SU1049877A2 - Ключевой стабилизатор - Google Patents

Abstract

КЛЮЧЕВОЙ СТАБИЛИЗАТОР по авт. св. № 900273, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности, в его узел синхронизации введен дополнительный конденсатор , включенный между основным конденсатором и одним из резисторов, а точка соединени  конденсаторов подключена к средней точке вторичной обмотки трансформатора . ;о 00

Description

Изобретение относитс  к вторичным стабилизированным источникам питани .

По основному авт. св. № 900273 известен стабилизатор, питающийс  переменным напр жением пр моугольной формы, например , от преобразовател  частоты с синхронным относительно питающего напр жени  потребление.м тока и нулевым токо.м регулирующего транзистора в момент коммутации пере.менного напр жени , содержащий трансформатор, выпр митель, узел формировани , опорный узел, узел синхронизации , узел измерени  и сравнени , синхронизирующий резистор, регул тор и выходной LC-фйльтр. При этом узел синхронизации содержит ограничительный резистор, через который обща  точка синхронизирующего резистора и опорного узла подключена к общей точке соединени  катодов двух диодов , аноды которых подключены к общим точкам цепи, состо ще.й из последовательно соединенных двух резисторов и конденсатора между ними, и подключенной другими концами резисторов вторичной обмотке трансформатора 1.

Однако этот ключевой стабилизатор обладает существенным недостатком, заключающимс  в зависимости формы пилообразного напр жени  на синхронизирующем резисторе от разницы падений напр жени  на полуобмотках трансформатора, проводах разводки и обратного сопротивлени  диодов, так как оно не св зано непосредственно со средней точкой трансформатора. Особенно остро эта зависимость сказываетс  в низковольтных стабилизаторах (например, с выходным напр жением до 5 В) на большие токи (от 10 А и выше). При этом если питающее пилообразное напр жение имеет частоту 20-100 кГц, оно искажаетс . Регулирующий элемент ключевого ста-, билизатора начинает работать не одинаково по времени в оба полупериода, по вл етс  звуковой фон, неодинаковым становитс  потребл емый ключевым стабилизатором ток в оба полупериода, пилообразное напр жение искажаетс  еще больше, перекос усугубл етс  до вырождени  пилообразного напр жени .

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности стабилизатора за счет исключени  зависимости формы питающего напр жени  на синхронизирующем резисторе (в низковольтных стабилизаторах -и вырождение пилообразного напр жени ) от нагрузки стабилизатора в оба полупериода и сопротивлени  диодов.

Эта цель достигаетс  тем, что в ключевой стабилизатор в узел синхронизации введен дополнительный конденсатор, включенный между основным конденсатором и одним из резисторов, а точка соединени  конденсаторов присоединена к средней точке вторичной обмотки трансформатора.

При этом напр жение на синхронизирующем резисторе в каждый полупериод определ етс  только напр жением полуобмотки, параметрами одного, последовательно соединенного с конденсатором, резистора и одного диода, так как средн   точка трансформатора и синхронизирующий резистор св заны непосредственно, а не напр жением всей обмотки, параметрами двух резисторов , -одного диода и током утечки другого диода, как это имеет место в основном изобретении .

Такое решение приводит к уменьшению искажени , а в низковольтных источниках - исключению вырождени  пилообразного напр жени .

На фиг. 1 представлена схема ключевого стабилизатора; на фиг. 2 - эпюры напр жений .

Стабилизатор содержит входной трансформатор 1, питающийс  переменным напр жением пр моугольной формы (частоты, например , 20-100 кГц), первый резистор 2, первый конденсатор 3, второй конденсатор 4, второй резистор 5, диоды 6 и 7, ограничительный резистор 8, выпр мительные диоды 9 и 10 стабилизатора, регулирующий транзистор 11, узел 12 формировани , опорный узел 13, синхронизирующий резистор 14, узел 15 измерени  и сравнени , выходной DLC-фильтр на элементах 16-18. Элементы 1-8 и 14 образуют узел синхронизации , в котором параллельно вторичной обмотке трансформатора 1 подключена последовательна  цепочка, состо ща  из резистора 2, конденсаторов 3 и 4 и резистора 5, к точкам соединени  конденсаторов и резисторов анодами подключены диоды 6 и 7, катоды которых через ограничительный резистор 8 и синхронизирующий ре истор 14 подключены к средней точке трансформатора 1, который через выпр мительные диоды 9 и 10 подключен к входу регулирующего транзистора 11, базова  цепь которого через узел формировани  и опорный узел подключена к точке соединени  резисторов 8 и 14. Узел 12 формировани  через узел измерени  и сравнени  подключен к выходу стабилизатора.

