RU1800450C - Импульсный стабилизатор посто нного напр жени - Google Patents

Abstract

Использование: в системах электропитани , предназначенных дл  электронных устройств, выполненных на цифровых логических микросхемах. Сущность изобретени : стабилизатор содержит силовой и токовый трансформаторы, узел управлени , дифференцирующую цепь, выпр мительный , коммутирующий и перемагничиваю- щий диоды, входной, выход.ной и шунтирующий конденсаторы, три резистора , силовой и перемагничивающий транзисторы . Введение в схему двухобмоточного входного дроссел , соответствующим образом св занного с элементами схемы, позвол ет улучшить мае со габаритные показатели. 1 ил.

Description

(Л

с

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в системах электропитани , предназначенных дл  электронных устройств, выполненных на цифровых логических микросхемах, микропроцессоров , вычислителей и т.д.

Целью изобретени   вл етс  улучшение массогабаритных показателей.

Сущность изобретени  по сн етс  чертежом , где приведена упрощенна  схема предлагаемого устройства.

Предложенный стабилизатор, как и прототип , содержит силовой транзистор 1, кол- лектор которого соединен с концом первичной обмотки 2 силового трансформатора 3. Эмиттер транзистора подключен к отрицательной шине стабилизатора. Параллельно входу силового транзистора 1 подключен выход узла управлени  4, вход которого подключен параллельно выходному конденсатору 5 и через выпр мительный диод 6 параллельно второй обмотке 7 силового трансформатора 3, причем анод выпр мительного диода 6 подключен к началу вторичной обмотки. Начало обмотки пере- магничивани  8 через параллельно соединенные шунтирующий конденсатор 9 и разр дный резистор 10 подключено к катоду коммутирующего диода 11, анод которого соединен с общей шиной стабилизатора. Начало токовой обмотки 12 трансформатора тока 13 подключено к началу обмотки активного перемагничивани  8, конец обмотки 12 соединен с коллектором перемаг- ничивающего транзистора 14, эмиттер которого соединен с общей шиной стабилизатора . Параллельно входу перемагничива- ющего транзистора 14 включена обмотка обратной св зи 15, началом к его базе. Переключающа  обмотка 16 через ограничи00

о о

Ьел о

тельный резистор 17, соединенный с ее концом , подключена параллельно входу дифференцирующей цепи и резистору перезар да 18. Дифференцирующа  цепь состоит из последовательно соединенных конденсатора 19 и резистора 20, зашунтированных пусковой обмоткой 21 трансформатора тока 13, при этом конец пусковой обмотки 21 соединен с началом переключающей обмотки 16, параллельно конденсатору 19 дифференци- рующей цепи подключен диод перемагничи- вани  22, анодом к началу пусковой обмотки 21. Начало первичной обмотки 2 соединено с обкладкой входного конденсатора 23,а его втора  обкладка соединена с корпусом пре- образовател .

В отличие от прототипа в предлагаемое устройство введен двухобмоточный входной дроссель 24 с двум  обмотками 25 и 26, причем конец первой обмотки 25 и начало второй 26 соединены с входом стабилизатора , начало первой обмотки 25 подключено к началу первичной силовой обмотки 2, а конец обмотки 26 подключен к концу обмотки перемагничивани  8. Конденсатор 5 соеди- нен непосредственно с катодом выпр мительного диода 6.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При открытом регулирующем транзи- сторе 1 происходит передача энергии через силовой трансформатор 3 во вторичную цепь, образованную вторичной обмоткой 7, выпр мительным диодом 6, сопротивлением нагрузки, зашунтированным выходным конденсатором 5, и накопление энергии в трансформаторе 3. Одновременно происходит перемагничивание сердечника токового трансформатора 13 через пусковую обмотку 21 за счет напр жени , возникающего на переключающей обмотке 16, прикладываемого к обмотке 21 через диод перемагничивани  22 и ограничительный резистор 17. При закрывании силового транзистора 1 в первый момент происходит рекупераци  ча- сти энергии, накопленной в трансформаторе по цепи: шунтирующий конденсатор 9 и коммутирующий диод 11. Импульс напр жени  на переключающей обмотке 16 через ограничивающий резистор 17 поступает на вход дифференцирующей цепи, зашунтированной резистором перезар да 18. Импульс, возникающий на выходе дифференцирующей цепи, вызывает по вление отпирающего напр жени  на об- мотке обратной св зи 15, перемагничиваю- щий транзистор 14 приоткрываетс , и за счет работы положительной обратной св зи по обмоткам токового трансформатора 13 происходит лавинный процесс отпирани 

