейЗ ном режиме напряжение, снимаемое сделителя 9, сравнивается с опорнымнапряжением, усиливается в блоке 7управления и с управляющего вывода(коллекторный вьвод транзистора 8)блока 7 управления в противофазе поступает на регулирующий элемент 1. Взависимости от напряжения, поступающего с блока 7 управления, регулирующий элемент 1 приоткрывается или 4 О подзакрьвается.Падение напряжения на регулирующем элементе 1 в связи с этим меняется и напряжение на выходе стабилизатора поддерживается постоянным с 45 заданной точностью. Дроссель 6 ивыходной конденсатор устройства используются для сглаживания пульсацийвыходного напряжения. При наступлении заданного режима больших токовпроцессы происходят в обратном порядке и устройство автоматически возвращается к работе в ключевом режиме. При работе устройства с упранлени 1343399тор с другим выходным напряжением,в блок 13 переключения подается покоманде управляющее напряжение. Транзистор 2 блока 13 переключения(фиг. 2) открывается и поступающеенапряжение запитывает обмотку реле17 блока 13 переключения, при этомконтакты 20 реле 17 блока 13 переключения размыкаются и отсоединяютконденсатор 4 от управляющего вывода (коллекторный вывод транзистора 8)блока 7 управления. Отсоединяютсяконтакты 18 реле 17 блока 13 переключения, замыкающие один из резисторов делителя, а контакты 19 отсоединяют диод 5 от положительнойклеммы устройства. 10 15 Аналогично производится переклю чение с линейного на ключевой режим работы, но процесс переключения происходит в обратном порядке. Формула изобретения 1. Стабилизатор напряжения, содержащий регулирующий элемент с управляющим и регулирующим транзисторами, вход которого соединен с вход ной клеммой, а выход соединен с точкой соединения первого вывода конденсатора, первого вывода коммутирующего диода и входа накопительного дросселя, выход которого подключен к выходной клемме, первый управляющий вывод регулирующего элемента соединен с выходом блока управления, включающего в себя делитель напряжения, вход которого подключен к выхоц ным клеммам, при этом между вторым управляющим выводом регулирующего элемента и общей шиной включен резистор, о т л,и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повншения надежности и улучшения выходных параметров путем обеспечения автоматического переключения с ключевого на линейный режим работы и наоборот, введены блок переключения и реле с тремя парами контактов, причем управляющие выводы блока переключения подключены к обмотке реле, при этом первый вывод делителя напряжения блока управления через первую па 1 у контактов реле соединен с минусовой выходной клеммой, через вторую пару контактов второй вывод коммутирующего диода соединен с плюсовой выходной клеммой, а через третью пару контактов второй вывод конденсатора подключен к первому управляющему выводу регулирующего элемента.2. Стабилизатор по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что блок переключения выполнен в виде датчика тока, выполненного на двухобмоточном дросселе, выход которого подключен через последовательно соединенные выпрямитель и фильтр с выходом блока переключения, а датчик тока включен между выходом регулирующего элемента и минусовой выходной клеммой.3. Стабилизатор по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что блок переключения выполнен в виде транзистора и двух резисторов, причем один вывод первого резистора соединен с первым выводом для подключения источника сигнала управления, другой вывод первого резистора подключен к базе транзистора непосредственно и через второй резистор к эмиттеру транзистора и общей шине, коллектор транзистора соединен с первым выходным выводом блока переключения, второй выходной вывод которого подключен к второму выводу для подключения источника сигнала управления.1343399 г Составитель А. Баженоведактор П. Гереши Техред Л.Сердюкова Корректор М. Матьковская Заказ 4823/49 ВНИИПИ оми по от 113035 кая