5 К выходу регулирующего элемента подключен фильтр, состо щий из буферного диода 16, дроссел  17 и конденсатора 18. На фиг. 2 представлены эпюры: Ц - переменное напр жение пр моугольной формы на вторичных полуобмотках трансформа тора, и, U5 - напр жение на резисторах 2 и 5 (дл  нагл дности крутые фронты этих напр жений несколько разнесены во времени ), Uj. - напр жение на конденсаторах , Ц а, UH и -- суммарное напр жение опорного узла и синхронизирующего резистора, а также напр жение узла измерени  и сравнени , пропорциональное входному , JH - напр жение «коллектор-эмиттер регулирующего транзистора, и iig - ток регулирующего транзистора и диода 16. Устройство работает следующим образом . Пр моугольное напр жение вторичной обмотки трансформатора выпр мл етс  диодами 9 и 10 и подаетс  на регулирующий транзистор 11. Последний управл етс  блоком 12 формировател , вырабатывающим пр моугольные импульсы, длительность которых определ ет выходное напр жение, поддерживаемое посто нным, а фазы t и tj, переднего и заднего фронтов определ ютс  моментами равенства суммарного напр жени  опорного узла Ujj и синхронизирующего резистора tjj и напр жени  узла измерени  и сравнени  Uu (эпюры г на фиг. 2). Выходной фильтр, состо щий из диода 16, дроссел  17 и конденсатора 18 обеспечивает преобразование импульсндго, стабилизированного по среднему значению, напр жени  на его входе в посто нное стабилизированное напр жение. Одновременно пр моугольные вторичные напр жени  с обмоток трансформатора подаютс  на две цепи, состо щие из конденсаторов 3 и 4 и соответственно резисторов 2 и 5 относительно средней точки трансформатора , куда присоединена и обща  точка конденсаторов. При этом напр жени  УЗ и и на непол рных конденсаторах (эпюры в на фиг. 2) представл ют собой часть экспонент зар да-разр да конденсаторов 3 и 4 через резисторы 2 и 5 соответственно. Параметры этих цепей могут быть выбраны таковыми, что напр жени  на конденсаторах будут представл ть собой начальные участки экспонент, где линейность достаточно хорощо выражена, хот  это и не об зательно , если есть необходимость сдвигать эпюру потребл емого тока относительно эпюры напр жени . Таким образом, эти напр жени  U и и имеют пилообразную форму с одинаковыми временами нарастани  и спада, а верщины перегиба их совпадают с моментами изменени  пол рности питающего напр жени  Uf. На эпюре в (фиг. 2) пунктиром показаны напр жени  на конденсаторах в случае , если используютс  на начальные участки экспонент напр жени  зар дов и разр дов . Диоды 6 и 7 пропускают к синхронизирующему резистору 14 только положительные части этих пилообразных напр жений, так что на резисторе 14 будет напр жение пилообразной формы удвоенной частоты относительно питающего напр жени  Uj, а верщины его будут находитьс  в центре полупериодов питающего напр жени . В цепи резистора 14, таким образом, в каждый полупериод напр жени , удвоенного относительно питающего, находитс  только один нелинейный элемент - один из диодов 6 или 7, а обратный ток другого диода не оказывает вли ни , так как конденсаторы замкнуты через точку трансформатора , соединенную с выходом. Благодар  такому рещению увеличиваетс  надежность функционировани  стабилизатора , уменьщаетс  разброс в форме и величине тока в оба полупериода, исчезает возможность звукового фона на случайных частотах. Изобретение может быть использовано в р де стабилизаторов бестрансформаторных (на чатоте 50 гЦ) источников питани  различных средств вычислительной техники, радиотехнике, электроники и т. д.

Claims (1)

1. КЛЮЧЕВОЙ СТАБИЛИЗАТОР по авт. св. № 900273, отличающийся тем, что. с целью повышения надежности, в его узел синхронизации введен дополнительный конденсатор, включенный между основным конденсатором и одним из резисторов, а точка соединения конденсаторов подключена к средней точке вторичной обмотки трансформатора.

   >