перемагничивающего транзистора 14. Далее процесс перемагничивани  сердечника трансформатора 3 и дроссел  24 идет не за счет рекуперации энергии в первичную сеть, а активным перемагничивающим током коллектора перемагничивающего транзистора 14. При выходе рабочей точки в процессе активного перемагничивани  в нелинейную зону петли гистерезиса сердечников силового трансформатора 3 и дроссел  24 происходит увеличение тока перемагничивани , следовательно и тока через токовую обмотку 12 трансформатора 13. Число витков этой обмотки рассчитано таким образом, чтобы насыщение сердечника токового трансформатора 13 предшествовало полному насыщению сердечника трансформатора 3 и дроссел  24. При насыщении сердечника трансформатора тока 13 происходит уменьшение напр жени  на обмотке обратной св зи 15, уменьшаетс  ток и происходит лавинный процесс запирани  перемагничивающего транзистора 14. При этом происходит разр д шунтирующего конденсатора 9 через разр дный резистор 10. Далее цикл работы стабилизатора повтор етс .

Таким образом, в предлагаемом устройстве благодар  введению новых элементов и св зей обеспечиваетс  работа сердечника силового трансформатора 3 и дроссел  24 по полному циклу петли гистерезиса, что позвол ет снизить габариты и массу силового трансформатора дроссел  24 на 40%.

Число витков обмотки перемагничивани  выбираетс  по формуле

Ultn

(В

макс

-В

мин

)СГ

где (ft-число витков обмотки перемагничивани  8, аналогично обмотке 26 дроссел  24;

UL - напр жение, непосредственно приложенное к обмотке перемагничивани ;

Вмакс, Вмин - максимальное и минимальное значени  индукции сердечника;

Q - сечение стали сердечника;

tn - врем  перемагничивани .

i

При выполнении услови  tn 0,1 -,

коэффициент заполнени  может принимать значени  до 0,8, в сочетании с обеспечением работы сердечников силового трансформатора и дроссел  без подмагничивани  это позвол ет сократить массу и объем устройства на 25-30%.

Claims (1)

1. Формулаизобретени  Импульсный стабилизатор посто нного напр жени , содержащий силовой транзистор , силовой трансформатор с первичной, вторичной, перемагничивающей и переключающей обмотками, выпр мительный диод, узел управлени , входной и выходной конденсаторы , коммутирующий диод, шунтиру- ющий конденсатор, разр дный резистор, трансформатор тока с токовой, пусковой обмотками и обмотками обратной св зи, ди- ференцирующую цепь, состо щую из конденсатора и резистора, диод перемагни- чивани , резистор перезар да, ограничительный резистор, перемагничивающий транзистор, причем коллектор силового транзистора соединен с концом первичной обмотки силового трансформатора, эмиттер силового транзистора подключен к общей шине, а к управл ющему входу силового транзистора подключен выход узла управлени , вход которого включен параллельно выходным выводам, с которыми соединен выходной конденсатор и через выпр мительный диод,вторична  обмотка силового трансформатора, начало обмотки перемаг- ничивани  силового трансформатора через параллельно соединенные шунтирующий конденсатор и разр дный резистор подключено к катоду коммутирующего диода, анод которого соединен с общей шиной, начало токовой обмотки трансформатора тока подключено к началу обмотки перемагничива- ни  силового трансформатора, а конец соединен с коллектором перемагничивающего транзистора, эмиттером подключенного к общей шине, к управл ющему входу перемагничивающего транзистора включена обмотка обратной св зи трансформатора тока, началом - к его базе, переключающа  обмотка силового трансформатора через ограничительный резистор подключена к входу дифференцирующей цепи и параллельно резистору перезар да резистор дифференцирующей цепи подключен параллельно пусковой обмотке трансформатора тока, при этом конец пусковой обмотки трансформатора тока соединен с началом переключающей обмотки силового трансформатора, а параллельно конденсатору дифференцирующей цепи подключен диод перемагничива- ни  анодом - к началу пусковой обмотки трансформатора тока, между началом первичной обмотки силового трансформатора и общей шиной включен входной конденсатор , отличающийс  тем, что, с целью улучшени  массогабаритных показателей, в него введен силовой двухобмоточный входной дроссель, перва  обмотка которого концом подключена к входному выводу, а началом - к началу первичной обмотки силового трансформатора, конец второй обмотки силового входного дроссел  подключен к концу обмотки перемагничива- ни  силового трансформатора, а начало соединено с концом первой обмотки силового входного дроссел .